1、第1节 大气的组成和垂直分层第二章第二章 地球上的大气地球上的大气 20122012年年1010月月1414日日,奥地利奥地利“坠坠落人落人”鲍姆加特纳在国西南部乘坐鲍姆加特纳在国西南部乘坐太空舱升空。约太空舱升空。约3 3小时后小时后,他上升至他上升至3939千米空。随后千米空。随后,他从那里跳下他从那里跳下,4,4分钟后才打开降落伞分钟后才打开降落伞,成为第个自成为第个自由落体速度超音速的人由落体速度超音速的人(图图2.1)2.1)。他配备的特制宇航服外表绝缘他配备的特制宇航服外表绝缘,密密封的内层中填充加压氧气封的内层中填充加压氧气;头盔内头盔内有液氧系统有液氧系统,护目镜中装有温度调护
2、目镜中装有温度调节器。节器。3939千米高空的大气与地面大千米高空的大气与地面大气有哪些不同气有哪些不同?鲍姆加特纳为什么鲍姆加特纳为什么需要配备特制宇航服需要配备特制宇航服?图图2.12.1自由落体状态中的鲍姆加特纳自由落体状态中的鲍姆加特纳1.1.大气是由哪些成分组成的？大气是由哪些成分组成的？3.3.大气的组成和垂直分层与人类活动有怎样的联系？大气的组成和垂直分层与人类活动有怎样的联系？2.2.大气在垂直方向上可分为几层？各层有何特点？大气在垂直方向上可分为几层？各层有何特点？问题导学问题导学大气的组成Part one一、大气的组成一、大气的组成1 1、大气的成分及其作用、大气的成分及其
3、作用干洁干洁空气空气水水汽汽大大气气杂杂质质干洁空气：干洁空气：低层大气低层大气中除去水汽和杂质以外的混合气体中除去水汽和杂质以外的混合气体干干洁洁空空气气成分成分作用作用氧氧氮氮二氧二氧化碳化碳臭氧臭氧生物维持生命活动必需的物质生物维持生命活动必需的物质生物体内蛋白质的重要组成部分生物体内蛋白质的重要组成部分光合作用光合作用的原料；调节地表温度的原料；调节地表温度吸收紫外线；吸收紫外线；保护地球生命保护地球生命水汽和杂质含量很少，却在天气扮演重要的角色。水的相变，产生云、雨、雾、雪等一系列的天气现象。大气中的杂质作为凝结核，是成云致雨的必要条件。2 2、人类活动与大气污染、人类活动与大气污染
4、思考 1740 1740年到年到20112011年，短短年，短短不到不到300300年的时间里，二氧年的时间里，二氧化碳体积分数变化趋势怎么化碳体积分数变化趋势怎么样？是什么原因产生的变化样？是什么原因产生的变化呢？造成什么影响？呢？造成什么影响？变化趋势：变化趋势：呈现上升趋势，增加速度加快呈现上升趋势，增加速度加快原因：原因：化石燃料燃烧化石燃料燃烧（释放大量二氧化碳）（释放大量二氧化碳）土地利用的变化土地利用的变化（毁林，减少森林吸收二氧化碳的量）（毁林，减少森林吸收二氧化碳的量）影响：影响：全球变暖、气候异常、生态恶化全球变暖、气候异常、生态恶化活动探究活动探究 了解大气含氧量减少对人
5、体产生的影响了解大气含氧量减少对人体产生的影响地点地点 榆中榆中 多巴多巴 海埂海埂 兴隆兴隆呈贡呈贡海拔海拔/m19962366188821181906经度经度10402E10331E10241E11722E10248E纬度纬度3552N3552N2501N4036N2453N表2.1 我国部分高原训练基地的地理坐标 大气中大气中氧气含量氧气含量对人体健康至关重要；科学研究发现，对人体健康至关重要；科学研究发现，适当的缺适当的缺氧环境氧环境利于激发运动员的运动潜力；但含氧量太低会危害人体健利于激发运动员的运动潜力；但含氧量太低会危害人体健康甚至危及生命康甚至危及生命 我国已建成甘肃榆中、青海
6、多巴、云南海埂、河北兴隆、云南呈我国已建成甘肃榆中、青海多巴、云南海埂、河北兴隆、云南呈贡等国家级高原体育训练基地贡等国家级高原体育训练基地青海多巴甘肃榆中云南海埂、呈贡河北兴隆在中国地图上找到我国高原训练基地的位置 在奥运会等世界重大体育赛事中，来自非洲埃塞尔比亚、肯尼亚的中长跑运动员往往成绩优异。在非洲地形图上，找出在两个国家，归纳它们共同的地形特点。由此，你能推测这两个国家中长跑运动员成绩优异的原因吗？海拔/m01000200030004000含氧量比100%89%78%70%61%目前，世界公认的平原运动员进行高原训练的最佳目前，世界公认的平原运动员进行高原训练的最佳高度为海拔高度为海
7、拔1800-24001800-2400米。米。我国的高原训练基地的海拔在我国的高原训练基地的海拔在这个范围内吗？这个范围内吗？推测运动员在更高海拔训练反而达不到理想成绩的原因。推测运动员在更高海拔训练反而达不到理想成绩的原因。表2.2 不同海拔与海平面的含氧量比Part two大气的垂直分层 思考思考:为什么平流层适合飞机为什么平流层适合飞机飞行飞行?无线电通信利用了哪层无线电通信利用了哪层大气的特性大气的特性?温度（）高度（高度（kmkm）200140120601008040-100-50050100对流层电离层(热层)中间层平流层高层大气二二.大气的垂直分层大气的垂直分层二二.大气的垂直分
8、层大气的垂直分层高度km200120601008040-100-50 050 100对流层电离层电离层(热层热层)中间层平流层高层大气温度a.a.气温随高度升高气温随高度升高先降低后上升先降低后上升。b.b.来自太空的流星体会燃烧，成为来自太空的流星体会燃烧，成为我们夜晚看到的流星。（我们夜晚看到的流星。（80-12080-120千米）千米）c.c.在在80-50080-500千米的高空，有若干电千米的高空，有若干电离层。离层。电离层电离层大气在太阳紫外线大气在太阳紫外线和宇宙射线的作用下，处于高度和宇宙射线的作用下，处于高度电离状态，能电离状态，能反射无线电波反射无线电波，对，对无线电通信有
9、重要作用。无线电通信有重要作用。高层大气高层大气二二.大气的垂直分层大气的垂直分层平流层平流层高度km200120601008040-100-50050100对流层电离层(热层)中间层平流层平流层高层大气温度a.a.范围：范围：自对流层顶部至自对流层顶部至50-5550-55千米高空。千米高空。b.b.气温气温随高度升高而升高随高度升高而升高。d.d.平流层大气平流层大气上部热，下部冷，上部热，下部冷，不易形成对流，以不易形成对流，以平流运动平流运动为主为主e.e.水汽和杂质含量很少，无云雨现象，能见度好，适合航空飞行。水汽和杂质含量很少，无云雨现象，能见度好，适合航空飞行。c.c.臭氧层吸收
10、大量太阳紫外线，使大气增温。臭氧层吸收大量太阳紫外线，使大气增温。对流层 与人类的关系最密切纬度高纬度地区：89千米中纬度地区：1012千米 低纬度地区：1718千米季节夏季较厚冬季较薄大气圈的最底层，集中了约75%的大气质量和90%以上的水汽质量、固体杂质，大气中的污染物也多集中在这一层。对流层下界与地面相接，上界高度随地理纬度和季节而变化。对流层对流层二二.大气的垂直分层大气的垂直分层高度（千米）200140120601008040-100-50 050 100对流层对流层电离层(热层)中间层平流层高层大气温度（摄氏度）对流层大气上部冷，下部热，空气对流运动显著常出现风、云、雨、雪等天气现
11、象气温随高度增加而递减，每上升100米降低0.6（地面是直接的热源）大气大气分层分层高层高层大气大气平流层平流层对流层对流层气温垂直变化气温垂直变化规律规律原因原因随随高度增加高度增加先先递减后递增递减后递增随随高度增加高度增加而而递减递减 随随高度增加高度增加而而递增递增 底层没有吸收紫外线底层没有吸收紫外线的臭氧，气温下降；的臭氧，气温下降；随后大气吸收更短波随后大气吸收更短波长的太阳紫外线，温长的太阳紫外线，温度又持续上升度又持续上升靠靠臭氧臭氧吸收太吸收太阳紫外线增温阳紫外线增温地面是直接热源地面是直接热源空气空气运动运动天气天气现象现象与人类与人类关系关系有电离层，有电离层，能反射无
12、线能反射无线电波，对无电波，对无线电通信有线电通信有重要作用重要作用为人类生为人类生存环境天存环境天然屏障；然屏障；大气稳定大气稳定利于高空利于高空飞行飞行与人类关与人类关系最密切系最密切复杂复杂多变多变平流平流运动运动为主为主对流运对流运动动显著显著天气天气晴朗晴朗二二.大气的垂直分层（总结提炼）大气的垂直分层（总结提炼）气球作为探空的工具已被广泛使用，如下图所示，假如一探空气气球作为探空的工具已被广泛使用，如下图所示，假如一探空气球由地面上升至球由地面上升至100100千米处千米处。据其可能探测到的现象，回答据其可能探测到的现象，回答下下题。题。3.3.探空气球记录的随高度升高气温变化的规
13、律是（探空气球记录的随高度升高气温变化的规律是（）A.A.递减递减递增递增递减递减B.B.递减递减递减递减递增递增递增递增C.C.递增递增递减递减递增递增递减递减D.D.递减递减递增递增递减递减递增递增4.4.探空气球探测到水汽集中的大气层是（探空气球探测到水汽集中的大气层是（）A.A.对流层对流层 B.B.平流层平流层 C.C.高层大气高层大气 D.D.电离层电离层D DA A读大气垂直分层示意图,完成下列各题。(1)(1)图中正确表示大气层气温垂图中正确表示大气层气温垂 直变化的曲线是直变化的曲线是()A.A.B.B.C.C.D.D.(2)(2)对无线电通信具有重要意义对无线电通信具有重要
14、意义 的电离层位于的电离层位于()A.A.层顶部层顶部B.B.层底部层底部 C.C.层中部层中部D.D.层层BD下列有关对流层的叙述下列有关对流层的叙述,正确的是正确的是()低纬度比高纬度厚而比中纬度薄低纬度比高纬度厚而比中纬度薄平原上空无论冬夏都比高原上空要厚平原上空无论冬夏都比高原上空要厚对流层厚度与纬度、地形以及季节均无关系对流层厚度与纬度、地形以及季节均无关系由于大气中的水汽主要来自地表江河湖海的蒸发以及由于大气中的水汽主要来自地表江河湖海的蒸发以及 植物的蒸腾植物的蒸腾,所以几乎全部的水汽集中在距地面最近所以几乎全部的水汽集中在距地面最近 的对流层的对流层A.A.B.B.C.C.D.D.C
