1、第二章第二章 地球上的大气地球上的大气第一节第一节 大气的组成和垂直分层大气的组成和垂直分层学习目标：1.识记大气的主要组成成分和大气垂直分层的各层名称；2.了解干洁空气、水汽和尘埃在大气中的作用；3.理解各层的气温变化、气流运动、天气状况等主要特征以及对人类活动的影响。2012年10月14日，奥地利“坠落人”鲍姆加特纳在美国西南部乘坐太空舱升空。约3小时后，他上升至39千米高空。随后，他从那里跳下，4分钟后才打开降落伞，成为第一个自由落体速度超音速的人。他配备的特制宇航服，外表绝缘，密封的内层中填充加压氧气；头盔内有液氧系统，护目镜中装有温度调节器。39千米高空的大气与地面大气有哪些不同？鲍
2、姆加特纳为什么需要配备特制宇航服？鲍姆加特纳从距地面高度约3.9万米的氦气球携带的太空舱上跳下，并成功着陆。我们从图片中是否可以看出他处于什么位置？为什么需要穿着宇航服？一、大气的组成一、大气的组成1、干洁空气：低层大气中除去水汽和杂质以外的混合气体。（1）氧是人类和其他生物维持生命活动所必需的物质；（2）氮是地球上生物体的基本元素。（氮是构成氨基酸的基本物质，而氨基酸又是构成动物营养所需蛋白质的基本物质。）（3）二氧化碳：二氧化碳是绿色植物进行光合作用的基本原料，它吸收地面辐射的能力强，使气温升高。（4）臭氧：臭氧能吸收太阳光中的紫外线，使大气增温；减少到达地面的紫外线，对生物具有保护作用。
3、2、水汽和杂质：水的相变，产生云、雨、雾、雪等一系列天气现象，同时伴随着热量的吸收和释放，直接影响地面和大气的温度。大气中的杂质作为凝结核，是成云致雨的必要条件。3、组成成分组成成分占 大 气 体占 大 气 体积百分比积百分比作用作用干 洁干 洁空气空气氮78%地球上生物体的基本元素氧21%人类和其他生物维持生命活动所必需的物质二氧化碳很少绿色植物进行光合作用的基本原料，它吸收地面辐射的能力强，使气温升高臭氧极少吸收太阳光中的紫外线，使大气增温；减少到达地面的紫外线，对生物具有保护作用水汽水汽很 少，因时而异水的相变，产生云、雨、雾、雪等一系列天气现象，同时伴随着热量的吸收和释放，直接影响地面
4、和大气的温度固体杂质固体杂质作为凝结核，是成云致雨的必要条件4、污染物：人类活动排放的污染物进入大气，会影响大气的成分和含量，产生大气污染，对生态系统和人类生存造成不利影响。雾霾酸雨二、大气的垂直分层大气自下而上可以划分为对流层、平流层和高层大气。结合上图，你可以得到什么信息？要注意以下几点：（1）该图的横坐标表示气湿，纵坐标表示海拔。（2）结合气温变化特点认识各层大气的海拔范围。（3）注意各层大气的气温随海拔的变化特点，尤其是气温拐点的数值。（4）根据气温变化特点，推测其热量来源和大气运动状况。（5）注意各层中主要的自然现象和人类活动，如流星、极光发生在高层大气，电离层和运行的人造卫星等也位
5、于高层大气。1、对流层对流层气温随高度的升高而递减，低纬度地区受热多，对流旺盛，对流层所达高度就高（在低纬度地区为17-18千米，在高纬度地区仅为8-9千米）。云、雨、雾、雪等天气现象都发生在这一层。人类生活在对流层的底部。2、平流层（对流层顶部至50-55千米高空）平流层气温随高度升高而升高。该层大气的下层气温随高度变化很小，但是在30千米以上，气温随高度增加而迅速上升。主要以平流运动为主。该层大气中水汽和杂质含量很少，无云雨现象，能见度好，适合航空飞行。3、高层大气（平流层以上的大气）自平流层顶部开始，由于没有吸收紫外线的臭氧，气温会下降；随后，由于大气吸收了更短波长的太阳紫外线，温度又持
6、续上升，在300千米的高空，温度可达1 000以上。在80-120千米的高空，多数来自太空的流星体会燃烧，成为我们夜晚看到的流星。在80-500千米的高空，有若干电离层。电离层大气在太阳紫外线和宇宙射线的作用下，处于高度电离状态，能反射无线电波，对无线电通信有重要作用。大 气大 气垂 直垂 直分层分层海拔范海拔范围围特征特征成因成因与人类关系与人类关系对 流对 流层层低纬：1718千米；中纬：1012千米；高纬：8 9千米气温随海拔的增加而降低（每升高100米，气温约下降0.6）地面是低层大气主要的、直接的热源人类生活在对流层底部，与人类关系最密切空气对流运动显著该层上部冷、下部热天气现象复杂
7、多变集中了整个大气质量的3/4和几乎全部的水汽与杂质；对流运动易成云致雨平流平流层层从 对 流从 对 流层 顶 部层 顶 部至至 5 0 55千米千米气温随海拔气温随海拔增加而升高增加而升高该层中的臭氧吸收太阳该层中的臭氧吸收太阳紫外线紫外线大气水平运动有利于大气水平运动有利于高空飞行；臭氧具有高空飞行；臭氧具有保护地球生物的作用保护地球生物的作用以水平运动为主该层大气上热下冷，大气稳定天气晴朗水汽杂质少，气流平稳高层高层大气大气从 平 流层顶到2 000 3000千米 的 高空气温随海拔增加先降低后增加；大气密度极小底部无臭氧吸收紫外线，其热源主要来自平流层，随后气温随海拔增加而上升是因为氧
8、原子吸收了更短波长的紫外线；距地面远，受到引力小80500千米有若干电离层，电离层能反射无线电波，对无线电通信有重要作用巩固练习1.气球作为探空的工具已经被广泛使用。如下图所示，一探空气球由地面上升至100千米处，据其可能探测到的现象，完成下列各题。(1)探空气球记录的随高度升高气温变化的规律可能是()A.递增递减递减B.递减递增递减递增C.递增递减递增递减D.递减递减递增递增(2)探空气球在某一高度时，其与基站的通讯设备发生异常现象，该层可能是()A.臭氧层B.热层C.对流层D.电离层1.答案：(1)B；(2)D解析：(1)从地面到100千米上空，自下而上经过的大气层为对流层(0-12千米)
9、、平流层(12-50千米)、高空大气层底部及热层(50千米以上)。对流层中随着高度的增强，受到地面辐射的影响减小气温降低；平流层中，上部为臭氧层，温度较高，随着高度增加，气温升高；高层大气底部，温度急剧降低，到达热层时气温又逐渐升高，所以记录的气温变化规律为递减、递增、递减、递增，故本题正确答案为B项。(2)大气层电离层中含有大量离子和自由电子，可以干扰电磁波无线通讯，因而探空气球与基站的通讯发生异常可能出现在电离层，故本题正确答案为D项。2.2020年12月17日，“嫦娥五号”返回舱在距地面高度约120km处高速进入地球大气层，实施初次气动减速。下降至预定高度后，返回器向上跃出大气层。之后，
10、返回舱再次进入大气层，实施二次气动减速，在距地表50km的高度返回舱与大气层激烈摩擦。下图示意“嫦娥五号”探测器返回路径。读图完成下列各题。(1)“嫦娥五号”初次进入大气层进行减速时位于()A.对流层B.平流层C.臭氧层D.高层大气(2)“嫦娥五号”在距地表50km降落至地面过程中气温的变化是()A.持续降低 B.先降低，后升高C.持续增高 D.先升高，后降低2.答案：(1)D；(2)B解析：(1)本题考查大气的垂直分层的相关知识。由材料可知，嫦娥五号在距地面120千米处初次减速，距地面120千米属于高层大气。故本题正确答案为D。(2)本题考查大气的垂直分层的相关知识。距地表50km为平流层，
11、平流层气温随高度升高而升高，故在平流层降落时，气温降低，而后进入对流层，对流层气温随高度升高而降低，故在对流层降落时，气温升高。故本题正确答案为B。3.随着电影中国机长的热映，川航3U8633航班紧急迫降的事迹展现在大众面前。飞机从重庆起飞，在9800米高空，风挡玻璃无预警脱落，刘传健机长借助自己一百多次来回飞川藏线的经验和从业30年的技术，成功于成都迫降，拯救了全机人的生命。据此，回答下列各题。(1)挡风玻璃脱落时，飞机正处于大气的()A.平流层B.电离层C.对流层D.高层大气(2)机长迫降时面临的困难主要有()被风挡玻璃砸伤机内温度过低飞机颠簸强烈太阳辐射太强A.B.C.D.3.答案：(1
12、)C；(2)B解析：(1)基于文字中飞机飞行高度的信息(9800米高空)，判断飞机飞行的大气层，属于基础知识的巩固落实，正确答案为C。(2)设问机长迫降时面临的主要困难，本质是考查飞机所在的大气层(对流层)主要特点的理解与运用，考查综合思维素养。对流层大气以对流运动为主，飞机颠簸强烈；由于高度较高，大气温度较低，正确答案为B。4.下图为某地大气垂直分层局部示意图。完成下列各题。(1)该地最有可能位于()A.赤道地区B.南回归线附近C.北纬40附近D.极地地区(2)该层大气()A.多水汽杂质，容易成云致雨B.可吸收大量的紫外线长波辐射C.随高度增加，气温不断升高D.流星、极光现象多发生在该层4.
13、答案：(1)C；(2)C解析：(1)由所学知识可知，大气垂直分层分为对流层、平流层和高层大气，对流层随纬度不同厚度不同，低纬度上界为17-18km，中纬度为10-12km，高纬度上界为8-9km；图中信息显示，气温随高度上升而增加是平流层，该层下界为12km，可判断为中纬度，答案中北纬40附近符合题意，C正确。A、B、D错误。故选C。(2)读图可知，根据气温线随高度增加，温度增幅变大，可判断该层为平流层，该层有臭氧，可吸收太阳紫外线短波辐射，B错误，C正确。对流层多水汽杂质，容易成云致雨，A错误。流星、极光现象多发生在高层大气，D错误。故选C。5.2018年入冬以来，雾霾天气在我国频繁出现，空
14、气质量问题已引起全社会高度关注。下图是气温垂直分布的4种情形。读图完成下列各题。(1)假设四幅气温垂直分布图反映了一次雾霾天气的生消过程，则下列选项中，能正确反映雾霾天气生消过程的是()A.-B.-C.-D.-(2)图中最有利于雾霾大气污染物扩散的情形是()A.B.C.D.5.答案：(1)D；(2)A解析：(1)考查对逆温现象产生原因的理解。大气出现逆温时，不利于空气的流动，容易发生雾霾。图逆温刚开始形成，图逆温渐渐加强，图逆温向上空方向发展，近地面出现对流，图空气对流旺盛，逆温消失，对比四选项可知D符合。故D选项正确，ABC选项错误。(2)考查对逆温现象及其影响的理解。图中气温随高度的增加而降低，空气对流运动显著，有利于污染物的扩散，故A选项正确；图中曲线的转折点以下气温随高度的增加而升高，不利于污染物的扩散，易产生雾霾天气，故B选项错误；图逆温范围更大，不利于污染物的扩散，易产生雾霾天气，故C选项错误；图的逆温范围相对小些，但只要有逆温现象，就不利于污染物的扩散，故D选项错误。
