大气圈的组成与结构

第一课时 大气圈的组成与结构
【明确考点】
大气圈的组成及各组成部分的作用。大气垂直分层的依据，各层的特点及与人类的关系。
【课堂互动】
自主学习
知识点一、大气圈的组成
1．低层大气的组成有干洁空气、少量的____和________。
2． 低层大气各组成成分的作用
大气成分体积（%）作 用
干洁空气N2_____________________
O2____________________
CO2____________________
O3____________________
水汽____________________
固体杂质________________________________________
合作探究
1．人类活动对大气成分有何影响？

2．大气成分的变化能带来哪些危害？

3．对流层的高度随纬度有何变化?为什么？

4．为什么臭氧层被誉为“地球生命的保护伞”？
典例剖析
例 读低层大气组成图，回答：
（1）图中B表示 ；C表示 ，作用是 。
（2）在大气含量很少的成分中，有地球生命保护伞之称的是 ，他主要是能强烈吸收 。
解析：图示为干洁空气组成图，干洁空气中体积分数最大的是氮，其次是氧，二者占干洁空气的99%。由于臭氧能强烈吸收太阳紫外线，对地球生物起到保护作用。
答案：（1）氮 氧 一切生物维持生命活动必需物质
（2）臭氧 太阳紫外线
变式训练
1．城市上空多雾的原因是 ( )
A．空气中多水汽
B．空气中二氧化碳含量高
C．空气中的固体杂质较多
D．空气中臭氧含量高
2． 大气中二氧化碳含量与日俱增的原因正确的是 ( )
A．海平面上升 B．臭氧大量减少
C．燃烧煤、石油等，大量排放二氧化硫所致
D．森林被砍伐
自主学习
知识点二、大气的垂直分层
1．大气分层的依据
根据大气在垂直方向上的____、____及____状况的差异，可将大气分为______、______和高层大气。
2．对流层：对流层的气温随高度增加而____；空气____运动显著；__、云、__、雾，雪等天气现象，都发生在这一层，因此该层与人类的关系________。
3．平流层：气温随高度增加而____。该层大气以____运动为主，气流____。
4．高层大气：有若干____层，处于高度电离状态，能反射短波________，对无线电通信有重要作用。
合作探究
1．读教材图2-2-2“大气的垂直分层”，回答下列问题。
（1）由图分析大气一般分哪几层？分层的依据是什么？

（2）图中的横坐标、纵坐标和曲线分别表示什么？

（3）读图并结合教材内容，填写下表。
分层特点与人类关系
对流层
平流层
高层大气
（4）有人说“越往高处，距离太阳越近”，为什么在对流层气温随高度增加递减？

（5）臭氧层位于图中大气的哪一层？其为什么被誉为“地球的天然屏障”？目前人类对它有怎样的影响？

（6）图中的飞机为什么在平流层中飞行？

2．有人说“越往高处，距离太阳越近，为什么在对流层气温随高度增加递减？”

典例剖析
例 下图示意大气垂直分层，读图回答（1）～（3）题。

（1）图中正确表示大气层气温垂直变化的曲线是
A．① B．② C．③ D．④
（2）对短波通信具有重要意义的电离层位于
A．Ⅰ层顶部 B．Ⅱ层底部
C．Ⅱ层中部 D．Ⅲ层
（3）2003年10月，我国发射的“神舟”五号飞船运行轨道所在的大气层
A．气温在-50C到20C 之间
B．气温随高度增加平稳下降
C．最低气温约为-80C
D．最高气温约为40C
解析：对流层气温随海拔增高而降低，平流层气温随海拔增高而增高；高层大气的底层气温随海拔增高而降低，上层气温随海拔增高而增高。Ⅲ层为高层大气，在该层中有一电离层(海拔大约85千米处)，其带电粒子会干扰无线电短波通讯。 “神舟”五号的轨道在高层大气层，依据图所示阅读出相关数据即可。
答案：（1）B （2）D （3）C
变式训练
下图中图乙表示近地面空气若上升到3000米高度时，理论温度为T，3000米高空的实际温度为TS，当TS≥T时，近地面空气上升将受阻，即出现了逆温现象。读某城市春季气温日变化图(图甲)回答：

(1)若TS稳定在—8℃，该城市气温至少要上升到 ℃以上时，逆温现象才会结束，这时的时间约为 时。
(2)一般逆温结束后2小时，近地面对流才能起到“净化”空气的作用。所以，在图示的情况下，仅考虑空气洁净因素，上午体育锻炼的时间宜选在 以后。
【思维拓展】
逆温现象是怎样形成的？其危害如何？
一般情况下，对流层温度上冷下暖。但在一定条件下，对流层的某一高度有时也会出现气温随高度增加而升高的现象，这种气温逆转的现象我们称之为“逆温”。
造成逆温现象的原因有很多种：一是地面辐射冷却。在晴朗无云或少云的夜间，地面辐射冷却快，贴近地面的气层也随之降温，离地面愈近，降温愈快，因此形成了自地面开始的逆温(如右图)。这种逆温在大陆上常年都可出现，尤以冬季最强。二是空气平流。当暖空气水平移动到冷的地面或水面上，会发生接触冷却的作用。愈近地表，降温愈快，于是产生逆温现象。三是锋面因素。在锋面上，如果冷暖空气的温度差异比较显著，由于暖空气位于锋面之上，而冷空气位于锋面之下，也会产生明显的逆温现象，如右图。
无论那种条件造成的逆温，都会对大气质量造成很大的影响。由于逆温层的存在，造成局部大气上热下冷，阻碍了空气垂直运动的发展，使大量烟尘、污染物、水汽凝结物等聚集在它的下面，使能见度变差。空气污染加重；尤其是城市及工业区上空，由于凝结核多，易产生浓雾天气，有的甚至造成严重的大气污染事件。
【自我评价】
一、选择题
读“大气垂直分层示意图”，回答1～2题。

1．人类排放的氟氯烃，对人类生存环境破坏最大的是 ( )
A．A层 B．B层 C．C层 D．D层
2．同一季节，下列城市上空对流层高度从高到低排列正确的是 ( )
①新加坡 ②北京 ③漠河 ④摩尔曼斯克
A．①②③④ B．①③②④ C．②③①④ D．②④①③
读我国某山地1月和7月平均气温垂直分布图。据此回答5—6题。

3．据图示信息判断，该山最可能位于
A．15°N附近 B．25°N附近 C．35°N附近 D．45°N附近
4．关于该山地气温垂直分布的正确说法是
A．1月气温递减率比7月大 B．1月局部范围出现逆温现象
C．7月气温递减率低处比高处大 D．该山顶有永久积雪
读某工业区不同时段气温垂直分布图，完成5—6题。

5．该地当日大气污染加剧，主要原因是
A．地面辐射减弱 B．大气逆辐射减弱
C．空气水平运动减弱 D．空气对流运动减弱
6．下列时段空气质量最好的是
A．19：00—22：00 B．04：00—07：00 C：07：00—10：00 D．13：00—16：00
（2008湖北实验中学高三第一次检测?20～22）下图为“地球大气的垂直分层图(部分)”，判断7～8题。

7．①、②、③、④四条曲线中，正确表示图示大气层气温垂直分布情况的是：
A．① B．② C．③ D．④
8．该大气层气温的垂直变化
A．受地面影响明显 B．主要与二氧化碳气体有关
C．主要与臭氧气体有关 D．主要与人类活动有关
二、综合题
9．下图表示某—高度的大气，根据所学知识回答下列问题：

(1)若该层是人类生存环境的天然屏障，则该层是 层，原因是 。该层因 而有利于高空飞行。
(2)若该层的热量直接来自地面，则该层是 层。其空气运动以 为主，原因是 。该层的天气特征是 。
(3)若该层对无线电通信有重要作用，则该层是 层，原因是 ，导致这种现象产生的原因是 。
(4)若人类活动能导致其某种成分增加或减少，则该层可能是 和 。
10．读“气温垂直变化图”，完成下列要求：

(1)图中a、b、c、d四条曲线中，正确反映地球大气温度随高度变化的是 ，判断依据是 。根据A层大气气温随高度的变化特点，可知该层大气的直接热源是 。
(2)风、云、雨、雪等天气现象集中于 层(填字母)，原因是 。
(3)人类目前利用平流层最主要的方式是 ，原因是 。
(4)B层和D层大气温度随高度增加而升高，分析其增温原因的异同。
相同点：
不同点： 。

第二节 大气圈与天气、气候
第一课时 大气圈的组成与结构
【课堂互动】
知识点一、大气圈的组成
合作探究
1．人类活动造成的污染，已导致大气成分比例的变化。使大气中二氧化碳、氟氯烃含量增加，臭氧的含量减少。
2．加剧温室效应，使全球变暖；形成臭氧空洞，危害人体健康。
3．对流层高度随纬度增加而降低。低纬度地区受热多，气温高，空气对流旺盛，所及高度大，对流层顶高；高纬度相反。
4．臭氧能大量吸收太阳紫外线，保护地球上的生物免受过多紫外线的伤害
变式训练
1．C 2．D
知识点二、大气的垂直分层
合作探究
1．（1）对流层、平流层和高层大气三层。依据温度、密度和大气运动状况划分的。
（2）横坐标表示温度，纵坐标表示高度，曲线表示大气温度随高度的变化情况。
（3）
分层特点与人类关系
对流层对流运动显著，气温随高度降低；天气现象复杂多变云、雨、雪等天气现象都发生在这一层
平流层气温随高度增高；气流以平流运动为主有利于高空飞行
高层大气气压很低，空气密度很小；在80－500km的高空，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
（4）对流层大气的热量主要来自地面辐射
（5）平流层 臭氧能大量吸收太阳紫外线，保护地球上的生物免受过多紫外线的伤害 目前人类使用大量制冷设备，使大气中的氯氟烃含量增加，氯氟烃能破坏大气中的臭氧，使大气中的臭氧总量减少。
（6）该层上部热，下部冷，大气稳定，不易形成对流，以平流运动为主，利于高空飞行。
2．对流层大气的热量主要来自地面辐射
变式训练
(1)10 8 (2)10

【自我评价】
一、选择题
1．B 2．A 3．C 4．B 5．D 6．D 7．A 8．C
二、综合题
9． (1)平流 此层臭氧含量最多，臭氧大量吸收太阳紫外线，保护地球生物免受伤害 天气晴朗，能见度好，大气平稳
(2)对流 对流 上冷下热 复杂多变
(3)电离层 大气处于高度电离状态，能反射无线电短波 太阳紫外线和宇宙射线的作用
(4)对流层 平流层
10．(1)b 近地面平均温度约为20℃，对流层顶气温约为一50℃至一60℃ 地面(地面的长波辐射)
(2)A 该层集中了大气层中几乎全部的水汽和固体杂质
(3)高空飞行 该层大气中水汽、杂质含量极少，云、雨现象近乎绝迹，大气平稳，天气晴朗，能见度极高
(4)都是因吸收紫外线而增温 前者是臭氧吸收紫外线，后者是氧原子吸收紫外线

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