大气的组成和结构
一、大气的组成：
大气是由多种气体、水汽以及悬浮着的各种各样的杂质组成的。如果把水汽和杂质除去，则为干洁空气。
（一）干洁空气干洁空气是多种气体的混合物，主要成份：氮气、氧气、氩气占99.7%。
（二）水汽水汽是大气中最活跃的成分，大气中水汽含量少、不稳定、能引起热量转移、能强烈吸收和放射长波辐射，引起地面和空气温度的变化。
（三）杂质悬浮在大气中的各种固态的和液态的微粒，统称杂质。包括有机成分：花粉、微生物、细菌；无机成分，如尘埃、液滴等。
二、大气的垂直结构
观测表明，大气在垂直方向上的物理性质并不是均一的。按其温度、成分、电离等的不同，可将整个大气层分为五层。
（一）对流层对流层是大气最低层，厚度随纬度而变化。在低纬度地区17-18KM，中纬度为10-12KM，高纬度8-9KM，平均厚度为11km。
对流层的重要特征是：1）气温的分布随高度的增高而降低，平均每上升100米气温下降0.65度；2）空气具有强烈的对流运动；3）温度、湿度等气象要素水平分布不均匀，常形成大规模空气的水平运动，从而引起各地天气的变化。
（二）平流层平流层是自对流层顶到55KM高度左右。其主要特点是：1）整层气流比较稳定，没有强烈的对流运动；2）空气稀薄，水汽和微尘含量极少，天气晴好。
（三）中间层中间层是自平流层顶到85KM高度左右。其显著特点是气温随高度而迅速下降，其顶部可降至-83度以下。
（四）热层热层是自中间层顶到800KM高度左右。其特点主要是：1）空气稀薄，处于高度电离状态，具有导电性，能反射无线电波；2）气温随高度增加而迅速升高。
（五）散逸层散逸层是自热层顶到2000—3000KM高度。其特点是气温很高，空气极其稀薄。
课题：空气的主要成分 时间： 地点：蒙山中学科学实验室 班级： 教材：科学，六年级第二学期，第七章第一节P81~85 执教教师：杨逊蕾 一、设计思路 （一）教材分析 “空气的主要成分”是沪教版初中《科学》第七章第1节“空气的组成”的第1课时。作为第七章的第一课时，本节课的主要目的是让学生使用学到的检验物质（氧气、二氧化碳、水蒸气等）的方法，找出空气中的一些主要成分。通过本节课的学习，在使学生了解空气的主要组成的同时，更重要的是锻炼学生“证据支持假设”的思维方式，提高学生的思维品质。 本节课的教材内容主要包括“检验氧气和二氧化碳”，“找出空气的成分”和“找出氧气在空气中所占的比例”这三个部分。这三部分的思维难度层层递进，知识脉络清晰，有连贯性，并通过大量的学生活动来帮助学生理解，开拓学生思维，让学生能够处于愉快的学习氛围中，符合预备年级学生的心理特点。在《上海市中学生科学课程标准》中，本课内容在学习水平上的要求如下：知识与技能为A级，而过程与方法和情感态度与价值观均为C级，可见其主要强调学生的能力培养与思维训练。 （二）学情分析 预备年级的学生求知欲强，容易对未知事物产生浓厚的好奇心，但是科学思维能力尚未成型，需要教师适当引导来进行初步建立。学生从小学升入初中，较多学生还以小学的学习方法和态度对待初中的学习，故对于科学学科的学习可能还习惯于接受教师给予的理论知识，自主思维的能力还有欠缺，需要通过学生活动来激发学生的好奇心，帮助他们从被动地接受知识向主动地科学探究的方向发展，循序渐进地提高学生思维品质。 与此同时，学生的自主意识也在逐渐强烈，喜欢用批判的眼光看待某些事物，这正是一个培养学生的创新精神的契机。在“检验氧气和二氧化碳”和“找出空气的成分”这两个部分的衔接过程中，需要教师适当的引导，但更重要的是让学生充分发挥思维动力。 （三）基本思路与策略 本节课以空气的主要成分为主线，通过课堂中以学生为主体的探究活动，充分给予学生思考和操作的时间，落实“证据支持假设”，提高学生思维品质。 二、教学目标 （一）知识与技能 1.知道空气的主要成分及氧气在空气中所占的比例。 2.学会检验氧气和二氧化碳的方法。 （二）过程与方法 使用检验氧气、二氧化碳和水蒸气的方法找出空气中的一些成分。 （三）情感态度与价值观 在探究活动中养成寻找强有力证据来证明假设的思维方式。 三、教学重点和难点 （一）教学重点 1.知道并能找出空气中的主要成分。 2.“证据支持假设”的思维方式。 （二）教学难点
第二节 大气圈与天气、气候 第一课时 大气圈的组成与结构 【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。 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 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”？ 大气成分 体积（%） 作 用 干洁空气 N 2 ____ _________________ O 2 ____ ________________ CO 2 ____ ________________ O 3 ____ ________________ 水汽 ____ ________________ 固体杂质 ____ ____________________________________ 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，因此典例剖析 例 下图示意大气垂直分层，读图回答（1）～（3）题。
大气科学概论知识梳理（大气的基本知识）一、地球大气成分由三个部分组成Clean Air【没有水汽和悬浮物的空气称为干洁空气】①干洁大气（即干空气）Moisture 水汽（滴）② Impurity 悬浮在大气中的固液态杂质③ 二、低层大气的各种主要成分N2)：氮气（①存在方式：以蛋白质的形式存在于有机体中。作用：是有机体的基本组成部分，也是合成氮肥的基本原料。）：氧气（O2②是人类和动植物维持生命活动的极为重要的气体；积极参加大气中的许多化学过程；对有机物质的燃烧、腐败和分解起着重要的作用。）：臭氧（O3③ 时空变化：最大值出现在春季，最小值出现在夏季。 空间变化：平：由赤道向两极增加。水 ，含量极少。～60km 垂直：55 ，达最大值，形成臭氧层；～25km 20 15km以上，含量增加特别显著；12 ～ 10km向上，逐渐增加；从 近地面，含量很少； 臭氧的作用： 对紫外线有着极其重要的调控制作用。a. 对高层大气有明显的增 b. 温作用。 CO2) 二氧化碳（④ 空间变化：水平：城市大于农村；
垂直：0～20km，含 量最高；20km 以上，含量显 著减少。 作用： a.绿色植物进行光合作用不可缺少的原料。 b.强烈吸收长波辐射（地面辐射、大气辐射），使地面保持较高的温度，产生“温室效应”。 三、水汽来源：主要来自江、河、湖、海、潮湿陆面的水分蒸发以及植物表面的蒸腾。① ②时空变化：时间：夏季多于冬季 空间：一般低纬多于高纬，下层多于上层。 ③作用： a.在天气气候变化中扮演了重要角色。 b.能强烈吸收地面放射的长波辐射并向地面和周围大气放出长波辐射，对大气起着“温室效应”。 四、大气中的杂质 在大气中悬浮着的各种固体和液体微粒（包括气溶胶粒子和大气污染物质两大部分）。 气溶胶的作用： ①吸收太阳辐射，使空气温度增高，但也削弱了到达地面的太阳辐射； ②缓冲地面辐射冷却，部分补偿地面因长波有效辐射而失去的热量； ③降低大气透明度，影响大气能见度； ④充当水汽凝结核，对云、雾及降水的形成有重要意义。 五、气温、 ①定义：表示大气冷热程度的物理量，反映一定条件下空气分子平均动能大小。 通常指距地面1.5m高处百叶箱中的空气温度。 ②单位：摄氏度（℃）温标；绝对温标，以K表示；华氏温标：℉，水的沸点为212℉ ③单位换算：
大气的组成和垂直分层一 大气是多种气体的混合物。低层大气主要是由干洁空气、水汽和杂质三部分组成的。低 组成成分在地理环境中作用 干 洁 空 气 氮含量78%、组成生物体的基本成分 氧一切生物维持生命活动所必需的物质 CO2光合作用的原料、“温室效应” O3吸收紫外线，“地球生命的保护伞” 水汽成云致雨的必要条件、强烈吸收长波辐射，影响气温 固体杂质成云致雨的必要条件（凝结核） 注意：人类活动造成的大气污染，已导致大气成分和含量的变化。例如，人类活动燃烧煤，石油等矿物燃料，排放大量的二氧化碳，使大气中的二氧化碳含量不断增加。尽管人类活动引起的大气成分的变化缓慢的，但已直接构成对人体健康的危害，并影响到人类的生存环境，而且对社会经济各个方面都具有潜在的重大影响。 大气的温度、密度和运动状况在垂直方向上是不均匀的，人们依据温度、密度和大气运动状况的垂直变化，将大气自下而上依次划分为对流层、平流层和高层大气。 （1）对流层贴近地面的大气最低层。整个大气的3/4和几乎全部水汽、杂质都集中在这一层。是大气中最活跃、与人类关系最为密切的一层。人类就生活在对流层的底部。对流层有以下特点： ①气温随高度的增加而递减。因为地面是对流层大气的主要的直接热源，因此离地面越高，气温越低。大致海拔每升高1000米，气温下降6℃。 ②对流运动显著。该层上部冷下部热，利于空气的对流运动，对流层即因此得名。对流层的高度因纬度而异，低纬度地面受热多，对流旺盛，对流层高度高，可达17～18千米；中纬地区对流层高度为10-12千米；高纬度地面受热少，对流微弱，对流层高度仅8～9千米，平均高度为12KM。同一地区，夏季高于冬季。
第二节大气圈与天气、气候 第1 课时大气圈的组成与结构、大气的受热过程 【课标要求】运用图表说明大气的受热过程。 【学习目标】 1. 了解低层大气的组成及其主要成分的作用；了解大气垂直分层的划分及各层的主要特征 2. 通过图解法说明大气的受热过程，运用所学原理，解释相关自然现象。 3. 激发探究大气环境的兴趣，树立保护大气环境的意识。 【重点】大气对太阳辐射的削弱作用和大气的保温作用。 【难点】大气保温作用的原理。 【自主预习】 预习课本P35-P37 图文及自主学习36-37 页。 【新课学习】互动探究 一、大气的组成 1. 通过自学课本和导学案能够连出低层大气组成及其作用 CO2 生物体内蛋白质的重要组成部分 氮人类和一切生物维持生命活动必需的物质 氧能强烈吸收太阳辐射中的紫外线 O3 绿色植物进行光合作用的原料，能吸收红外线， 是调节地表温度的重要气体 水汽和固体杂质成云致雨的条件
教师点拨：大气中各成分的含量是否会发生变化？人类活动改变了哪些大气成分？这些改变给环境带来了什么影响？我们应该怎么做？ 学生活动：读图分析大气成分变化，分析问题。 教师活动：还有哪些成分在改变，原因是什么？ 教师总结：这也就是目前我国正在大力倡导资源节约型、环境友好型社会的原因。 二、大气的垂直分层 教师活动：阅读课本P36 文字内容及图2-2-2“大气的垂直分层示意”图，要求做到：完成大气的垂直分层示意图的绘制，并且能自行解说大气的结构及各层特点，解说内容参考下列问题： 1、大气共分为哪几层？ 2、大气垂直分层的依据是什么？ 3、各层大气分别具有什么特征？与人类的关系如何？ 学生活动：上黑板画图并解说 教师引导探究 （多媒体显示）： 1.云雨雪等天气 现象为什么发生 在对流层？（从 物质组成、大气运动角度考虑） 2. 为什么大型的远程运输飞机多在平流层中飞行？（仅从天气状况、大气运动两方面考虑）
精心整理 大气科学基础习题集（分章分知识点） 第2章 地球大气的成分及分布 1、现代地球大气的主要成分是（） A 、H 2、He 和CO B 、CO 2、CH 4、NH 3和H 2O C 、N 22、kg/m3） 3A C 4A C 567、对于地球大气中对流层臭氧的来源，以下说法错误的是（）P20 A 、平流层臭氧是以扩散和湍流方式输送来的 B 、对流层大气中发生的光化学反应 C 、雷暴闪电、有机物氧化生成
D、分子氧吸收波长小于0.24微米紫外辐射离解为原子氧，此后原子氧在第三种中性粒子的参与下与分子氧结合形成臭氧。 8、何为干洁大气？若按浓度分类，干洁大气可分为几部分，主要成分分别是？ 9、若气压和温度相同，干空气的密度比湿空气的密度 10、（）在大气中所占比例很小，却是大气中很活跃的成分 A C 11 A C 12 13 14 15 16 17 18 19、能产生温室效应的大气成分为：（） A、氧气 B、水汽 C、臭氧 D、二氧化碳 20、一些大气污染成分在大气中发生化学变化形成有害物质，最常见的有（） A、酸雨和粉尘 B、氢氧化合物和粉尘 C、氢氧化合物和光化学烟雾 D、酸雨和光化学烟雾
21、降水能清除掉大气中的气溶胶粒子，是能见度好转，空气清新。平均而言，降水能洗刷（）%左右的气溶胶粒子。 A.50-60 B.60-70 C.70-80 D.80-90 22、大气三大部的组成分为（） A、干洁大气、水汽、气溶胶 B、氮气、氧气、二氧化碳 C 23 A 0 24 A.30% 1 A C E 2 A、 C、 3、逆温层指的是温度随高度（）的某层大气 A、降低 B、升高 C、不变 D、视具体情况而定 4、气团变性： 5、锋（面）：
大气污染主要来源 PM2.5 指环境空气中空气动力学当量直径小于等于 2.5 微米的颗粒物. 颗粒物的成分很复杂，主要有自然源和人为源两种. 自然源包括土壤扬尘（含有氧化物矿物和其他成分）海盐（颗粒 物的第二大来源，其组成与海水的成分类似）、植物花粉、孢子、 细菌等。 人为源包括固定源和流动源。固定源包括各种燃料燃烧源，如发电、冶金、石油、化学、纺织印染等各种工业过程、供热、烹调过 程中燃煤与燃气或燃油排放的烟尘。流动源主要是各类交通工具在 运行过程中使用燃料时向大气中排放的尾气。 直径小于等于 2.5 微米的颗粒物。它能较长时间悬浮于空气中， PM2.5粒径小，面积大，活性强，易附带有毒、有害物质（例如，重金属、微生物等），且在大气中的停留时间长、输送距离远。细颗粒物对人体健康的危害要更大，因为直径越小，进入呼吸道的 部位越深。10μm直径的颗粒物通常沉积在上呼吸道，2μm以下的 可深入到细支气管和肺泡。细颗粒物进入人体到肺泡后，直接影响 肺的通气功能，使机体容易处在缺氧状态。 二氧化硫(SO2) 二氧化硫为无色透明气体, 有刺激性臭味。溶于水、乙醇和乙醚 是最常见、最简单、有刺激性的硫氧化物。大气主要污染物之一。 在许多工业过程中也会产生二氧化硫。由于煤和石油通常都含有硫 元素，因此燃烧时会生成二氧化硫 二氧化氮（NO2） 高温下棕红色有毒气体。在常温下(0～21.5℃)二氧化氮与四氧化二 氮混合而共存。有毒。有刺激性。二氧化氮在臭氧的形成过程中 起着重要作用。人为产生的二氧化氮主要来自高温燃烧过程的释放，比如机动车尾气、锅炉废气的排放等。工业生产过程也可产生一些 二氧化氮。
1+1教育自然科学个性化教案 教师 朱银炎 学生姓名 上课日期 2012年6月8日 学科 自然科学 年级 初二 教材版本 人教版 类型 知识讲解□：考题讲解□: 学生课时统计 学案主题 班主任 授课时段 教学目标 教学内容 1. 知识与技能 2. 过程与方法 3. 情感态度与价值观 大气层 教学重点、难点 教学过程 学生活动 教师活动 1、大气层：指在地面以上到1000千米左右的高度内，包围着地球的空气层。 2、大气层的重要性：如果没有大气层，则地球A、没有天气变化；B、没有声音;;C、易受陨石侵袭；D、温差很大。
3、大气的分层：根据大气温度垂直分布的特点及大气的密度、物质组成，可以把大气分为5层----- 对流层、平流层、中间层、暖层、外层。 4、对流层：是大气的底层，与人类的生活和生产关系最密切的一层。 *重点记忆：A、对流层最显著的特点------有强烈的对流运动， 空气对流运动的规律：B、各种复杂的天气现象（如云、雨、雪、雷电等）都发生在对流层；*对流层集中了地球3/4的大气质量和几乎全部的水汽、固体杂质 C、对流层的厚度不均匀，表现在两极厚度小，赤道厚度大 *小问题：1、家用壁挂式空调一般都安装在房间的墙壁上部，这是为什么？ 答：夏天，空调吹出的空气气温低，密度大，会下沉，这样室间空气回形成对流，使整个房间内气温均匀。 5、平流层：大气温度随高度的增加而逐渐增高，气流平稳，利于高空飞行；内有臭氧层，能吸收紫外线，对人类起保护作用。 1．大气主要集中在地面以上________左右的高度内，与地球的半径相比，大气显得很______。 然而它对地球而言却非常重要，它像一件外衣一样__________着地球。 2．大气温度的变化范围约在_______之间。在85千米以上，大气的温度呈________趋势。3．我们对大气进行分层的主要依据是___________________。根据________，__________和 _________等特点，可以把地球大气层分为五层，即______________，_______________，______________，_____________和__________。其中对流层最显著的特点是___________ ___________________。 4．空气对流运动的规律：热空气密度_________，________运动；而上方空气温度低，密度 ___________，下沉，形成对流。 二、我会选择： 5．如果地球上没有大气，下列现象仍然存在的是( ) A、狂风暴雨 B、火山喷发 C、雷电交加 D、碧海蓝天 6．地球上的大气层像一件外衣一样保护着地球，如果地球上没有大气层，则地球将会( ) A、出现睛天、下雨等非常复杂的天气现象 B、仍然听到讲话的声音 C、频繁地受天外来客的袭击 D、没有白天和黑夜 7．指出下列大气对流图中正确的是( ) A B C D 8．地球大气与宇宙空间的过渡层是( ) A、暖层 B、平流层 C、中间层 D、外层 9．地球表面大气层的厚度大约为（） A、1000千米 B、2000千米 C、3000千米 D、5000千米10．大气分层的依据是（） A、大气密度在垂直方向上的垂直变化 B、大气温度在垂直方向上的垂直变化
大气的正常化学成分 大气是一种气体混合物，可分为恒定的、可变的和不变的三部分。 大气的恒定部分是指大气中含有的氮、氧、氩及微量的氖、氦、氪、氙等稀有气体。其中氮占78.09%、氧占20.94%，氩占0.93%.这三种气体就占大气总量的99.96%.大气中上述气体的比例通常是比较恒定的。 大气的可变部分主要是指二氧化碳、水蒸气等。这些气体含量可受地区、季节、气象和人类生活、生产活动影响。在正常状态下，二氧化碳含量的0.033%，水蒸气含量为0～4%. 大气的不定部分是由于自然界的原因如火山爆发、地震、森林火灾和人为污染，如工业化医学教`育网整理、人口密集等排出的污染物。这些污染物有颗粒物、二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、硫化氢、氨、氯、氟、碳氢化合物等等。 大气的恒定部分和可变部分是大气的正常成分。 1.氧：大气中氧含量变动很少，约在0.01～0.2%之间，随地区而不同。这种细微变动对健康并无影响。 在特殊情况下，空气中氧含量可发生较大改变。如在密闭的环境内（坑道、潜艇）、
深矿井、地下储藏室、下水道等处，氧含量可低至18～13%.坑道内炸药爆炸后，氧含量可低至5%.随着高度增加，空气稀薄，氧含量亦减少。在3，000米高度，氧的绝对量可减到地面的15%. 空气中氧含量降至14.5～12%时，会发生代偿性呼吸困难；降到10%以下时，可发生恶心、呕吐、智力活动减弱，表现出呼吸及血管运动中枢障碍，降至7%时，机体代偿机能迅速衰竭，发生窒息昏迷，更低时可导致死亡。 2.二氧化碳：二氧化碳通常在大气中只占0.033%，但对动植物生长过程和大气温度变化有重要影响。由于能源和工业的发展，排入大气中的二氧化碳估计每年均有所增高。大气中二氧化碳增多，能吸收从地球表面发射出来的长波红外线，使近地面的气温增高医学教`育网整理。这一点将来可能对地球气候和生态系统产生影响。 大气中二氧化碳的来源很多。人和动物呼吸，有机物腐败分解，燃料燃烧，火山爆发等都可以产生大量二氧化碳。但由于大气流动，雨水冲洗，海洋和植物的吸收，故使大气中二氧化碳含量保持相对的稳定，在工业城市一般可达0.04～0.05%，郊区农村为0.03%.在密闭与不通风的环境如坑道、潜艇、深矿井、蔬菜窖内二氧化碳可积聚到较高浓度，以致引起呼吸加速加深、气喘、头痛、甚至窒息等症状。 3.氮：氮在大气中所占比例最大，但它对人体关系不大。经呼吸道进入人体的氮对机体无任何作用。
第一节大气的组成和结构 一、教学内容分析： 本章是讲述人类生存与发展的自然环境的重要组成部分，与第一章地球的宇宙环境相比，它所揭示的“人与自然”的关系更为密切，阐明为人类提供的生存空间的条件更为广阔。大气环境是人类三大环境，即大气、海洋和陆地环境之一，是海洋和陆地两环境的物质、能量交换的动力和媒体。所以，本章有助于对前后各单元知识的学习和理解。第一节大气的组成和结构则是全章的基础。 二、教学目标 1．知识目标 （1）了解大气的组成及其作用。 （2）认识人类活动对大气成分的影响。 （3）知道大气的结构，掌握对流层和平流层大气的特点。 2．能力目标 （1）培养读图、阅读和概括能力。 （2）运用对比法分析地理问题的能力。 3．德育目标 了解人类活动对大气环境的影响和作用，树立人类与环境相互协调、走可持续发展道路的观念和意识。 三、教学重点、难点、及解决办法 1．重点 （1）人类活动对大气成分的影响。 （2）对流层、平流层大气的特点。 2．难点 对流层、平流层大气的特点。 3．解决办法 （1）对比分析法。 （2）运用图片简要说明原理。 4、课时安排 1.5课时。 四、教学方法： 1．启发式； 2．读图分析法； 3．对比讨论法。 五、教学过程： 引入：前面，我们了解了地球所处的宇宙环境，从这节课开始，我们将进一步关注地球本身的特点，那么，地球是一个怎样的星球呢？ 读P．5的“地球表面圈层图”。
读图提问：地球表面是由哪几个圈层组成？ 学生回答：（略）教师小结并引入：由大气圈、水圈、生物圈和岩石圈组成，其中大气圈就是我们所处的大气环境。 [板书]第二单元大气环境 读书第29页，提问：地球表面的大气有什么作用？ [板书]引言 地球大气的作用。 学生回答：（略） 教师小结： 过渡：下面，我们先了解一下大气的组成和结构。 [板书]第一节大气的组成和结构 一、大气的组成及其作用 提问：大家想一想，在我们周围的大气中，除了纯净的空气，还有些什么物质？ 学生回答：（略） 教师小结：（略） 读表2-1，“干洁空气的主要成分”，回答下列问题： 1．干洁空气的主要成分是什么？各有什么作用？ 2．除了氮和氧，干洁空气中还有哪些气体呢？各有何作用？学生回答后，教师小结：（略） 提问：空气中的水汽和固体杂质又有什么作用？ （总结） 转折过渡：然而，大气的组成不是固定不变的，人类活动造成的大气污染，使大气的成分发生了越来越明显的变化。 （录象或投影资料） 1、二氧化碳增多，温室效应的出现。 2、氟氯烃对臭氧层的破坏。 （1）由于煤、石油等矿物燃料的使用越来越多，人类社会每年排放的二氧化碳总量在过去三十年里增加了一倍，再加上大量砍伐森林，减少了绿色植物通过光合作用吸收二氧化碳的能力，大气中二氧化碳的浓度在过去三十年里增长了12％。 （2）氯氟烃是一种人工合成的化合物，主要用于制冷剂、火箭推进剂等，到80年代中期为止，全球氯氟烃的年消费量已达到100万吨。 提问：大气组成的这种变化，会产生什么影响？ 学生回答：（略） 教师小结： 1．如果二氧化碳继续增加，地球持续不断变暖，对人类生存将产生严重影响。它将使极地冰雪融化、海平面上升，世界上许多的桑田将变成沧海。 2．氯氟烃给人类带来的危害是正在损害大气的臭氧层，导致全世界皮肤癌发病率上升和全球气温增高。
大气圈的组成与结构、大气的受热过程 教学设计 【课标解读】 课标要求：运用图表说明大气受热过程。 分析这条标准，其包含的具体要求如下： （1）根据标准的要求，学生应能够运用大气垂直分层图说明各层大气的主要特征及与人类的关系；（2）能够根据示意图，说出太阳辐射到达地面后在地面和大气之间的能量转换的基本原理；（3）能运用大气保温作用原理，解释有关的自然地理现象。 【教材分析】 根据本节教材对知识、能力和价值观念的要求本课将重点安排在对读图技能的训练，以及人地协调观念的树立等方面。读图技能的训练主要通过气温垂直分布图和大气受热过程图完成，无论是了解大气的组成还是大气的垂直分布，还是大气的受热过程都注意与学生的生活实际相联系，从感性知识入手，使学生更容易接受，并由浅入深，引导学生分析大气各组成部分所起的作用、各层大气气温分布特点以及大气运动状况、大气的受热过程与人类的关系等。 【教学目标】 1．知识与技能：通过学习使学生知道低层大气的组成成分及其所起的作用；大气垂直分层的依据以及各层大气的特点；能说出大气的受热过程及保温作用的原理； 2．过程与方法：通过对图表的分析，训练学生阅读图表分析问题的技能；运用所学原理，解释相关自然现象，学会学以致用； 3．情感、态度和价值观目标：激发探究大气环境的兴趣，树立保护大气环境的意识。 【教学重点难点】大气的受热过程及保温作用的原理 【学情分析】 本节课内容理论性较强，所以对知识点的理解有一定的难度，因此教学中借助教具或电脑模拟演示，使抽象的知识直观化，并启发引导学生发现问题、解决问题，达到掌握知识的目的。
【教学方法】自主学习、合作探究、绘图法 【课时安排】1课时 【教学过程】 设计思路 本课充分运用“设计情境---引出问题---学生自主探究和合作学习--总结结论”的教学方法，恰当的处理教材，创设让学生主动构建新知识的情境，调动学生的主动参与精神，尊重学生的人格，关心学生的发展，营造民主、平等的教学气氛，着力于学生创新能力的培养，构建“情境、协作、意义建构”相结合的探究式教学设计，为学生提供一个充分展现自我、发挥个性的舞台。 课堂展示 （一）情境导入，展示目标 以张家口市烟雾防霜冻的新闻引入新课。 落实学习目标。 设计意图：情景导入，吸引学生的注意力，明确学习目标。 （二）学情反馈：明确学生在预习过程中存在的疑惑 （三）新知导学 自主预习和预习自测答案进行交流。 （四）重难探究 ★探究一、大气的垂直分层 问题导引 1.雨雪等天气现象发生在大气的哪一层 中？为什么？ 问题导引 2.为什么大型的远程运输飞机多在平流层 中飞行？ 设计意图：加深对对流层和平流层特征及与人 类关系的理解。 学生先回答以上两个问题，然后找学生到讲台 完成填图和连线，重点是平流层和对流层的气 流运动方向，展示答案，老师进行评价。
一、地球大气的成分及分布 1、现代地球大气的主要成分是（C） A、H2、He和CO B、CO2、CH4、NH3和H2O C、N2和O2 2、已知气压为p（hPa），气温为t（℃）时：试求该干空气的密度ρd（kg/m3）的表达式；试求相同温压条件下，水汽压为e（hPa）的湿空气密度ρ（kg/m3）的表达式。 3、两块气团的相对湿度分别为36%和78%，其中含有较多水汽的是（C） A、相对湿度为36%的气团 B、相对湿度为78%的气团 C、条件不足，无法确定 4、未饱和湿空气块绝热抬升，下列湿度参量中随之增大的是（B） A、露点温度 B、相对湿度 C、比湿 D、水汽压 5、地球大气的演化大体上可分为原始大气、次生大气和现代大气三个阶段，次生大气主要成分是CO2、CH4、(H20)和(NH3)等 6、已知湿空气气温为t(℃)，比湿为q(g/kg)，其虚温的表达式为 7、对于地球大气中对流层臭氧的来源，以下说法错误的是（D）P20 A、平流层臭氧是以扩散和湍流方式输送来的 B、对流层大气中发生的光化学反应 C、雷暴闪电、有机物氧化生成 D、分子氧吸收波长小于0.24微米紫外辐射离解为原子氧，此后原子氧在第三种中性粒子的参与下与分子氧结合形成臭氧。 8、何为干洁大气？若按浓度分类，干洁大气可分为几部分，主要成分分别是？答：除水汽以外的纯净大气即是干结大气。 主要成分、微量成分、痕量成分 9、已知某气块的温度为15℃，气压为1015hPa，混合比为0.01g/g，求该气块的饱和水汽压、水汽压、相对湿度、绝对湿度和比湿的大小。
10、（B）在大气中所占比例很小，却是大气中很活跃的成分 A、惰性气体 B、水汽 C、臭氧 D、气溶胶 11、气溶胶粒子也称为大气粒子。按尺度大小分为三类，不包括以下哪类（A） A、小核（r<0.1） B、大核（0.1
第二节大气圈与天气、气候 第1课时大气圈的组成与结构、大气的受热过程 【课标要求】运用图表说明大气的受热过程。 【学习目标】 1.了解低层大气的组成及其主要成分的作用；了解大气垂直分层的划分及各层的主要特征 2.通过图解法说明大气的受热过程，运用所学原理，解释相关自然现象。 3.激发探究大气环境的兴趣，树立保护大气环境的意识。 【重点】大气对太阳辐射的削弱作用和大气的保温作用。 【难点】大气保温作用的原理。 【自主预习】 预习课本P35-P37图文及自主学习36-37页。 【新课学习】互动探究 一、大气的组成 1.通过自学课本和导学案能够连出低层大气组成及其作用 CO2 生物体内蛋白质的重要组成部分
氮人类和一切生物维持生命活动必需的物质 氧能强烈吸收太阳辐射中的紫外线 O3 绿色植物进行光合作用的原料，能吸收红外线， 是调节地表温度的重要气体 水汽和固体杂质成云致雨的条件 教师点拨：大气中各成分的含量是否会发生变化？人类活动改变了哪些大气成分？这些改变给环境带来了什么影响？我们应该怎么做？学生活动：读图分析大气成分变化，分析问题。 教师活动：还有哪些成分在改变，原因是什么？ 教师总结：这也就是目前我国正在大力倡导资源节约型、环境友好型社会的原因。 二、大气的垂直分层 教师活动：阅读课本P36文字内容及图2-2-2“大气的垂直分层示意”图，要求做到：完成大气的垂直分层示意图的绘制，并且能自行解说大气的结构及各层特点，解说内容参考下列问题： 1、大气共分为哪几层？
2、大气垂直分层的依据是什么？ 3、各层大气分别具有什么特征？与人类的关系如何？ 学生活动：上黑板画图并解说 教师引导探究（多媒体显示）： 1.云雨雪等天气现象为什么发生在对流层？（从物质组成、大气运动角度考虑） 2.为什么大型的远程运输飞机多在平流层中飞行？（仅从天气状况、大气运动两方面考虑） 学生活动：小组内合作探究，讨论完成屏幕给出的问题，并展示讨论的成果。 过渡：我们来听首歌，陶冶下情操。 多媒体展示：改编的大气结构垂直分层歌曲，陶冶情操
2.1 大气的组成和垂直分层 ★教学目的 1.了解大气的组成及其作用；认识人类活动对大气成分的影响；知道大气的结构，掌握 对流层和平流层大气的特点。 2.培养读图、阅读和概括能力；运用对比法分析地理问题的能力。 3.了解人类活动对大气环境的影响和作用，树立人类及环境相互协调、走可持续发展道路的观念和意识。 ★重点、难点 1.重点：大气主要成分的环境意义；对流层、平流层大气的特点；人类活动及各层大气的关系 2.难点：大气垂直分层的依据；对流层、平流层大气的特点。 ★教材内容分析 本章是讲述人类生存及发展的自然环境的重要组成部分，及第一章地球的宇宙环境相比，它所揭示的"人及自然"的关系更为密切，阐明为人类提供的生存空间的条件更为广阔。大气环境是人类三大环境，即大气、海洋和陆地环境之一，是海洋和陆地两环境的物质、能量交换的动力和媒体。本节教材的涉前、涉后的知识较多，是整个单元的基础。如：臭氧对紫外线的吸收，二氧化碳的保温作用，人类活动对大气的影响等等，对于这些内容要主要不要讲得太细，要点到为止，考虑到以后的教学。 ★教学方法 启发式；读图分析法；对比讨论法；资料分析法 ★课时安排： 1.5课时 ★教学过程 引入新课：地球是宇宙中既普通又特殊的一颗行星，特殊的是它拥有生命，正是因为有了大气才使得生命的形成有了可能，从今天开始我们一起学习第二单元“大气环境”。 新课讲授： [板书]第二单元大气环境 读书第28页，思考：地球表面的大气有什么作用？ [板书]引言 围绕在地球周围的厚厚的大气，阻挡了来自宇宙和太阳的有害辐射，成为地球上生物生存不可缺少的保护层；大气既提供了动植物维持生命活动所需要的各种气体，又对地球自然环境产生深刻的影响。例如，地面上的水蒸发成水汽进入大气，大气中的水汽又凝结成雨、雪等降落地面，使得地球上的水循环不止。又如，增温、降温、刮风、下雨等大气现象，在漫长的地质年代里，不断地雕塑着地球表面的形态。如果地球上没有大气，也就没有生物界，没有人类及其赖以生存和发展的自然环境。大气是地球自然环境最活跃的组成部分。过渡：下面，我们先了解一下大气的组成和结构。 [板书]第一节大气的组成和垂直分层 一、大气的组成及其作用 大家想一想，在我们周围的大气中，除了纯净的空气，还有些什么物质？ 读表2-1，"干洁空气的主要成分"，回答下列问题： 1．干洁空气的主要成分是什么？各有什么作用？ 氧是人类和一切生物维持生命活动所必需的物质；氮是地球上生物体的基本成分。大气中的微量成分二氧化碳和臭氧，含量虽少，但对地球上的生命活动和自然环境有着重要作用。二
大气圈的组成与结构大气的受热过程 一、大气圈的组成与结构 1．大气圈的组成 (1)低层大气的主要成分：________________、少量的水汽和固体杂质。 氮生物体内__________的重要组成部分 氧人类和一切生物维持________________必需的物质 二氧化碳绿色植物进行________________的原料；对地面起保温作用臭氧吸收__________，被誉为“______________” 2. 大气圈的结构——垂直分层 (1)垂直分层的依据：大气在垂直方向上的________、密度及________________的差异。 (2)垂直分层 分层 气温垂直变化 大气运动状 况 与人类的关系A______ 随高度增加而____ ________运 动显著 与人类关系最密切， 天气现象复杂多变B_____ _ 随高度增加而____ ______运动 为主 有利于__________ 臭氧层保护作用
C_____ ______ 随高度增加先____ 后______ 80～500千米有若干 ________，对短波无 线电通信有重要作 用 特别提示(1)对流层的平均高度为 12千米。低纬度地区气温高，对流强烈，可达17千米～18千米。高纬度地区仅8千米～9千米。 (2)从近地面到高空，大气密度逐渐减小，气压逐渐降低，水汽、尘埃含量逐渐减少。 二、大气的受热过程 1．辐射与波长 (1)A：________________；B：________________；C.________________。 (2)就波长而言：A为________辐射，B、C为________辐射。 2．受热过程 3．结论：A是大气热量的________________，________是低层大气主要的直接热源。 方法指导大气保温作用可以归纳为易于理解和掌握的“知识串”：太阳辐射——地面吸收——地面增温——地面辐射——大气吸收——大气升温——大气逆辐射。 考点一大气的受热过程及其应用 典例导入 1.地面辐射与地面吸收的大气逆辐射之差称为有效辐射。读图并结合所学知识，完成(1)～(2)题。
大气的组成和垂直分层 一 注意：人类活动造成的大气污染，已导致大气成分和含量的变化。例如，人类活动燃烧煤，石油等矿物燃料，排放大量的二氧化碳，使大气中的二氧化碳含量不断增加。尽管人类活动引起的大气成分的变化缓慢的，但已直接构成对人体健康的危害，并影响到人类的生存环境，而且对社会经济各个方面都具有潜在的重大影响。 二.大气的垂直分层 大气的温度、密度和运动状况在垂直方向上是不均匀的，人们依据温度、密度和大气运动状况的垂直变化，将大气自下而上依次划分为对流层、平流层和高层大气。 （1）对流层 贴近地面的大气最低层。整 个大气的3/4和几乎全部水 汽、杂质都集中在这一层。是大气中最活跃、与人类关系最为密切的一层。人类就生活在对流层的底部。对流层有以下特点： ①气温随高度的增加而递减。因为地面是对流层大气的主要的直接热源，因此离地面越高，气温越低。大致海拔每升高1000米，气温下降6℃。 ②对流运动显著。该层上部冷下部热，利于空气的对流运动，对流层即因此得名。对流层的高度因纬度而异，低纬度地面受热多，对流旺盛，对流层高度高，可达17～18千米；中纬地区对流层高度为10-12千米；高纬度地面受热少，对流微弱，对流层高度仅8～9千米，平均高度为12KM 。同一地区，夏季高于冬季。
③天气现象复杂多变。近地面的水汽和杂质通过对流运动向上层空间输送，在上升过程中随着 温度的降低，容易成云致雨。云、雨、雾、雪等天气现象都发生在这一层。 （2）平流层自对流层顶至50～55千米高度的范围为平流层。这一层有以下特点： ①气温随高度增高。该层大气主要靠臭氧吸收大量的紫外线增温。在22～27千米高度处，臭氧含量达到最大值，形成臭氧层。臭氧层以上，臭氧含量逐渐减少，但是太阳紫外线辐射强烈，气温随高度迅速增加。臭氧大量吸收紫外线，为人类生存环境天然屏障； ②气流以平流运动为主。该层上部热下部冷，不易形成对流，而是以平流运动为主，大气稳定，有利于高空飞行。 （3）高层大气平流层顶以上的大气，气压很低，空气密度小，到2000～3000千米高空，大气密度已与星际空间的密度接近，这个高度可看作是地球大气的上界，天气稳定少变，有流星、极光等现象出现。 在该层大气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，能反射无线电短波，对无线电短波通信有重要作用,但会受到太阳活动（耀斑）的影响而减弱甚至中断。 高层大气气温自下而上气温先降后升，主要是高空有氧原子吸收太阳辐射。 三.逆温 一般情况下，对流层的某一高度出现的气温随高度增加而升高的现象，称为逆温。 由于逆温的出现会阻碍空气垂直对流的发展，所以逆温的好处有：①可以抑制沙尘暴的发生，因为沙尘暴发生的条件是大风、沙尘、强对流运动；②逆温出现在高空，对飞机的飞行极为有利。因为飞机在飞行中不会有大的颠簸，飞行平稳。同时，万里晴空提高了能见度，使飞行更加安全。 不管是何种原因形成的逆温，对天气和大气污染的扩散都有相当大的影响，都会对空气质量产生很大影响。它阻碍了空气的垂直对流运动，妨碍烟尘、污染物、水汽凝结物的扩散，有利于雾的形成并使能见度变差，使大气污染更为严重。
大气的结构与组成 一、大气结构 大气圈：受地心引力而随地球旋转的大气层，厚度从地表到1000-1400km高度范围，总质量为6000×1015kg，为地球质量的百万分之一 大气在垂直方向上的物理性质有显著的差异。根据温度、成分、电荷等物理性质，以及大气的垂直运动状况，可将大气分为五层。 1、对流层 （1）厚度：下界－地面，不及整个厚度的1％。但是由于地球引力的作用，这一层集中了整个大气90%的质量。它具有以下三个基本特征。 （2）、特征： 1）、对流层中气温随高度增加而降低，一般为－6。50C/1km。 2）、空气对流运动显著，且低纬夏季强，高纬冬季弱。 3）、气象要素水平分布不均匀，由于受地表性质差异影响大，因些温度、湿度的水平分布不均，于是可产生一系列物理过程，形成复杂的天气现象。 2、平流层 厚度：对流层顶－50—60公里 特点：对流层顶到35—45公里左右的高度气温不变，称同温层，35公里以上升温快，到顶部可接近00C，平流层15—35km集中了大气中大部分的臭氧。 3、中间层 厚度：80—85公里 特点：气温随高度上升而迅速下降，并有强烈的垂直运动，在这一层顶部，气温降到-830C---1130C以下。 4、暖层（电离层） 厚度：中间层顶－800公里
特点：气温随高度上升而迅速升高，在300公里处达10000C。这主要因为所有波长<0.175μm的太阳紫外线辐射都为该层中的大气物质所吸收，并处于高度电离状态，所以又称电离层。电离层能反射短波波段的无线电波，故在远距离短波无线电通讯中具有重要意义。 5、散逸层（外层） 即800公里以上的大气层。气温随高度而升高，由于温度高，空气粒子运动速度很快，又距地球较远，地球引力作用小，大气质点经常散逸至星际空间。 二、大气的组成 1、组成：混合气体、水汽和悬浮微粒组成 2、干洁空气：除去水汽和悬浮微粒的空气，主要成分是氮（78.1%）、氧（20.9%）和氩（0.9%），合占干洁空气总容积的99.9％。还有少量的CO2、O 3、NOx、及其他一些惰性气体。 大气污染 一、大气污染的定义 人类活动和自然过程引起某种物质进入空气，呈现出足够的浓度达到足够的时间，并因此危害了人群的舒适、健康和福利或者危害了环境的现象。 二、大气污染物的种类 1、颗粒污染物 （1）、粉尘 悬浮于气体介质中的细小固体粒子，1--200μm之间； （2）、烟 由冶金过程形成的固体粒子的气溶胶，0.01—1μm之间； （3）、飞灰 燃料燃烧后产生的烟气带走的灰分中分散得较细的粒子 （4）、黑烟
大气科学概论知识梳理（大气的基本知识） 一、地球大气成分由三个部分组成 ①干洁大气（即干空气）Clean Air【没有水汽和悬浮物的空气称为干洁空气】 ②水汽（滴）Moisture ③悬浮在大气中的固液态杂质Impurity 二、低层大气的各种主要成分 ①氮气（N2)： 存在方式：以蛋白质的形式存在于有机体中。 作用：是有机体的基本组成部分，也是合成氮肥的基本原料。 ②氧气（O2）： 是人类和动植物维持生命活动的极为重要的气体； 积极参加大气中的许多化学过程； 对有机物质的燃烧、腐败和分解起着重要的作用。 ③臭氧（O3）： 时空变化： 最大值出现在春季，最小值出现在夏季。 空间变化： 水平：由赤道向两极增加。 垂直：55～60km，含量极少。 20～25km，达最大值，形成臭氧层； 12～15km以上，含量增加特别显著； 从10km向上，逐渐增加； 近地面，含量很少； 臭氧的作用： a.对紫外线有着极其重要的调控制作用。 b.对高层大气有明显的增 温作用。 ④二氧化碳（CO2) 空间变化： 水平：城市大于农村； 垂直：0～20km，含 量最高；20km 以上，含量显 著减少。 作用： a.绿色植物进行光合作用 不可缺少的原料。 b.强烈吸收长波辐射（地面 辐射、大气辐射），使地 面保持较高的温度，产生 “温室效应”。
三、水汽 ①来源：主要来自江、河、湖、海、潮湿陆面的水分蒸发以及植物表面的蒸腾。 ②时空变化： 时间：夏季多于冬季 空间：一般低纬多于高纬，下层多于上层。 ③作用： a.在天气气候变化中扮演了重要角色。 b.能强烈吸收地面放射的长波辐射并向地面和周围大气放出长波辐射，对大气起着“温室效应”。 四、大气中的杂质 在大气中悬浮着的各种固体和液体微粒（包括气溶胶粒子和大气污染物质两大部分）。 气溶胶的作用： ①吸收太阳辐射，使空气温度增高，但也削弱了到达地面的太阳辐射； ②缓冲地面辐射冷却，部分补偿地面因长波有效辐射而失去的热量； ③降低大气透明度，影响大气能见度； ④充当水汽凝结核，对云、雾及降水的形成有重要意义。 五、气温、 ①定义：表示大气冷热程度的物理量，反映一定条件下空气分子平均动能大小。 通常指距地面1.5m高处百叶箱中的空气温度。 ②单位：摄氏度（℃）温标；绝对温标，以K表示；华氏温标：℉，水的沸点为212℉ ③单位换算： ④百叶箱的设置条件： 1.全为白色 2.四周全为百叶 3.离地面1.5m 4.窗扇向北（因为太阳东升西落，以避免开窗时温度计受到阳光直接照射，使得温度计的读数失真）