2.1大气的组成和垂直分层和受热过程(微课 课件)

对无
线电通 信 有重 要作用
过 （1）地面增温……吸收太阳辐射
（2）大气增温……吸收地面长波辐射
太 程 （3）大气保温……大气逆辐射
阳
辐
反 射
射
地
大气削弱
作用
面
吸
收
射向宇宙空 间
大气吸收 大
（少量） 气%-95%） 被近地面
气 辐 射
的水汽、
CO2吸收
大 气
逆
辐
大气上界
射
地面增温
量又被大气地逆球辐射还给地面， 使气温不致降得过低
1.在晚秋和寒冬，为什么霜冻多出现在晴朗的夜晚？ 晴朗的夜晚，大气逆辐射弱，保温作用较差，所以
晚秋或寒冬晴朗的夜晚气温较低，容易出现霜冻。 2.用农烟笼罩农田，可防止霜冻灾害，这是为什么？
焚烧秸秆产生的二氧化碳，增加大气浓度，吸收地 面长波辐射多，增强大气逆辐射，保温作用强。
[灵犀一点] 大气逆辐射的地面的作用就是 “给大气保温”，并非只在晚上存在，白天也存在， 并且白天辐射比晚上更强！
学以致用
只考虑昼夜和天气情况，下列四地中，昼夜温差
最大的是( )
A
请结合大气的受热过程简要阐述蔬菜大棚的保温 原理。
太阳短波辐射通过温室采光 材料进入温室后使室内地温升 高、气温升高，地面长波辐射 不能穿透塑料薄或玻璃，从而 热量被保留在室内，使室内温 度提高，这一过程称之为“温 室效应”。
高效记忆 5分钟
• 1.天体系统层次（由低到高） • 2.八大行星由近及远的顺序及运动特点 • 3.太阳大气层由外向里的分层，各层的
特点，各层太阳活动的类型？ • 4.不同地质年代的生物现象 • 5.横波、纵波的特点？岩石圈的范围？

大气环流
平流层中的大气环流对全球气候变化产生重要影响，如西风带和 副热带高压等。
臭氧层对气候影响分析
吸收紫外 线
臭氧层能够吸收太阳辐射中的紫外线，保护地球生命免受紫外线的 伤害。
温室效 应
臭氧层能够吸收红外辐射，减缓地球表面的热量散失，对地球气候 系统具有调节作用。
气候变化
臭氧层的变化会影响地球表面的能量平衡和气候变化，如臭氧洞和全 球变暖等。
存在于大气中的水蒸气。
气溶胶
悬浮在大气中的固体和液体微粒。
垂直分层结构
对流层
从地面延伸至50-70千米的高度， 是大气的最低层，主要受地面 对大气的加热作用影响。
平流层
从对流层顶部延伸至50-60千米 的高度，主要受到太阳辐射的 加热作用。
中间层
从平流层顶部延伸至80-90千米 的高度，受太阳辐射和地面对 大气的加热作用。
温度垂直递减率对大气分 层影响
温度垂直递减率定义及意义
温度垂直递减率定义
温度垂直递减率是指大气层结中，温 度随高度增加而降低的速率。
温度垂直递减率意义
温度垂直递减率是描述大气层结稳定 性的重要参数，对大气的垂直运动、 对流过程以及天气现象的产生和发展 具有重要影响。
温度垂直递减率对大气分层结构影响
2. 将保温箱置于阳光下，记录各仪器数据，观察大气的温度、湿度、气压和风速随 时间的变化。
实验演示内容与方法设计
3. 每隔一定时间记录 数据，并观察大气的 垂直分层现象。
教学建议与改进方向
实验演示注意事项与 安全措施
实验演示注意事项与安全措施
01
02
03
04
确保仪器精度和稳定性， 避免误差过大。
大气吸收太阳辐射能量后，温度升高， 形成暖空气。

120
100
80
高层大气
60
40
平流层
20
对流层
0
温度
-100 -50 0 50 100 （摄氏度）
归纳高层大气的主要特点
气温随高度升高先降低后又持续上升。 高层大气气压低，空气密度小，容易出现极光。 有若干电离层，能反射无线电波，适于无线电通信。
课堂训练
在对流层中，大气的组成并不是固定不变的。据此回答（1）~（2）题。
第二章 地球上的大气
第1节 大气的组成和垂直分层
学习目标
1 认识大气的物质组成。 2 认识大气在垂直方向上可分为几层，各层有什么特点。 3 理解大气垂直分层对人类活动的影响。
阅读材料
2012年10月14日，奥地利“坠落人”菲利克斯·鲍姆加 特纳，在美国新墨西哥地区乘坐太空舱升空。约3小时 后，他上升至39千米高空。随后从那里跳下，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。
平流层范围自对流层顶部至50-55千米 高空，大气上部热、下部冷，不易形成 对流，主要以平流运动为主，飞机不易 发生颠簸，且无云雨现象，能见度好， 适合航空飞行。
平流层高度和气温变化图
高度 km
120
100
高层大气
80 60
40
平流层
20
对流层
0
温度
-100 -50 0 50 100 （摄氏度）
平流层
如今，人类不合理的活动正在改变着大气的成分和含量。
（2）臭氧空洞
地球大气上空臭氧层的臭氧从1970 年代开始以每十年4％的速度递减，在春 季时连对流层的臭氧也在减少，形成所 谓臭氧层空洞。

线重合，全球两个日期所跨经度范围相等；若0时经线和180°经线重合，则全球为一个日期。
有机物的燃烧、腐败和分 （1）判读方法：
②海拔较低的岛国，将被淹。南太平洋岛国图瓦卢是地球上第一个因全球气候变暖而受影响的国家。
解过程。 （2）臭氧层的破坏与保护
③回收场地选择：我国的回收场地在内蒙古自治区中部地区。地势平坦，视野开阔，便于搜救；人烟稀少，有利于疏散人群；气候干旱，多晴朗天气，地质条件好。 （2）大气的保温效应 日地关系,太阳系概况,地球在太阳系中的位置,地球上存在生命的原因,太阳能量的来源,太阳活动及其对地球的影响。 ⑴大气的运动：大 气的受热过程；气温的日变化和年变化；气温水平分布的一般规律；大气垂直运动和水平运动的成因。三圈环流与气压带、风带的形成。大气环流与水热输送的 关系。 危害：①淹没工厂和农田，造成作物减产；②破坏房屋、建筑、水利工程设施、交通设施、电力设施等；③有的会危及人民的生命。 发生时间：多发生夏秋季节。 2、判断海陆影响 等降水量线与海岸线大致平行——降水自沿海向内陆减少。 ②海拔较低的岛国，将被淹。南太平洋岛国图瓦卢是地球上第一个因全球气候变暖而受影响的国家。
主要特点
对流层
因纬度而异： 低纬17～ 18km 中纬10～ 12km 高纬8～9km
①气温随高度的增加而降低 ②空气对流运动显著 ③天气现象复杂多变
与人类关系
①与人类关系最为密切， 人类就生存在对流层底 部 ②各种天气现象发生在 对流层
平流层
自对流层顶至 50～55km高 度
①臭氧大量吸收太阳紫
①气温随高度增加而增加（臭氧 外线（被誉为“地球生
臭氧
（O3）
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

VS
保护措施
为了保护臭氧层，需要采取一系列措施， 包括减少使用氟利昂等ODS物质、控制 工业排放、加强国际合作等。同时，需要 加强公众宣传，提高人们对臭氧层保护的 意识。
CHAPTER 05
电离层
定义与特点
定义
电离层是指从对流层顶部延伸至500公里高度以上的大气层，该区域内的气体分子受到太阳辐射和宇 宙线的作用，被电离成自由电子层内产生的气象现象包括云、雨、雪、雾等。其中，云和降水是影响我们 日常生活的主要气象现象。
影响
对流层内的气象现象对人类生活和生态环境产生重要影响。例如，降水为地球 提供水资源，但过多的降水可能导致洪涝等灾害。
对流层内主要活动
01
02
03
空气上升
在对流层内，暖空气上升 至较冷的环境，形成云和 降水。
主要成分及其作用
主要成分：氮、氧、氩是大气的主要成 分，其中氮约占78%，氧约占21%，氩 及其他气体约占1%。
氩气：对红外线和紫外线有吸取作用， 可保护地球表面的生物免受宇宙射线的 伤害。
氮气：是植物生长的重要氮源，同时也 是合成许多有机物的原料。
作用
氧气：为生物呼吸提供必要的氧气，同 时也是燃烧和光合作用的必要条件。
大气的组成和垂直分 层讲述课件
目 录
• 大气的基本概念与组成 • 对流层 • 平流层 • 臭氧层 • 电离层
CHAPTER 01
大气的基本概念与组成
大气的定义与性质
大气的定义
大气是指地球表面上的气体圈， 主要由氮、氧、氩、二氧化碳等 组成。
大气的性质
大气具有温度、压力、密度、折 射率等物理性质，以及化学组成 和成分比例等化学性质。
平流层内主要活动

辐射名称
辐射类型
大气辐射
长波辐射
大气逆辐射
④
__________ 长波辐射
辐射方向 射向宇宙空间
射向地面
作用
大__气__逆__辐__射__在一定 程度上补偿了地面 辐射损失的热量， 对地面起到了 _____保__温___作用
[易混易错·理一理]
1．太阳辐射为短波辐射，地面辐射为长波辐射，大气吸收的热量主要为长波辐射，对 短波辐射吸收很少。因此，地面长波辐射是近地面大气热量主要的、直接的来源。 2．青藏高原所处的纬度较低，海拔较高，空气稀薄，大气透明度好，大气对太阳辐射 的削弱作用弱，因此太阳辐射强。但大气吸收地面辐射热量的能力小，通过大气逆辐射 返还地面的热量少，造成青藏高原地表热量散失多，温度较低。 3．大气逆辐射白天比晚上强 大气逆辐射在白天和夜晚都存在，而且白天比晚上还要强烈，最强时为大气温度最高时， 即午后2时(14时)左右。
分子散射(有选择性)
的黄昏，天空仍然明亮
___吸__收_____
对流层大气中的水 汽和二氧化碳等
平流层大气中的臭 氧
水汽和二氧化碳等主要吸 平流层中的气温随高度
收___红__外__线___
的增加而上升；地面生
臭氧主要吸收
物免遭过多紫外线的侵
_____紫__外__线_(有选择性) 害
2．大气的受热过程
行轨道所在的大气层( )
A．气温在－50 ℃到20 ℃之间
B．气温随高度增加平稳下降
C．最低气温约为－80 ℃
D．最高气温约为40 ℃
核心精讲] ．人类活动对大气成分的影响
2．大气的垂直分层
[训练突破] 角度 大气的垂直分层 无动力翼装飞行是指运动员穿戴着拥有双翼的飞行服装和降落伞设备，从飞机、热气球、悬崖绝壁、高 楼大厦等高处一跃而下，用肢体动作来掌控滑翔方向，用身体进行无动力空中飞行的运动，在到达安全极 限的高度后，打开降落伞平稳着陆。无动力翼装飞行进入理想飞行状态后，飞行时速通常可达到200千米/ 时，翼装飞行的滑翔比约3∶1，即在每下降1米的同时前进约3米。据此完成1～2题。

其能量主要是 可见光 。
⑵字母B表示 大气逆辐 ，
A
C表示 大气吸收地面辐射 。
大气上界
⑶白天多云时，由于云层
对A的 削弱 作用增强，到达
C
地面 太阳辐射 的减少，所以
地面温度比晴天 低 。 ⑷夜间多云时，由于云层
a
B
吸收 地面长波辐射，并使大
气的 逆辐射作用增强，补偿了地面损失的热量，所以地面
温度比晴天时 高 。
列表归纳
大气的垂直 分层与气温 曲线
特点
成因
与人类 关系
50km 12km
气高 层 大
1、密度小气压低 2、有若干电离层
1离地面远，引力小 2太阳紫外线和宇宙 射线的作用下，使 大气电离
电离层反 射无线电 波
层平 流
层对 流
1、气温随高度的增加 而增加2、平流运动显 著3、天气晴朗，能见 度好，大气平稳
1、密度小气压低 2、有若干电离层
1离地面远，引力小 2太阳紫外线和宇宙 射线的作用下，使 大气电离
电离层反 射无线电 波
层平 流
层对 流
1、气温随高度的增加 而增加2、平流运动显 著3、天气晴朗，能见 度好，大气平稳
1、气温随高度的增加 而递减2、对流运动显 著3、天气现象复杂多 变
1、臭氧吸收紫外线使 大气增温2、大气温度 上部热下部冷3、水汽 和杂质少，大气稀薄
1、气温随高度的增加 而递减2、对流运动显 著3、天气现象复杂多 变
1、臭氧吸收紫外线使 大气增温2、大气温度 上部热下部冷3、水汽 和杂质少，大气稀薄
1、地面是对流层大气 的直接热源2、大气温 度上部冷下部热3、水 汽和杂质多
臭氧吸收紫外 线，是地球的 天然屏障：有 利于高空飞行

层 大 气
臭氧
吸收紫外线，使地球上的生物 免遭过量紫外线的伤害
水汽
天气变化的重要角色
固体 成云致雨的必要条件
杂质
二、大气的垂直分层与各层主要特点
划分依据：温度、密度和 大气运动状况
掌握：分层、图、高度、 特点及成因、与人类的关 系
一、大电离气的大垂气直的分上层界与：各2层00主0～要3特00点0千米电能利离发于层射通无信(80线。～5电但00波会KM受,)
2. 类型： 辐射逆温；平流逆温；锋面逆温；地形逆
温等
2. 类型：
成因有自然原因、人为原因。根据其成因可分为 辐射逆温、地形逆温、平流逆温、锋面逆温等
①辐射逆温：经常发生在晴朗无云的夜间，由于 地面有效辐射很强，近地面层气温迅速下降，而高处 气层降温较少，从而出现上暖下冷的逆温现象。这种 逆温黎明前最 强，日出后自 下而上消失。 辐射逆温的形 成过程，如下 图：
分析农业实践中的一些现象
①我国北方地区利用温室大棚生产反季节蔬菜；②深秋 利用烟雾防霜冻；③干旱半干旱地区果园中铺沙或鹅卵 石不但能防止土壤水分蒸发，还能增加昼夜温差，有利 于水果的糖分积累等。
【考点3】大气对太阳辐射的削弱作用
吸收 反射 散射
具有选择性，对可见光吸收很少 无选择性
有选择性，蓝紫光最易散射
【考点3】大气对太阳辐射的削弱作用
1、大气对太阳辐射的吸收
太阳辐射
高
(1)大气吸收具有什
层
么特性？ 选择性
大
气
(2)太阳辐射中被大
气吸收的能量集中在
平 流 层
臭氧层吸收大 量的紫外线
保温作用 提高 了 温差小 生存和发展 夜间的最低气温。
昼夜温差大小的分析 分析昼夜温差的大小要结合大气受热过程原

作者编号：39002
逆温现象逐渐消失。
气温随高度 升高而递减
气温随高度 升高而递增
新课讲授
3.过程
4.类型
①辐射逆温：在晴朗无云或少云的夜晚，地面很快冷却，贴近地面的大气层也 随之降温。离地面越近降温越快，离地面越远降温越慢，因而形成了自地面开 始的逆温。 • 辐射逆温厚度从数十米到数百米，在大陆上常年都可出现 • 夏季夜短，逆温层较薄，消失较快
• 大气化学过程：人类活动排放到大气中的大量的含氯化合物（主要是氟里昂
类物质）参与的光化学反应破坏了南极大气臭氧层。
臭氧也并非有百利而无一害，对流层的臭氧容
易造成大气污染，形成光化学烟雾，影响
人类健康。
作者编号：39002
新课讲授
臭氧层破坏
雷阵雨过后,我们有时候会闻到一股刺鼻的气味,这就是臭氧的气味。臭氧主要分布在 平流层,臭氧层是指平流层中臭氧集中的层次。臭氧层变薄、浓度降低的现象,称为臭氧层 破坏。臭氧层破坏可能引起一系列不利于人类的气候生物效应,这种情况已经受到人们的 广泛关注。据科学家研究,大气中的臭氧含量每减少 1％,到达地面的太阳紫外线辐射就增 加 2％。过量的紫外线辐射会增加人的皮肤癌患病率,还会引发白内障、免疫系统缺陷和 发育停滞等疾病。在距南极洲较近的智利海伦娜岬角,当地居民只要走出家门,就要在暴露 的皮肤表面涂上防晒油,戴上太阳眼镜,否则半小时后,皮肤就会被晒成鲜艳的粉红色,并伴 有痒痛;羊群则多患白内障,几乎全盲;河里捕到的鲜鱼也多是盲鱼。
作者编号：39002
新课讲授
2.分层特征--对流运动对流层
高度（千米）
120
100
电离层
80
高层大气
60 50～55
40
平流层