大气圈的组成与结构-PPT课件

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68
5、案例
台风天气就是热带气旋强烈发展形成的。
北方秋季“秋高气爽”的天气、长江中下游 地区7月份出现的伏旱天气、两极地区的极地 高压等都是反气旋控制下形成。
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合作探究
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70
锋面气旋
气旋与锋面联系在一起
（以北半球为例）
高
高压脊
高压脊线上气流以辐散 为主，不能形成锋面。
F
低
C
DE
低
冷锋
低压槽
低压槽线上气流以辐 合为主，易形成锋面。-
B A
暖锋
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O2
维持生物活动必需的物质
空 气 次要
成分
CO2 O3
植物光合作用的原料；调节地表温度
强烈吸收太阳辐射中的紫外线，被誉 为“地球生命的保护伞”
水汽
成云致雨的必要条件
固体杂质
成云致雨的必要条件
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4
2、大气圈的结构
大气的垂直分层的划分依据：
大气在垂直方向上的温度、密度及运 动状况的差异，将大气层分为对流层、 平流层、高层大气。
A．甲>乙>丙>丁 B．乙>丙>丁>甲 C．乙>甲>丁>丙 D．丙>乙>甲>丁
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基础练习
5.大气运动的能量来源是太阳辐射。（ A）
6.在热力环流形成过程中是先有气流的水平运动 然后才有气流的垂直运动。（ B ）
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（二）大气水平运动—风 1、气压梯度 气压梯度力
水平气压梯度力是形成风的直接原因。
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（一）热力环流
1、含义：由于地面冷热不均而形 成的空气环流，它是大气运动最简

判断
1. 宇宙飞船升空过程中，所穿越大气的温度一直降低。( × ) 2.平流层大气热量来自地面。 ( × ) 3.高层大气的气温随高度增加而增加。( × )
导思
2022年3月5日，我国在西昌卫星发射中心使用“长征二号丙”运载 火箭，成功将“银河航天02批”卫星(6颗)及其搭载的1颗暄铭星愿卫星 发射升空。如图为大气垂直分层示意图。
√B.高层大气、平流层、对流层
C.对流层、平流层、高层大气 D.平流层、对流层、高层大气
“神舟十二号”返回舱返回地面途中依次经历高层大气、平流层、对 流层。选项B正确，A、C、D错误。
2.当返回舱进入着陆阶段时，必经的大气层具有的一般特点是
√A.对流运动剧烈，多云雨天气
B.大气相对稳定，适合飞机飞行 C.空气密度很小，存在电离层 D.大气温度随高度上升而上升
1.[区域认知]我国的西昌卫星发射中心所在地区 的对流层厚度相对于我国东部地区来说是较厚 还是较薄？为什么？ 答案 较薄。因为西昌位于我国的川西高原地 区，海拔较高，气温较低。
2.[地理实践力]“长征二号丙”运载火箭点火发 射刚离开地面升空时，其所经历的气温变化特 点是什么？
答案 火箭发射升空刚离开地面时，位于对流 层中，其气温随高度增加而降低。
4.下列有关各大气成分的作用，叙述错误的是 A.臭氧尽管含量少，但能够吸收紫外线，有“地球
生命的保护伞”之称 B.水汽和杂质是成云致雨的必要条件
√C.干洁空气中氮气含量最大，这为绿色植物的光合作用提供了原料
D.二氧化碳吸收地面辐射，具有保温作用
二氧化碳是绿色植物进行光合作用的原料，C错； 其他选项描述均正确。
2.辐射逆温的产生、消失过程
(1)图a为正常气温垂直分布情况。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(图b)。

表2.1 我国部分高原训练基地的地理坐标
地点
甘肃榆中
青海多巴
云南海埂
河北兴隆
云南呈贡
海拔/m
1996
2366
1888
2118
1906
经度
104°02′E
101°31′E
102°41′E
117°22′E
102°48′E
纬度
35°52′N
36°40′N
25°01′N
40°36′N
24°53′N
在奥运会等世界重大体育赛事中，来自非洲埃塞俄比亚、肯尼亚的中长跑运动员往往成绩优异在非洲地形图上，找出这两个国家，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?
P66”探究“
问题探究：
1. 有人认为,臭氧层是“地球生命的保护伞”。你认同这种看法吗？为什么？
同意。过量的紫外线辐射会增加人的皮肤癌患病率，还会引起白内障、免疫系统缺陷和发育停滞等疾病，而臭氧层可以吸收绝大部分对人有害的太阳的紫外线,保护地球上的生命免遭紫外线伤害。所以说,臭氧层是“地球生命的保护伞”。
B
由于太阳带电粒子流（太阳风）进入地球磁场，使高层大气分子或原子电离而产生，出现的灿烂美丽的光辉
C
课堂小结
干洁空气
水汽
杂质
大气组成
对流层
高层大气
大气垂直分层
平流层
大气的组成与垂直分层
一架客机要求保持在十千米左右的高度飞行，应该在（ ）地方上空飞最安全。
A.澳大利亚上空 B.加拿大北部上空C.新加坡上空 D.中国南部上空
对流层受地面影响，高度随纬度和季节而变化。
中纬度更明显
活动：1.在对流层,海拔每上升 100 米,气温约下降 0.6 ℃,从而形成一个随高度增加而温度下降的大气垂直温度梯度。据此,完成相关任务。

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实际上，所有这些数字都只是近似的，因为空气的温度是随 高度而变化的。不过，这些数字确实能使图象变得清楚一 些，而且我们可以看到，大气层并没有明确的边界，它只 是逐渐稀薄下去，一直到变成几乎一无所有的宇宙空间。 人们曾经探测到160公里高空处的陨星光迹，那里的大气 压只有地球表面的几百分之一，而空气的密度却只有十亿 分之一。但这一点点空气就足以使它们那一点点物质因摩 擦而燃烧到白炽。由于受到外层空间高速粒子的轰击而发 出冷辉光的气体所形成的极光棗北极光，则位于海平面以 买的VIP时长期间，下载特权不清零。
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地球大气圈的组成
2
平流层
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从对流层顶到50-55公 里的高空。此处空气稀薄， 水汽和尘埃含量极少，很 少有天气现象，气流平稳， 是高速喷气机最理想的飞 行区域，平流层中含有大 量臭氧，因此又得名“臭 氧层”。它能吸收太阳辐 射中90％的紫外线，像地 球的贴身“防弹衣”一样， 使地面生命免遭紫外线伤 害。
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地球大气圈的组成
1
对流层
2
平流层
3
中间层
4 热层（暖层）
5 外层（散逸层）
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地球大气圈的组成
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1
对流层
从海平面到16公里高空，占 大气总量的80％。
对流层里气象万千，冷热空 气上下对流，兴云造雨，下雪降 霜，电闪雷鸣都在这里发生。
8 、路再长也是会有终点，不管活成什么样子，都不要把责任推给别人，一切喜怒哀乐都是自己造成。心宽了，烦恼自然就少了，日子自然就顺了，人生也就圆融自在了。在意多了，乐趣就少了; 看得淡了，一切皆释然。人要知足常乐，什么事情都不能想繁杂，心灵负荷重了，就会怨天忧人。
15 、机遇是难求的，失去了就不会再来，把握好现有的机会，努力进取，那么你将会得到不菲的收获。 8 、成功不是将来才有的，而是从决定去做的那一刻起，持续累积而成。 15 、如果你希望成功，当以恒心为良友，以经验为参谋，以当心为兄弟，以希望为哨兵。 8 、环境和条件不是学习的决定因素，只有人的内因最重要，不能借口学习条件不好而不努力学习。 1 、你可以没有梦想，但不能不知道现在要做什么，你可以长相平凡丢到人群里就被淹没，但不能随波逐流成为没有个性的复制品，你可以被压力逼迫得痛哭一百次，但哭完记得笑一千次给它看 ，你可以习惯为别人付出，但至少别忘了为自己而活，你可以学会假装，但最后不要变成你当初讨厌的那种人。

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2020/10/16
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2．大气热力作用的地理效应
(1)常见大气现象的解释
气温日较差问题：从白天对太阳辐射的削弱和夜晚大气 逆辐射的强弱两方面分析——新疆昼夜温差大(气候干 旱，晴天多)；青藏高原昼夜温差大(空气稀薄，晴天 多)；月球表面昼夜温差大(无大气层)。从下垫面性质 分析——陆地热容量小，白天增温快，夜晚降温快，因 此一般陆地比同纬度海洋气温日较差大。
2020/而10/1遏6 止全球变暖)。
12
2．读图，完成(1)～(2)题。
(1)利用人造烟雾来防御霜冻的原理是( )
A．减弱① B．增强② C．减弱③ D．增强④
(2)人类通过低碳经济和低碳生活，能使上图中变
化相对明显的是
()
A．①增强 B．②增强 C．③减弱 D．④减弱
答案 (1)D (2)D
线是
()
A．甲 C．丙
B．乙 D．丁
2020/10/16
答案 (1)D (2)A
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考点二 大气的受热过程及其应用
2．(2012·重庆文综)《联合国气候变化框架公约》 第十七次缔约方会议于2011年11月28日在南非德 班召开。人类活动引起的温室效应增强是德班气候 大会关注的焦点，温室效应增强的大气过程是大气 ()
上的温度、密度及运动状况的差异。
(2)垂直分层
2020/10/16
3
2020/10/16
4
二、大气的受热过程
2020/10/16

体积混合比 1.1X10-6 0.1X10-6 0.5X10-6 1.7X10-6 0.3X10-6 10X10-8～50X10-8
地球大气主要是由氮和氧等组成。目前，人们关心最多的含量较 少、寿命较短的微量和痕量成分，如二氧化碳、臭氧、水汽及气溶胶 等。这是因为尽管他们的浓度很低，但他们在大气中的浓度均有较大 的时空变化，对地气系统热量的收支、大气温度的垂直结构及人类有 着明显的影响。
心向外辅散的大气系统叫做反气旋。由于受地转偏向力的作用，气旋、反气旋旋转 的方向正好相反。
第
五
大气运动
章
大气环流:在太阳辐射、地球自转、地表面性质以及地面摩擦的共同作
用，使得大气圈内的空气产生了不同规模的三维运动。
季风：大范围地区，盛行风随季节变化而发生有规律改变的现象。
局地环流：
海陆风：发生在沿海地区的、白天吹海风、夜间吹陆风、以一日为周期 的周期性风系。
海陆风对沿海地区的天气和气候有着明显的影响：白天，海风携带着海洋水汽 输向大陆沿岸，使沿海地区多雾多低云，降水量增多，同时还调节了沿海地区的 温度，使夏季不致过于炎热，冬季不过于寒冷。
海风
陆风
第
青藏高原与平均经向环流
五 章
（Molnar，1993）
高耸挺拔的大高原，由于它 与周围自由大气的热力差异所形 成的冬夏相反的盛行风系，称为 高原季风。以青藏高原季风最为 典型。冬季高原面上出现冷高压， 气流从高原向四周流动；夏季高 原面上出现热低压，气流从四周 流向高原。高原季风对环流和气 候的影响很大，尤其在东亚和南 亚季风区。同时，在冬夏不同的 季节，高原季风环流的方向与东 亚地区因海陆热力性质差异所形 成的季风的方向完全一致，两者 叠加起来，使得东亚地区的季风 （尤其冬季风）势力特别强盛， 厚度特别大。

玻意耳、巴斯卡的实验与大气压 但是，1662年玻意耳证明,情况 不可能是这样,因为压力会使空气 的密度增大。玻意耳把一个J形管 子直立起来，J形管较高的一端是 敞口的，从这个口倒进一些汞， 汞就会把小量的空气囚锢在较矮 一边的封闭端内。当他再多灌入 一些汞时，那个空气包就收缩。 玻意耳发现，与此同时，它的压 强增大了，这是因为观察到当汞 越来越重时，空气包的收缩却越 来越少。根据实际测量，玻意耳 证明，气体体积减小一半，压强 就增大一倍。
实际上，所有这些数字都只是近似的，因为空气的温度是随 高度而变化的。不过，这些数字确实能使图象变得清楚一 些，而且我们可以看到，大气层并没有明确的边界，它只 是逐渐稀薄下去，一直到变成几乎一无所有的宇宙空间。 人们曾经探测到160公里高空处的陨星光迹，那里的大气 压只有地球表面的几百分之一，而空气的密度却只有十亿 分之一。但这一点点空气就足以使它们那一点点物质因摩 擦而燃烧到白炽。由于受到外层空间高速粒子的轰击而发 出冷辉光的气体所形成的极光棗北极光，则位于海平面以 上800-1000公里的高空 。 直到十八世纪末期，人们所能接触的高层大气似乎还从未超 过高山的山顶。1892年设计出了带有仪器、无人乘坐的气 球，这些气球能够上升得更高，从过去从未探索过的高空 气层带回那里大气的温度和压强的情报。
由于空气受压时会收缩，所以在海平面上空气一定最稠密， 而沿着指向大气层顶部的方向，随着高层空气重量的减小， 空气变得愈来愈稀薄，法国数学家巴斯卡(Blaise Pascal) 第一个证实了这个情况，1648年，他让他的姻兄弟帕瑞 (Florin Perier)带着一个气压计登上一座高约1.5公里的 山，并请他在登高时随时注意气压计中汞柱高度下降的情 况
近代对高空大气的探索
理论计算表明，如果温度在整个高度上处处相同，那么，高 度每增加公里，空气压强就将减小为原来的1/10。换句话 说，在19公里的高空，空气所能支持的汞柱高度将从760 毫米降低为76毫米；在38公里的高空，将降低为7.6毫米； 而在57公里的高空，将降低为0.76毫米，等等。在170公 里的高空，空气压强就会仅仅相当于0.000000076毫米汞 柱。

吸收
反射（主要削弱形 式）
散射
吸 收
2021/3/2
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大气的反射作用：
影响因素：
云层 越厚 反射越强
学以致用： 晴天和阴雨天相比，晴天的 白天气温更高一些，为什么？
晴天云层薄，反射作用弱，到达地表的太阳辐射多，气温高； 阴天云层厚，反射作用强，到达地表的太阳辐射少，气温低。
2021/3/2
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2021/3/2
预习成果展示：导学案
1、辐射与波长 （1）太阳辐射 大气逆辐射
地面辐射（2）短波 长波
2、受热过程
（1）太阳辐射 吸收
①可见光 可见光
②臭氧 紫外线 短；
二氧化碳 水汽（红）长
（2）地面辐射 大气
地面；
（3）大气逆辐射 地面
保温作用
3、总结
1）太阳辐射 2）地面辐射
2021/3/2
16
问题探究：
太阳、大地、大气三者之间的热量是如何传递的？
2021/3/2
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2、大气的受热过程
“高处不胜寒”
太阳 辐射
太 阳 辐 射 （ 短 ）
地面增温 地面
“太阳暖大地”
2021/3/2
地面是大气 的直接热源
射向宇宙空间 大气上界
大气辐射 （长）
大气增温
大 气 逆 辐 射
射向宇宙空间
被大气中 的CO2、H2O 吸收 地面辐射
（长）
“大气还大地” “大地暖大气” 18
用人造烟幕的办法来增强大气逆辐射，使 地里的作物免遭冻害。
2、玻璃温室保温与大气保温原理相同吗？
大气保温原理： 大气吸收地面辐射，释放大气逆辐射返还地 面，保温。
2021/3/2

大气臭氧 的分布随纬度 和季节的不同 而不同：对纬 度而言，臭氧 总量的极小值 在赤道附近， 极大值在南北 纬60o附近；就 季节而言，春 季出现极大值， 秋季出现极小 值。
二氧化碳的季节变化和纬度分布
底层大气中CO2的含量，略因时间和空 间的不同而不同。大致说来，夏季较少，冬 季较多； 城市较多，农村较少。在人口稠 密的大工业城市或工业区，其含量明显增高 ，可占空气体积的0.05%～0.07%；在人口 稀少的地区及海洋上，其含量大为减少。就 纬度分布而言，平均来说，赤道地区最大， 极地最小。
臭氧的浓度随高度的分布， 具有不连续或突变现象。大 气中O3主要大存气在臭于氧10浓～度50随k高m度的变化（引自《大气科学辞典） 的大气层中，绝大部分集中 在平流层，对流层只占了 10%左右。近地面层臭氧含 量少，从10 km高度开始增加， 到35～40km高度浓度达到最 大值，称为“臭氧层”，再 往上逐渐减少，到50Km以上 就极少了。这是由于不同高 度上O3的形成条件不同造成 的。
臭氧的含量下降。 • （2）空气以垂直运动为主。但由于空气稀
薄，所出现的天气现象已不如对流层复杂。
暖层
高度：中间层至800km处。 特征： • （1） 温度随高度升高而升高。因为所有波
长小于 0.175um的太阳紫外辐射都被暖层气 体所吸收，顶层温度可达1000度。 • （2） 暖层的大气密度很小，且处于高度电 离状态，因此该层又称为电离层。 • （3） 能反射无线电波。
水汽
• 大气中水汽含量的时空分布极不均匀，主要集中在 大气的低层，以夏季和低纬地区（热带沙漠地区除 外）为最多。
• 大气中水汽含量虽然不多，但它在天气和气候的形 成和演变中担当着非常重要的角色。作为一种特殊 物质，在大气温度变化的范围内，通过水相变和水 循环、以及伴随的潜热转换，把大气圈、生物圈和 地球表面紧密地联系起来。此外，水汽也能强烈地 吸收地面辐射，同时它又向周围空气和地面放射长 波辐射，在水相变化中又能吸收或放出热量，这些 都对地面和空气的温度有一定的影响。