大气圈的组成及结构
简述大气圈的结构
简述大气圈的结构大气圈是围绕地球的一层气体，它是地球上生命存在的基础之一。
大气圈的结构可以分为四个主要层次：对流层、平流层、臭氧层和热层。
首先是对流层，它是大气圈最接近地球表面的一层，也是最厚的一层，大约有10公里至15公里的厚度。
对流层的上界被称为对流层顶。
在对流层中，空气的温度随着高度的增加而逐渐下降，平均每上升100米温度下降约0.65摄氏度。
这是因为地球表面受到太阳辐射的加热，从而使空气被加热并上升，然后冷却并下沉。
这种上升和下沉的运动形成了对流层的特点，所以它被称为对流层。
接下来是平流层，它位于对流层之上，大约在15公里至50公里之间。
平流层的特点是空气的温度随着高度的增加而保持稳定，甚至有时会略微上升。
这是因为在平流层中，空气流动的方式是水平流动，而不是上升和下降。
平流层在大气层中起到了重要的作用，它阻止了大气中的湿气和污染物向上扩散，保持了对流层的稳定。
在平流层之上是臭氧层，它位于大约50公里至80公里之间。
臭氧层是由臭氧分子组成的，它可以吸收太阳辐射中的紫外线，并将其转化为热能。
这种臭氧层的存在对地球生命的保护至关重要，因为紫外线辐射对生物体有害。
然而，由于人类活动导致大气中的臭氧层受到破坏，臭氧层的减少已经成为一个严重的环境问题。
最后是热层，它位于大约80公里以上。
热层是大气圈最外层，也是最稀薄的一层。
在热层中，空气的温度会随着高度的增加而上升。
这是因为在这个高度范围内，太阳辐射对大气的影响较小，而热层的主要加热来源是地球本身的热量释放。
总的来说，大气圈的结构是由不同的层次组成的。
每个层次都有其独特的特点和功能。
了解大气圈的结构能够帮助我们更好地理解地球的气候变化和环境变化，同时也有助于我们更好地保护和利用地球资源。
大气圈的组成与结构公开课
大气圈的组成与结构公开课
大气圈是地球固有的气体层，其主要组成是氮气、氧气、水蒸气、惰性气体和微量气体等。
大气圈的结构由下向上分为以下五层：
1.对流层：位于大气圈最下部，高度约为0-12公里，其中九成以上的大气质量集中在这里。
由于太阳辐射的加热作用，大气体发生对流运动，形成了云和降水。
2.平流层：高度在12-50公里之间，气温逐渐升高并达到一个最高点，称为平流层顶，然后渐渐下降。
主要为臭氧分子层，保护地球上的生命免受紫外线辐射。
3.中间层：高度在50-85公里之间，极度稀薄，几乎没有水蒸气和云层，夜空中的流星就是在这一层中燃烧。
4.热层：高度在85-500公里之间，X射线、紫外线和其他高能辐射会使得空气分子离子化，并影响电磁波在大气中的传播。
北极光就是在这一层中形成。
5.外层：高度在500公里以上，上空几乎没有空气，只有极少量的原子和分子组成这一层。
太阳风和其他高能粒子在这一层中与地球大气层相互作用。
总之，大气圈的不同层次有着不同的物理特性和化学组成，但它们共同构成了地球的气体保护层，为地球上生命提供了必要的保护。
大气圈的组成与结构 大气的受热过程
太 阳 大气、 大气、地面的 反射散射34 34% 反射散射34% 辐 射 大气上界 大 气 吸 收 19 % 吸 收
47%
地
面
大气
大气吸收 大 气 逆 辐 地 面 辐 射 射
地
面
太 阳 辐 射 大气地面的 反射散射34 34% 反射散射34% 大 气 吸 收 19 % 吸 收 47% 47% 辐 射 大气吸收 大 气 辐 射 大气上界
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[目标导学 目标导学] 目标导学 1．理解大气的组成和垂直分层及对人类活动的影响。 ．理解大气的组成和垂直分层及对人类活动的影响。 2．知道大气的热量来源。 ．知道大气的热量来源。 3．理解大气的受热过程与保温作用。 ．理解大气的受热过程与保温作用。
解析：晴朗的夜晚，空气中的水汽含量少， 解析：晴朗的夜晚，空气中的水汽含量少，大气逆辐 射弱，大气对地面的保温作用差。 射弱，大气对地面的保温作用差。 答案： 答案：B
6．地球表面的温差比月球表面的温差小得多，与图中 ．地球表面的温差比月球表面的温差小得多， 哪些辐射或作用有关 A．①② ． C．③④ ． B．②③ ． D．②④ ． ( )
解析：地球表面有厚厚的大气层， 解析：地球表面有厚厚的大气层，白天大气对太阳辐射有 吸收、反射和散射作用，削弱了到达地表的太阳辐射， 吸收、反射和散射作用，削弱了到达地表的太阳辐射，地 球表面温度比月球表面温度低得多；夜晚， 球表面温度比月球表面温度低得多；夜晚，大气通过逆辐 射对地面有保温作用，地面温度比月球表面温度高得多。 射对地面有保温作用，地面温度比月球表面温度高得多。 故地球表面温差比月球表面温差小得多。 故地球表面温差比月球表面温差小得多。 答案： 答案： D
地球科学概论6大气圈
二、大气的结构 1.大气的垂直分层
a.对流层 热层
b.平流层 c.中间层 d.热层 （暖层）
e.散逸层 （外层）
高空对流层
极光：太阳带
电粒子
（太阳风）进
入地球
磁场，撞击地
球大气
形成
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二、大气的结构 1.大气的垂直分层 （1）对流层 位于大气的最低层，密度大，集中了约75％的大
气质量和90％以上的水汽质量。 其下界与地面相接，上界高度随地理纬度和季节
物表面的蒸发或蒸腾作用。 低纬地区大于高纬地区，沿海地区大于内陆地区，
夏季大于冬季。 ✓ 大气中唯一能发生相态变化的成分； ✓ 能反射太阳辐射； ✓ 能吸收地面长波辐射。
5
一、大气的组成 3.气溶胶粒子（低层大气的重要组成部分） 悬浮于空气中的液体和固体粒子，包括水滴、冰
晶、悬浮着的固定灰尘微粒、烟粒、微生物、植物的 孢子花粉以及各种凝结核和带电粒子等。 ✓ 水汽的凝结核，对云、雨、雾的形成起重要作用； ✓ 降低大气的透明度，削弱了到达地表的太阳辐射； ✓ 吸收地面的长波辐射，起保温作用。
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二、大气的结构 1.大气的垂直分层
（2）平流层 在平流层的中上部，由于受阳光紫外线辐射，使 O2发生化学反应生成了O3而形成了臭氧层，臭氧层吸 收了阳光中对生物杀伤力极强的短波紫外线和宇宙射 线，从而保护了地球上的生物免受其害。 目前由于人类活动，使一些有机污染物进入平流 层，使臭氧层受到破坏，给地球上的生物造成危害， 必须引起我们的高度重视。
离层。 23
二、大气的结构 2.对流层中的水平非均一现象—气团和锋 （1）气团 大气的物理性质在垂直方向和水平方向都呈现非
均一现象。水平方向上物理属性（如温度、湿度、稳 定度等）比较均匀的巨大空气块称作气团。
大气组成、分层、热力作用
大气（大气中的水汽、二氧化 碳强烈吸收地面长波辐射）依 靠吸收地面的长波辐射增温
地面辐射是低层大气的 主要直接的能量来源 大气通过大气逆辐射实 现了对地面的保温作用
画一画
大气的受热过程我们可以简单的 概括为“太阳暖大地”、“大地暖大 气”、“大气还大地”三个过程，你 能用最简单的图形来说明其过程吗？
大气的垂直分层示意图
(2)各层特征比较
垂直分 高度（KM) 层
A____ 层
气温特点
大气运 动状况
与人类关系
平均厚度 随高度增加而 ________ ________ 随高度增加而 ________
最为密切,合飞机飞行 为主 有_______, 能反射短波无 线电波
思考： 在“大气的 垂直分层” 图中，对流 层的气温为 什么会随海 拔的升高而 降低。
太 太阳辐射是地球上最主要的能量来源 阳 太阳辐射能主要集中在 辐 哪个部分？ 射 集中在可见光区 光 谱 太阳辐射属于短波辐射 示 意 图 物体温度越高，辐射的波长越短；
物体温度越低，辐射的波长越长。
思考
1、大气主要吸收太阳 辐射中的哪些波段的 能量? 2、大气增温是不是依 靠大气直接吸收太阳 辐射增温的? 3、低层大气主要直接 的能量来源是什么？ 4 、大气对地面的保温 作用主要是通过什么 途径实现的？
臭氧：1.14×10
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1、大气圈（低层大气）的组成成分及其作用
组成 作用 地球生物体内蛋白质的重要组成部分 人类和一切生物维持生命活动必需的物质
干 洁 空 气
氮 氧
CO2
O3
水汽
绿色植物进行
大气圈组成及其各层特点
大气圈组成及其各层特点大气圈是地球围绕在行星表面上的气体层，它是地球与外部空间之间的过渡层。
大气圈主要由氮气、氧气、氩气、二氧化碳等气体组成，其中氮气占78%，氧气占21%。
此外，还有少量的氢气、氦气、氖气、氪气、氧氟化氮等稀有气体。
大气圈可以分为五个主要的层次：对流层、平流层、跃层、热层和外层。
每个层次都有其独特的特点和功能。
1. 对流层对流层是距离地球表面最近的一层，其厚度约为10-15公里。
这一层是气候变化最为明显的区域，天气现象也主要发生在这里。
对流层内的空气通过对流运动形成对流层的名称。
在这一层，温度随着高度的增加而逐渐下降，平均每升高1公里，温度下降约6.5摄氏度。
2. 平流层平流层位于对流层之上，厚度大约为15-50公里。
这一层的特点是空气流动平稳，没有明显的垂直运动。
温度随着高度的增加而逐渐上升，这是因为平流层上方的臭氧层吸收了紫外线，并将其转化为热能。
3. 跃层跃层位于平流层之上，厚度约为50-85公里。
在这一层中，温度随着高度的增加而再次下降，这是因为大气层中的臭氧分子被太阳的紫外线分解，释放出能量。
这一层也是飞机和导弹的主要飞行区域。
4. 热层热层位于跃层之上，厚度约为85-600公里。
这一层的主要特点是温度随着高度的增加而明显上升。
这是因为热层中的气体分子吸收了太阳的高能量辐射，导致温度升高。
热层中的气体分子也很稀薄，几乎没有空气运动。
5. 外层外层是大气圈中最外面的一层，厚度约为600公里以上。
这一层几乎没有气体分子存在，主要是一些高能量的粒子和辐射。
外层是太阳风和宇宙射线的主要作用区域。
总结起来，大气圈的各层次具有不同的特点和功能。
从对流层到外层，温度、气压、气体组成等都发生了明显的变化。
这些层次的存在和特性对地球上的生物和气候有着重要的影响。
同时，大气圈也起到了保护地球的作用，吸收了太阳的紫外线和其他有害辐射，维持了地球的适宜环境。
大气圈的组成和结构、气象要素的特征
主要大气成分
气体 按容积（%） 按质量百分
20.948
75.52
23.15
28.0134
31.9988
氩
二氧化碳
0.934
0.033
1.28
0.05
39.948
4
大气中的主要污染物
分 类
成
份
粉尘微粒 硫化物 氮化物 卤化物 碳氧化物 氧化剂
碳粒、飞灰、碳酸钙、氧化锌、二 氧化铅 SO2、SO3、H2SO4（雾）、H3S等 NO、NO2、NH3等 Cl2、HCl、HF等 CO、CO2等 O、过氧酰基硝酸脂（PAN）等
1、气压的空间分布
• 某地的气压值，等于该地单位面积上大气柱 的重量。高度愈高， 压在其上的空气柱愈短， 气压也就愈低。因此，气压总是随着高度的 增加而降低的。
等高线与等压面的关系
• 高线和等压面图空间气压场的情况一般用等 压面图表示。在空间的每一点都有一个气压 值，如果把所有气压相同的点连接起来，就 形成一个等压面。由于同一高度上各地的气 压不等，气压在空间的分布，就象山丘一样 起伏不平。
• • • • 1）温度随高度的增加而降低。 2）空气对流运动显著 3）天气变化复杂多变 4）气象要素的水平分布不均匀。
2、平流层
• 在对流层的顶部，直到高于海平面50-55公里 的这一层，气流运动相当平衡，而且主要以 水平运动为主，故称为平流层。
3、中间层
• 平流层之上，到高于海平面85公里高空的一 层为中间层。 • 这一层大气中，几乎没有臭氮，这就使来自 太阳辐射的大量紫外线白白地穿过了这一层 大气而未被吸收，所以，在这层大气里，气 温随高度的增加而下降的很快，到顶部气温 已下降到-83℃以下.由于下层气温比上层高, 有利于空气的垂直对流运动,故又称之为高空 对流层或上对流层.
大气圈的结构和功能
大气圈的结构和功能1. 大气圈的定义和组成大气圈是地球外部的一个包围层，主要由气体组成，包括氮气、氧气、水蒸气、二氧化碳等。
它对地球的生物圈、水圈和岩石圈都有着重要的影响。
大气圈可以分为几个不同的层次，每个层次都有其独特的特点和功能。
2. 对流层对流层是大气圈的最底层，从地球表面开始，向上延伸约10-15公里。
这一层是天气现象发生的主要区域，包括云、雨、雪等。
对流层中的气流是由地表的热量驱动的，热量使得空气上升，形成云层，最终形成降水。
3. 平流层平流层位于对流层的顶部，向上延伸约50公里。
这一层的温度随高度增加而升高，因为臭氧吸收了太阳的紫外线辐射。
平流层中的气流相对平稳，因此它是飞机飞行的理想区域。
4. 中间层中间层位于平流层之上，向上延伸约80公里。
这一层的温度随高度增加而降低，因为臭氧层变得稀薄，无法吸收足够的紫外线辐射。
中间层中的气流复杂，包括对流和湍流。
5. 热层热层位于中间层之上，向上延伸至数千公里。
这一层的温度随高度增加而升高，因为太阳辐射的影响。
热层中的气流非常稀薄，几乎为零。
这一层对于卫星和太空船的运行非常重要。
6. 外层空间外层空间是指大气圈之外的太空区域。
这一区域没有明显的气流和温度变化，是宇宙辐射和微流星体的主要来源。
7. 大气圈的功能大气圈具有多种功能，对地球的生态系统和人类生活都有着重要的影响。
以下是其中的一些主要功能：7.1 温度调节大气圈通过吸收和发射地球表面的红外辐射，起到保温的作用。
此外，大气圈中的水汽和二氧化碳等气体还通过吸收太阳辐射，参与地球的能量平衡调节。
7.2 水分循环大气圈通过蒸发、凝结和降水等过程，参与地球的水分循环。
水汽在大气中上升，形成云层，最终形成降水，回到地面，为生物提供水资源。
7.3 保护作用大气圈中的臭氧层可以吸收太阳的紫外线辐射，保护地球生物免受其伤害。
此外，大气圈还可以吸收部分宇宙辐射，保护地球表面免受宇宙射线的辐射。
7.4 化学平衡大气圈中含有多种气体，包括氮气、氧气、二氧化碳等。
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• Ｃ主要是太阳辐射被大气中的水汽和二氧化 碳吸收的结果
• Ｄ主要是受太阳光热照射的结果
2.深秋时节，农民有时会在农田里燃烧秸秆制 造烟雾，这是为了（ ）
• A.增加大气逆辐射.避免农作物受到冻害 • B.增加大气中的二氧化碳.以利光合作用 • C.增加地面辐射.减少地面热量损失 • D.增加空气中的水汽.满足植物对水的需求
保温过程
具体过程
热量来源
A
太阳暖大 太阳辐射到达地面，地 太阳辐射
地
面吸收后增温
B
大地暖大 地面增温后形成地面辐 地面辐射
气
射，大气吸收后增温
C
大气还大 大气增温后形成大气辐 大气辐射
地
射，其中向下的部分称
为大气逆辐射，它将大
部分热量还给地面
• 1.有关低层大气增温的叙述正确的是( )
• Ａ主要是地面的长波辐射被大气中的水汽和 二氧化碳吸收的结果
大气圈的组成及结构和大气的受 热过城
制作人：王金晶 20130221149
学习目标
• 知道并记住大气组成成分和作用，结合图理解 大气的垂直分层的特点及原因。
• 重难点
• 分析大气的垂直分层示意图以及大气的受热过 程
一、大气圈的组成与结构
【合作探究】1.低层大气组成成分有哪些？各
成分的主要作用又是什么呢？
有重要作用
流 层
大
气
练习
（1）A层主要的直接热源是＿＿。 （2）B层＿＿＿部冷＿＿＿部热，以＿＿＿＿ ＿＿运动为主。
（3）在A、B、C三层中，与人类关系最密切的 是＿＿＿层；飞机多在＿＿＿＿层飞行，因为 该层＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；＿＿＿＿ 层 是人类生存环境的天然屏障；＿＿＿＿＿＿层 的电离层对无线电通讯有重要作用。
• 二、大气的受热过程
太阳
削弱（吸收、 反射、散射）
大气逆辐 射
大气辐射
大气辐 射
地面辐 射
注：太阳短波辐射能进来，地面长波出不去 地面与大气之间的作用是保温作用
大气对地面的保温作用
太
阳
大
辐
气
射
辐
射
地 大气吸收19% 面 吸 收
大气逆辐射
地面增温
地面
“太阳暖大地”
射向宇宙空间
“大地暖大气”
大气对地面的保温作用归纳如下
• (2)大气的垂直分层示意图
高 层 大 气
平 流 层
（二）大气的垂直分层
特点
与人类的关
系
对 气温随高度增加而递减； 与人类关系最 流 空气对流运动显著；天气 为密切 层 现象复杂多变
高
层 大 气
平 气温随高度增加而迅速上 利于飞行 流 升；大气水平运动为主；
平
层 能见度高
流
层
高
对无线电通信
对
层
大气组成
主要作用
干
主要
氮
生物体的基本成分
洁
成分
氧
维持生物活动的必须
空
物质
气
次要
CO2
植物光合作Leabharlann 的原成分料；调节地表温度
O3
“地球生命的保护伞”
水汽
成云致雨的必要条件；保温作用
固体杂质
成云致雨的必要条件
（二）大气圈的垂直分层
• （1）垂直分层的依据 • 大气在垂直方向上的温度、密度和运动状况的
差异
谢谢