大气圈的组成与结构
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。
大气圈高度
大气圈高度概述大气圈是指地球上的大气层，它主要由氮气、氧气、水蒸气等组成。
大气圈高度在不同地区和季节可能会有所不同，但通常是以海平面为参考点进行测量。
大气圈的层次结构大气圈可以分为几个不同的层次，每个层次都具有特定的特征和功能。
下面是大气圈的主要层次结构：1.透明层（Troposphere）：大气圈的最低层，从地球表面至海拔8-15公里。
这个层次包含了大气的75%的质量，几乎所有的天气现象都发生在这个层次。
2.成层层（Stratosphere）：透明层的上面是成层层，它从海拔15公里延伸到海拔50公里。
成层层中含有臭氧层，这个层次的特殊结构能够过滤掉大部分的紫外线。
3.球状层（Mesosphere）：成层层的上面是球状层，它从海拔50公里延伸到海拔85公里。
气温在这个层次逐渐降低，达到最低点。
4.热层（Thermosphere）：球状层上面是热层，它从海拔85公里延伸至外层空间。
这个层次的特点是气压非常低，温度随高度升高。
5.外层空间（Exosphere）：热层上面是外层空间，它延伸至地球表面上空10000公里的高度。
外层空间中非常稀薄，基本上没有分子存在。
大气圈高度的测量方法测量大气圈高度的主要方法有以下几种：1.大气探测器：科学家使用各种大气探测器，例如气象观测站、卫星以及气象球，通过收集大气数据来确定大气圈的高度和组成。
2.气压计：利用气压计可以测量大气压力的变化，从而推断大气圈的高度。
随着高度的增加，气压会逐渐下降。
3.激光雷达：激光雷达可以通过测量激光的反射时间来确定大气圈的高度。
这种方法准确度较高，并可以提供更详细的大气分布信息。
大气圈高度的影响因素大气圈高度受多种因素的影响，包括以下几个方面：1.温度变化：随着海拔的升高，大气圈中的温度会逐渐下降。
这是因为高空辐射能量的不足和大气分子密度的减少所导致的。
2.大气成分：大气成分的变化也会对大气圈高度产生影响。
例如，臭氧层的存在使得成层层的上层高度较高。
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
-6
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。
2.2.1 大气圈的组成与结构
第二节大气圈与天气、气候第一课时大气圈的组成与结构【课程标准】运用图表说明大气的受热过程【学习目标】1. 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2．大气的受热过程【学法指导及使用说明】1.依据预习案通读教材，进行知识梳理；2.完成预习自测题目【教学过程】【预习案】一、大气圈的组成和结构1．大气的组成（1）组成：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2.大气的垂直分层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。
（1）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________。
（2）平流层：气温随高度增加而____。
该层大气以____运动为主，气流____。
（3）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。
二、大气的受热过程1．能量来源：______是地球上最主要的能量来源。
2．大气对太阳辐射吸收：具有______性；______和______吸收波长较短的______，______和______吸收波长较长的______。
3．大气对地面保温作用（1）地面增温：地面吸收______辐射。
（2）大气增温：大气吸收______辐射。
（3）大气保温：______把热量还给地面。
【探究案】探究点一、大气圈的组成和结构读教材图2-2-2“大气的垂直分层”，回答下列问题。
1．臭氧层位于图中大气的哪一层？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？2．图中的飞机为什么在平流层中飞？例1.某地区地面气温是32℃，这里对流层的厚度为16.8千米，按一般规律，此时该地对流层顶部的气温应是( )A.-100.8℃B.-68.8℃C.-132.8℃D.-42.8℃探究点二、大气的受热过程1．结合教材P37图2-2-4，探究“太阳暖大地”、“大地暖大气”、“大气还大地”等现象的含义。
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.
4[1].大气圈、生物圈
![4[1].大气圈、生物圈](https://img.taocdn.com/s3/m/2b0388c269eae009581bec91.png)
气温分异：气温的分布主要受纬度、海陆、地形、海拔高度等因素的制约，其中纬度因素决定
了气温的纬度地带性分异，而海陆、地形及海拔高度则成为气温非地带性分异的因素。 湿度和降水的分异：海洋上空水汽充沛，湿度大，而陆地上空相对缺乏，湿度较小。沿海地区，
随着向陆地内部的逐渐过渡，湿度也逐渐减小。 气候分异: 纬度地带性：气候形成的主导因素是太阳辐射在地表的加热不均，以及由此产生的全球气压带、 风带的分布及季节移动，导致气候类型普遍具有沿纬度更替的趋向。 湿度分带性：由于海陆分布的不同，引起了海陆间气温、气压、风向、降水等气候要素随季节 的变化，使得同一纬度带内产生了海洋性气候和大陆性气候的分异。 垂直带性：高大山体本身在不同高度上，气温和降水组合不同，形成不同的水热特征，导致山
大气的辐合：在低压中心附近，大气由周围向中心集中。 大气的辐散：在高压中心附近，大气向周围散开。 气旋、反气旋：旋转着的向低压中心辅合的大气系统叫做气旋，旋转着的由高压中心向外辅散 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。
大气的运动
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。
4. 大气圈、水圈
刘玉
区域与城市经济研究所
大气圈与气候分异规律
大气圈的组成与结构
大气圈的组成:地球表面的大气主要由氮（N2）、氧（O2）、氩（Ar）等气体组成。O3 大气圈的结构：根据气温从地面到高空垂直方向的分布，将整个大气分为对流层、平 流层以及高空的中间层、暖层和散逸层。 对流层 大气的最底层，它的底界是地面。对流层有三个主要特征：气温随高度升高 而降低；空气的对流运动显著；天气现象复杂多变，云、雾、雨、雪等主要的天气现象 都出现在此层 。 平流层 从对流层顶以上到50～55 km高度为平流层。 中间层 自平流层顶到80～85 km左右为中间层（高空对流层）。 暖层 自中间层顶到800 km高空为暖层，该层中的大气物质（主要是氧原子）能强烈吸收波长
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高 层 大 气
对无线电 通信 有 重要作用
二、大气的受热过程
•太阳辐射:太阳源源不断地以电磁波的 形式向四周释放能量 紫外区 可见光区
红外区
紫 外 区 区 光 见
可 红 外 区
• 结论： • 太阳能量主要集中在可见光区 • 太阳辐射以短波辐射为主，地面辐射以长波 辐射为主 • 大气对太阳辐射的吸收具有选择性 • 臭氧和氧原子 紫外线 • 水汽和二氧化碳 红外线（长波辐射）
高 层 大 气 平 流 层 对流层
特点 高 层 大 气 平 流 层 对流层 对 流 层
气温随高度增加 而递减； 而递减；空气对 流运动显著； 流运动显著；天 气现象复杂多变
与人类 的关系
与人类 关系最 为密切 利 于 飞 行
平 气温随高度增加 而迅速上升； 流 而迅速上升；大 气水平运动为主； 层 气水平运动为主；
辐
大
3．有关低层大气增温的叙述正确的是(A ) ．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 主要是太阳晒热地面， Ｂ主要是太阳晒热地面，地面又将热量传导给空气 的结果 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 • 4．深秋时节，农民有时会在农田里燃烧秸秆制造 ．深秋时节， 烟雾，这是为了（ 烟雾，这是为了（A ） • A.增加大气逆辐射 避免农作物受到冻害 B.增加 增加大气逆辐射.避免农作物受到冻害 增加大气逆辐射 增加 大气中的二氧化碳.以利光合作用 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 增加地面辐射.减少地面热量损失 D.增加空 增加地面辐射 增加空 气中的水汽.满足植物对水的需求 气中的水汽 满足植物对水的需求
大气对地面的保温作用
大气对地面的保温作用
大气的保温作用 动画
大气上界
地面
大气的保温作用 动画
太 阳 辐 射
大气对地面的保温作用
臭氧、氧原子 吸收部分紫外 线 射向宇宙空间
地 面 大气吸收19% 大气吸收 吸 收 水汽、二 氧化碳吸 收红外线
大 气 辐 射
大 气 吸 收
大气上界
大气逆辐射
地面增温 “太阳暖大地” 太阳暖大地” 太阳暖大地
• 前面我们讲的是低层大气的组成成分， 下面请同学们看课本P35图2-2-1，图中展 示了两种不同的天气状况同时出现，同 学们思考一下其原因是什么？
大气的垂直分层（二Fra bibliotek大气的垂直分层
【合作探究】大气在垂直方向上可以分为 合作探究】 几层？各层各有什么特点？ 几层？各层各有什么特点？
•
高 层 大 气 平 流 层 对流层
• 苏轼的这首诗中包含着一个地理学知识， 那就是“高处不胜寒”，下面请同学大 胆猜测一下“高处不胜寒”的原因是什 么？
一、大气圈的组成与结构
（一）大气的组成 合作探究】 低层大气组成成分有哪些 低层大气组成成分有哪些？ 【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？ 各成分的主要作用又是什么呢？
地面 “大气还大地” 大气还大地” 大气还大地 “大地暖大气” 大地暖大气” 大地暖大气
【实战演练】 实战演练】
根据所学知识解释自然现象。 根据所学知识解释自然现象。
1、多云的夜间，为什么气温比晴天高？ 多云的夜间，为什么气温比晴天高？
（夜晚多云，增强了大气逆辐射，所以气温比 夜晚多云，增强了大气逆辐射， 辐 地 射 气 辐 地 逆 射 面 射 面 晴天高） 晴天高） 2、在深秋，为什么人造烟幕能起到防御霜冻的作用？ 在深秋，为什么人造烟幕能起到防御霜冻的作用？ 人造烟幕能增强大气逆辐射， （人造烟幕能增强大气逆辐射，减少夜晚地面辐 射损失的热量，对地面起到保温作用， 射损失的热量，对地面起到保温作用，所以可防 御霜冻） 御霜冻）
1．被称为“地球生命保护伞”的是指（ ） ．被称为“地球生命保护伞”的是指（ 2 大气是以氮氧为主的混合物，氮氧占 大气是以氮氧为主的混合物，氮氧占99% 3.大气中的氧是人类和生物维持生命活动必 大气中的氧是人类和生物维持生命活动必 需的物质 4.大气中的氮是植物光合作用的重要原料， 大气中的氮是植物光合作用的重要原料， 大气中的氮是植物光合作用的重要原料 对地面还有保温作用 5.固体杂质和氧是成云致雨的必要条件 固体杂质和氧是成云致雨的必要条件
• 5.图中正确表示大气层气温垂直变化曲线的是 A.① B．② D C．③ D．④
B
通过本节课的学习，现在你知道为何“高 处不胜寒”了吗？
海拔越高地面辐射越弱 地面辐射是对流层大气的直接热源
知识框架
• • • • • 一、大气圈的组成与结构 组成与各组成成分的主要作用 大气圈垂直分层以及各层特点 二、大气圈的受热过程 太阳暖大地、大地暖大气、大气还大地
第二单元从地球圈层看地理环境
第二节 大气圈与天气、气候
水调歌头 ——苏轼
• 明月几时有，把酒问青天。不知天上宫 阙，今夕是何年。我欲乘风归去，又恐 琼楼玉宇，高处不胜寒。起舞弄清影， 何似在人间。 转朱阁，低绮户，照无眠。 不应有恨，何事长向别时圆？人有悲欢 离合，月有阴晴圆缺，此事古难全。但 愿人长久，千里共婵娟。
归纳总结： 归纳总结：
大气组成
主 要 作 用
生物体的基本成分 干 主要 氮 洁 成分 氧 维持生物活动的必需物质 空 植物光合作用的原料； CO2 植物光合作用的原料；调节地表温度 气 次要 成分 O “地球生命的保护伞” 地球生命的保护伞” 地球生命的保护伞 3 水 汽 固体杂质 成云致雨 成云致雨 的必要条件； 的必要条件；保温作用 的必要条件