大气的组成和垂直分层
大气的组成和垂直分层
高一地理潘君萍 2017.9.6
新课程标准：
运用图表资料，说明大气的组成和垂直分层，及其与生产生活的联系。
基础知识梳理：
一、大气的组成
二、大气的垂直分层
大气垂直分层的依据：规律
(一)对流层
特点：1.气温随高度的增加而，海拔每升高100米，气温下降。
原因：是近地面（对流层）大气的直接热源。
2. 运动显著。
原因：热空气膨胀上升，冷空气收缩下沉。
对流层的高度因纬度而异：
低纬度地区：17～18千米，中纬度地区：10～12千米，高纬度地区：8～9千米。
3.天气现象复杂多变（多阴雨天气）。
与人类生产、生活关系：与人类生产、生活关系最为密切。
（二）平流层
特点：1.气温随高度的增加而。
原因：平流层中的臭氧大量吸收太阳辐射中的紫外线使大气温度升高。
2.气流以运动为主。
大气稳定，天气晴朗，能见度高，利于高空飞行。
与人类生产、生活关系：臭氧大量吸收紫外线，为人类生存环境提供天然屏障；
大气稳定利于高空飞行
（三）高空大气
特点：1.气压很低，密度很小。
2.80—500KM处含有若干电离层,能反射无线电短波。
原因：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，能反射无线电波，对无线电通讯有重要作用。
三、逆温
1.含义：在一定条件下，对流层中会出现气温随高度增加而上升的现象，称为逆温现象。
2.特征：（1）天气稳定（上热下冷，没有空气的对流运动）
（2）不利于污染物的扩散。
3.最易发生逆温的时间：冬季日出前后
最易发生逆温的地形：盆地、河谷
4.影响:（1）出现多雾天气。
早晨多雾的天气大多与逆温有密切关系，它使能见度降低，给人们
的出行带来不便，甚至出现交通事故。
（2）加剧大气污染。
由于逆温现象的存在，空气垂直对流受阻，会造成近地面污染物不能及时扩散，从而危害人体健康。
（3）对航空造成影响。
逆温多出现在低空，多雾天气给飞机起降带来不便。
如果出现在高空，对飞机的飞行极为有利。
随堂练习：
1.读大气垂直分布图，回答下列问题：
（1）A层主要的直接热源是____________,该层气温随高度
增加而_________。
(2)B层_______部冷，________部热，空气以________运动
为主。
（3）A、B、C三层中。
与人类关系最为密切的是_______层，
现代飞机多在____层飞行，因为该层___________、
_____________、___________;_______层是人类生存环境的
天然屏障。
（4）______层的电离层对无线电通讯有重要作用。
(5)某地近地面气温是28℃，这里的对流层高度为17千米，那么，这里对流层顶的气温是( )
A．—102℃ B．—74℃ C．—130℃ D．—158℃
读某工业区不同时段气温垂直分布图，完成2～3题。
2.该地当日大气污染加剧的主要原因是 ( )
A. 地面辐射减弱
B. 大气逆辐射减弱
C. 空气水平运动减弱
D. 空气对流运动减弱
3.下列时段空气质量最好的是 ( )
A. 19∶00～22∶00
B. 04∶00～07∶00
C. 07∶00～10∶00
D. 13∶00～16∶00
4.归纳各大气层的基本情况
地理小百科：大气对太阳辐射的削弱作用
太阳辐射要到达地面要穿过厚厚的大气，大气对太阳辐射有吸收，反射和散射作用，从而削弱了
到达地面的太阳辐射。
1.吸收作用：大气对太阳辐射的吸收是有选择性的。
主要是臭氧吸收紫外线，二氧化碳和
水汽吸收红外线。
2.反射作用：大气对太阳辐射的反射是无选择性的。
反射主体：云和较大的颗粒尘埃。
其
中云的反射作用最为明显。
云层越厚，云量越多，反射作用越明显。
所以，在夏季，多云的白天，气温不会太高，就是因为云的反射作用减少了到达地面的太阳辐射。
问：爱好晨炼的同学都会有这样的体会：清晨在日出前天空就已经放亮；另外，在教室里
即使照不到阳光的地方也能比较光亮，在树阴下，在房间里，凡是阳光不能直接照射的地方仍
是明亮的？
3.散射作用：主要是因为散射的作用。
太阳辐射在大气中遇到空气分子或微小尘埃是，太阳
辐射中的一部分会以这些质点为中心向四面八方散射开来，从而使一部分太阳辐射不能到达地面。
散射作用有一定的选择性，可见光中波长最短的紫色和蓝色光最容易被散射，因此晴朗的天空呈
现蔚蓝色。
而刚才的这个问题：黎明和黄昏，虽然太阳在地平线以下，但它的光芒已被空气中的
微粒散射到天空，因此，天空是明亮的。
三种削弱作用都能削弱到达地面的太阳辐射，其中最显著的是反射作用。
大气的组成和垂直分层课件
太阳 太阳辐射 地面 地面辐射 大气 大气辐射 宇宙空间
大气逆辐射
保温作用
地面辐射
1.大气最主要、直接的热源是地面
2.大气对太阳辐射的削弱作用主要表现为吸收、反射 （云）、散射。
3.大气对地面的保温作用是通过大气逆辐射实现的
达标练习： 1。读右图，回答：
(1)ABC分别表示大气垂直分层 的( 对流 )层、( 平流 )层和 ( 高层大气 )层。 (2)气温随高度增加而递减的 是(对流 )层，气温随高度增 加而上升的是( 平流 )层。
一、大气的组成 和垂直分层
1、大气的组成和作用
干 N2 生物体的基本成分 洁 O2 维持生命活动必需的物质 空 CO2 植物光合作用的原料；对地面保温
气
O3
吸收紫外线，使地球上的生物免 遭过量紫外线的伤害
水 汽 成云致雨的必要条件
固体杂质 成云致雨的必要条件
干洁空气组成图
（体积分数）
氧
氮
20.94%
50千 米以 上
升—臭 平流 12-50 氧吸收 运动 千米 紫外线 为主
对 12千米降—地 对流
流 以下 面是热 运动
层
源 为主
天气 与人类 状况 的关系
天气 晴朗
天气 复杂 多变
电离层 反射无 线电波
臭氧保 护生物, 利于高 空飞行
最为 密切
二、 大气的 受热过程
地球上能量源泉——太阳辐射
1、大气对太阳辐射的吸收作用
应用实例
• （1）多云的夜晚，气温较高。（大气逆辐射强） • （2）在晚秋或寒冬，霜冻多出现在晴朗的夜晚。
（大气逆辐射弱） • （3）人造烟幕能起到防御霜冻的作用。（增强
大气逆辐射） • （4）月球的昼夜温差很大。（因为没大气层，
高中地理大气的组成和垂直分层
高中地理大气的组成和垂直分层地球的大气是由气体、固体和液体组成的。
大气主要由氮气、氧气、水蒸气、二氧化碳和少量的氢气、氩气、氖气、氦气、甲烷等组成。
其中，氮气是最主要的成分，占据大气的约78%，氧气占21%，其他气体只占据很小的比例。
大气的垂直分层是根据大气的温度变化来划分的。
从地球表面往上分为对流层、平流层、跳跃层和外层空间。
每一层的特点和功能各不相同。
对流层是地球最接近表面的一层大气，它的厚度约为10-15公里。
这一层大气的温度随着海拔的上升而逐渐下降。
对流层中的气体在地球表面受到太阳辐射的加热后，会产生对流运动，形成云、风、雨等天气现象。
对流层中的氧气和水蒸气对生物和人类的生存至关重要。
平流层位于对流层之上，厚度约为15-50公里。
平流层中的温度随着海拔的上升而逐渐上升。
平流层中的气流呈现水平流动，没有明显的垂直对流。
平流层的上层是平流层顶，下层是平流层底。
平流层中的氧气和臭氧层对地球的保护起着重要作用，能够吸收大部分太阳紫外线，减少对地球生物的伤害。
跳跃层位于平流层之上，厚度约为50-80公里。
跳跃层中的温度随着海拔的上升而逐渐下降。
在这一层中，气体分子的平均自由程大于垂直尺度，不同层之间的气体不会发生混合，形成了稳定的层状结构。
跳跃层中的气体密度很低，几乎没有空气流动。
这一层对地球的气候和天气没有直接影响。
外层空间是大气的最外层，位于跳跃层之上。
外层空间中的气体密度非常低，接近于真空。
这一层中几乎没有气体分子，只有极少量的气体原子和离子。
外层空间中的气体与地球的大气没有直接接触，是太阳风和星际空间的一部分。
大气的组成和垂直分层对地球的生物和环境都起着重要的作用。
不同层中的气体组成和温度变化直接影响着地球的气候和天气现象。
人类通过研究和了解大气的组成和垂直分层，可以更好地预测天气变化，保护环境，维护生态平衡。
大气的成分及垂直分层知识点
大气的成分及垂直分层知识点大气，作为地球的外部环境，是维持地球生命的重要组成部分。
了解大气的成分和垂直分层对于我们理解气候变化、气象现象以及环境保护等方面都具有重要的意义。
本文将介绍大气的成分以及其垂直分层的知识点。
一、大气的成分大气主要由氮气、氧气和稀有气体组成，其中氮气占大气总体积的78%，氧气占21%，其余的1%是稀有气体和水蒸气等。
1. 氮气（N2）：氮气是大气中含量最丰富的成分，具有稳定性和不参与化学反应的特点。
它是构成蛋白质和DNA等生命物质的重要元素。
2. 氧气（O2）：氧气是维持动植物生命所必需的气体，是呼吸作用和燃烧反应的重要参与者。
3. 稀有气体：大气中的稀有气体包括氩（Ar）、氦（He）、氖（Ne）、氪（Kr）、氙（Xe）和气态氡（Rn）等。
它们主要以原子的形式存在，并且具有稳定性。
4. 水蒸气（H2O）：水蒸气是大气中存在量较大的成分之一，它在地球的水循环中起着至关重要的作用。
水蒸气的含量受温度和湿度等因素的影响，是引起天气变化的重要因素之一。
5. 氧化氮（NOx）：氧化氮是大气中的一类重要污染物，主要由工业排放和机动车尾气等产生。
氧化氮与其他气体和颗粒物发生复杂的化学反应，形成臭氧和颗粒物等有害物质。
二、大气的垂直分层大气的垂直分层按照温度和压强的变化可以分为以下几个层次：对流层、平流层、中间层和热层。
1. 对流层：对流层是离地球表面最近的一层，它的厚度约为10-15千米。
在对流层中，温度随着高度的上升而递减，平均每升高1千米温度下降约6.5℃，这被称为标准大气递减率。
对流层是大部分天气现象发生的区域，包括云的形成、降雨和风等。
温度递减的原因是地表受到太阳辐射加热后，通过对流将热量传递至对流层顶部。
2. 平流层：平流层位于对流层之上，其特点是气流较为平稳，高度范围在10-50千米之间。
在平流层中，温度基本保持恒定或适度增加，顶部呈逆温区，即温度逐渐升高。
平流层的风向和速度决定了大气中飞行器的运动轨迹。
大气的组成和垂直分层
《蒙特利尔议定书》
１９８７年，由４６个国家签署此议定书。 1995年，有150多个国家的代表参加的维 也纳保护臭氧层国际会议规定，将发达国 家停止使用氟氯烃的期限提前到2000年， 发展中国家则在2016年停止使用，2040年 淘汰。
使水维持液态
从太空看地球和月球
地球
月坑
小 行 星
太空中飘浮的小行星
“爱神”小行 星
坑深５km
陨石坠入地球大气层
碰撞的瞬间
美国亚利桑那陨石坑
加拿大曼尼古根的陨石坑
大气对太阳辐射的作用
吸收
反射
散射
削 弱 作 用
能够到达地面的太阳辐射只剩下47%
大气的保温作用
太阳辐射
19% 34%
47%
作业
练习册 专题八
四、解读臭氧
•臭氧是一种具有刺激性气味，略带淡蓝 色的气体。 •在平流层中含有臭氧的比例约为90％。
•臭氧是地球表面生物免遭紫外线伤害的
保护者，可吸收约99％的紫外线。
1、臭氧洞的分布范围
南极、北极、我国青藏高原上空。
２０００年，南极上空的臭氧洞面积
创纪录达２８００万平方公里，相当 于４个澳大利亚。
大气逆 辐射
地面辐射
影响太阳辐射的主要因素 ①太阳高度角（纬度）
②大气层的厚度（海拔）和透明度（气候）
127℃
-183℃
28℃
24℃
没有大气的月球
有大气的地球
火星上的河床
火星上的溪谷
教学小结： Nhomakorabea1 ．这节课要知道组成大气的主要成分及其作 用；大气圈对地球生命的保护，以及太阳辐射 的影响因素； 2 ．理解大气的垂直分层结构，各层的主要特 征及其与人类的关系。 3.学会用气温的垂直分布图，说明大气垂直分 层结构，气温垂直变化，以及对流层、平流层 的主要特点； 4.能运用本节课相关知识解释一些地理现象。
大气的组成和垂直分层
太 阳 辐 射
大气吸收
①
9/13/2013
大 气 逆 辐 射
大气吸收
③
地 面 辐 射
②
地面
大气的保温作用示意图
9/13/2013
对流层厚度受纬度、季节的不同而不同
对流层的厚度 赤道地区 中纬度地区 两极地区 16—18千米 10—12千米 7—8千米
上海冬季 上海夏季
对流层的厚度 11千米 16千米
9/13/2013
地球
月球
两个距离如此近的天体，为何有这么大的区别？
9/13/2013
月球上白天温度高达127℃，而地球上大多数地区即使在最热 季温度也只达到40 ℃左右，为什么？
大气反射
太阳短波辐射
大气上界 大气吸收（19%）
（34%）
水汽、尘埃、 空气分子
大气散射
ห้องสมุดไป่ตู้
水汽、尘埃、 空气分子
到达地面的太阳辐射（47%）
9/13/2013
大气的组成和垂直分层
专题8
一、大气的组成 干洁空气 （氮气、氧气、二氧化碳） 水汽 （随时间、地点变化） 微小尘埃 （粉尘、烟雾、晶体盐、其他化学物质） 大气圈（大气层）：大气形成的连续圈层。
2000km （极稀薄）
50km 15km 地表
9/13/2013
99.9%
90%
受地球引力影响， 大气密度随高度 增加而减小。
大气的削弱作用
3、“保温被”
大气的保温作用
※大气逆辐射
除以上三方面外，适度的大气压 也是地球生命生存的基本条件。
9/13/2013
99%
氮——蛋白质的主要组成成分，有机体生长的必要 氧——生物体呼吸不可缺少的气体，地表重要的氧化剂 二氧化碳——植物光合作用
大气的组成和垂直分层ppt课件
C.赤道上空 D.青藏高原上空
A 2.臭氧层能够大量吸收( )
A.太阳辐射中的紫外线 B.太阳辐射中的红外线 C.地面辐射 D.大气辐射
对点训练
地球大气又称“氮氧大气”。结合地球大气圈25千米以下干洁 空气的主要成分表,回答3～4题。
气体成分 氮气(N2) 氧气(O2) 氩气(Ar) 二氧化碳(CO2)
第二章 地球上的大气
第一节 大气的组成和垂直分层
课标要求
运用图表等资料,说明大气的组成和垂直分层,及其与生产和 生活的联系
学习目标
1.了解低层大气的组成及其作用。 2.运用示意图,分析大气垂直分层的特点及与人类的关系。 3.充分利用各种大气成分与大气层,发挥对人类生产与生活的积极 影响。 4.绘制大气垂直分层图,参与减缓全球变暖和臭氧层破坏的生活实 践。
水汽
成云致雨的必要条件、对地面保温
固体杂质
成云致雨的必要条件
情境探究二：大气的垂直分层
情境探究二：大气的垂直分层
超音速自由落体跳伞 奥地利“坠落人”菲利克斯·鲍姆加特纳,从距地面高度约39千米的高空携带降 落伞自由落体跳下,成为世界上首位成功完成超音速自由落体的跳伞运动员。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。
①植树造林 ②大量燃烧化石燃料 ③新能源公交车的逐渐普及 ④森林、草原开垦成农田 A.①③B.②④C.①②D.③④
总结——大气的组成
大气组成
主要作用
N2 主要成分
生物体的基本成分
O2
维持生物活动的必要物质
干洁空气
CO2
植物光合作用的原料、对地面保温
微量成分
2.1大气的组成和垂直分层知识总结人教版(2019)必修一
第二章地球上的大气第一节大气的组成和垂直分层一、大气的组成2.臭氧大气中臭氧的含量很少，但对地球上的生命活动和自然环境有着重要作用。
臭氧能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。
3.人类活动影响大气成分人类活动排放的污染物影响大气的成分和含量，产生大气污染，对生态系统和人类造成不利影响。
二、大气的垂直分层根据大气在垂直方向上的温度、运动状况和密度等方面的差异，大气自下而上可以划分为对流层、平流层和高层大气。
好，适合航空飞行汽、杂质少高层大气平流层顶到2000—3000千米气压低，空气密度很小；在80-500千米存在若干电离层，能反射无线电波，对无线电通信有重要作用电离层大气在太阳紫外线和宇宙射线的作用下，处于高度电离状态从平流层顶向上约40千米，温度随高度升高而递减；之后随高度的升高而递增从平流层顶向上约40千米范围内对流运动明显；再往上大气以水平运动为主三、拓展——逆温现象(1)定义：气温随高度增加而上升的现象，或者随高度的增加气温的垂直递减率小于 6 ℃/km。
(2)影响：①阻碍空气对流，抑制沙尘暴。
②逆温时大气结构稳定，加重大气污染。
第二节大气受热过程和大气运动一、大气的受热过程：1.大气的热源（1）太阳辐射是地球大气最重要的能量来源。
（2）地面长波辐射是近地面大气主要的、直接的热源。
2.大气对太阳辐射的削弱作用表现形式参与作用的大气成分常见的自然现象选择性吸收水汽、二氧化碳（对流层）；臭氧（平流层）；氧原子（高层大气）平流层中的臭氧能吸收紫外线，队地球生物具有保护作用散射空气分子、尘埃等晴朗的天空呈蔚蓝色（在太阳辐射的可见光中，蓝、紫光波长短，容易被空气分子散射）反射云层和较大颗粒的尘埃夏季多云的白天，气温不太高3.大气的受热过程大气的受热过程实质上就是一个热量的传输过程，该传输过程可以划分成三个环节，如下图所示：①太阳暖大地：大部分太阳辐射透过大气射到地面，使地面增温。
大气的成分与垂直分层知识点
大气的组成和垂直分层一.大气的组成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。
低层大气的主要组成成分及作用。
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。
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。
第一节大气的组成和垂直分层
2、对流形成的条件
（1）垂直方向上：温度下高上低 （2）水平方向上：地区间冷热不均
地面越热的时间和地点，对流越旺盛
由对流形成的条件可知
如：
下沉逆温 气流下沉
冬半年较多
中高纬度大陆冷高 压中心最常见
3、伴随的天Βιβλιοθήκη 现象多雾4、带来的问题
大气污染事件
备注：
1、雾和雨的异同 相同点：都是水汽凝结物，都需要空气达到过饱和 不同点：雾是低空水汽凝结物，雨是高空水汽凝结物；雾滴小，雨滴大
2、为什么逆温容易起雾？ 逆温不利于空气对流，地面蒸发上升的水汽很难通过空气的上升运动 向高空输送，滞留低空，促使低空空气达到过饱和，进而凝结起雾。
课后拓展延伸
逆温
1、概念：对流层中有时会出现下低上高的温度结构，称逆温。 2、成因类型
类型
成因
出现时间
出现地点
辐射逆温 地面强烈辐射冷却 深秋到第二年早春无风或 中高纬度的大陆上， 微风的晴朗的夜晚到清晨 盆地谷地中更强
平流逆温
暖空气流经冷 的地面或洋面
全年
寒流流经区最常见
锋面逆温 冷暖空气交汇
冬半年较多，春秋最多 中纬度地区
中间层 热层 外层
随堂插入问题
1、为什么下高上低的温度结构利于空气的对流
地球大气的密度主要受两个因素影响，一是地球的引力，二是大气的温度。 在引力作用下，地球大气的密度自下而上迅速递减。 假设在大气温度上下一致的理想状况下，下层大气密度是10个单位，上层是3 个单位，高低空空气密度差太大，低空空气不容易上升，高空也不容易下沉，不易 形成对流。 实际上，在某些高度上，大气温度下高上低。下部温度高，实际上的大气密度 比理想状况下就要小一些，假设是7个单位；上不温度低，实际上的大气密度比理 想状况下又要大一些，假设是6个单位。这样就大大缩小了高低空空气密度的差值， 为对流创造条件
大气的组成和垂直分层
一、大气的组成
干洁空气 O2 —维持生命活动所必需的物质
作大
N —组成生物体的基本成分
用气 的 组 成 及 其
水汽
2
CO —植物光和作用的原料，对地 2 面具有保温作用
O3 —吸收太阳紫外线，使生物免 受伤害
成云致雨的必要条件
固体杂质—充当凝结核
精选课件
1
二、大气的垂直分层
（一）划分依据
大气在垂直方向上的____温___度、____密__度 和__运__动___状__况_等物理性质的差异。
（二）大气的垂直分布
精选课件
2
高层大气
精选课件
平流层 对流层
3
层大 气 的 垂 直 分
①气温随高度增加而递_减__
_(0__.6__°__C__∕_1_0__0_m)
平均为10-12
对 流 层
例、如果近地面温度为20°C，对流层中距 地面3000米高度处的温度高于 时，空气 垂直运动受阻。
A. － 5 °C
B－ 2°C
（主因其热量绝大部分直接来 自地面）
②空气的_对___流__运动显著
KM,高纬度： _低___（__8_-_9__k_m), 低纬__高___(_1_7 _-_1_8__k_m__)___
③__天__气___现象复杂多变
①气温随高度增加而递_增___
平 （主因O3大量吸收太阳紫外线）
自对流层顶
流 ②气流以___平__流___运动为主 至50-55KM
层 ③天气晴朗，大气平稳，利
于高空飞行
空气稀薄，大气处于电离状态 自平流层
高层大气
，形成电离层，电离层反射无 精选课件
顶以上4