2020-2021学年高一新教材地理湘教版必修第一册学案：第3章第1节　大气的组成与垂直分层

2020-2021学年高一新教材地理湘教版必修第一册学案：第3章第1节　大气的组成与垂直分层

www.ks5u.com 第三章　地球上的大气 第一节　大气的组成与垂直分层 ‎【热点链接】　天宫二号运行在近地点约‎190千米、远地点约‎370千米的椭圆轨道，在轨状态正常、运行平稳。‎2019年7月19日，天宫二号空间实验室受控离轨并再入大气层，少量残骸落入南太平洋预定安全海域。天宫二号受控再入大气层，标志着中国载人航天工程空间实验室阶段全部任务圆满完成。航天领域的大气层上界与地理上的大气层上界有何关系？‎ 提示　航天领域的大气上界高度低于地理上的大气层上界高度。国际航空联合会给出的太空和内层大气空间的高度约为‎100千米，这也就是著名的卡门线。‎ 课程标准 学业质量标准 核心素养定位 运用图表等资料，说明大气的组成和垂直分层，及其与生产生活的联系。‎ 水平1：根据图表资料，说出大气的组成和垂直分层。‎ 水平2：根据地理资料，说明大气成分的作用，大气垂直分层的划分依据及高度。‎ 水平3：根据地理资料，分析人类活动对大气成分的影响，大气垂直分层的特点及与人类活动的关系。‎ 水平4：通过图表资料，探讨大气成分的时空分布，对流层高度的时空分布。‎ 人地协调观：通过探讨大气的组成和垂直分层与人类活动的关系，树立保护环境的观念。‎ 综合思维：大气垂直分层的特点，地理环境对大气成分和对流层高度的影响。‎ 区域认知：大气成分的地区差异，对流层高度的地区差异。‎ 地理实践力：观察天气现象，体验大气组成对天气变化的影响。‎ 一　大气的组成 ‎1．大气的含义：包围地球的空气称为大气。‎ ‎2．组成：大气是多种气体的混合物。低层大气主要由干洁空气、水汽和杂质三部分组成。‎ ‎(1)干洁空气 主要成分 作用 氮 地球上生物体的基本成分 氧 是人类和其他好氧生物维持生命活动必需的物质，并参与有机物的燃烧、腐败和分解过程 二氧化碳 是绿色植物进行光合作用的基本原料，对地面起着保温作用 臭氧 能强烈吸收太阳紫外线，保护地球上的生物免受过量紫外线的伤害；而穿透大气到达地面的少量紫外线，又具有杀菌的作用 ‎(2)水汽和杂质 成分 分布 影响 水汽 水平方向 海洋上空高于陆地上空，湿润地区上空高于干旱地区上空 在大气温度变化的范围内，水汽可发生固、液、气三态的转化，产生云、雾、雨、雪等一系列天气现象 垂直方向 一般自地面向高空逐渐减少 杂质 在近地面大气中，陆上多于海上，城市多于乡村，冬季多于夏季 会使大气能见度变差；作为凝结核，是成云致雨的必要条件 ‎1．判断正误。‎ ‎(1)大气中的二氧化碳被称为“地球生命的保护伞”。(×)‎ ‎(2)低层大气的组成包括干洁空气、水汽和杂质。(√)‎ ‎2．关于大气组成成分及其作用的叙述，正确的是(　　)‎ ‎①二氧化碳对地面有保温作用　②干洁空气的主要成分是氧和氢　③水汽和杂质含量很少，对天气变化不产生影响　④臭氧能大量吸收太阳紫外线 A．①② B．①③‎ C．①④ D．②④‎ 答案　C 解析　二氧化碳能强烈吸收地面长波辐射，对地面有保温作用；干洁空气的主要成分是氮和氧；水汽和杂质含量虽然很少，却对天气变化影响很大；臭氧能大量吸收太阳紫外线。‎ ‎3．简述大气污染的防治措施。‎ 提示　关键措施：减少污染物的排放量，控制污染物排放，如改进能源消费结构、集中供暖供热、改进燃烧技术、技术手段消除废气中的部分污染物；重要措施：植树造林，科学规划城市绿地面积。‎ 二　大气的垂直分层 ‎1．划分依据：根据大气的温度、密度和运动状况在垂直方向上的差异。‎ ‎2．大气垂直分层 垂直分层 特点 成因 与人类关系 对流层 气温随高度的增加而递减 地面是对流层大气主要的直接热源 与人类的关 系最为密切 高度随纬度、季节而变化 受地面的影响很大 天气现象复杂多变 随着空气的对流运动，近地面的水汽和杂质向上空输送，在上升过程中随着气温的降低，容易成云致雨 平流层 气温随高度的增加而上升 该层大气主要靠臭氧吸收太阳紫外线增温 有利于高空飞行 大气以水平运动为主 平流层上部热下部冷，大气稳定，不易形成对流 天气现象少见 水汽、杂质含量稀少 高层大气 气温随高度增加先降低后升高 有若干 电离层 气压很低，密度很小 ‎1．判断正误。‎ ‎(1)水汽主要集中在高层大气中。(×)‎ ‎(2)平流层气温随高度上升而降低。(×)‎ ‎2．下列叙述正确的是(　　)‎ ‎①对流层气温随高度升高而降低　②平流层有电离层，对有线电通信有重要作用 ‎③水汽和杂质主要位于对流层，臭氧层位于平流层　④高层大气以平流运动为主，利于高空飞行 A．①② B．②③‎ C．②④ D．①③‎ 答案　D 解析　对流层气温随高度升高而降低；高层大气有电离层，对无线电通信有重要作用；水汽和杂质主要位于对流层，臭氧层位于平流层；平流层大气以平流运动为主，利于高空飞行。‎ ‎3．为什么说对流层与人类的关系最为密切？‎ 提示　人类生活在对流层底部，雨、雪、冰雹、雾、霜、露等对流层内的天气现象都对人类的生产、生活有很大影响；对流层空气的清洁度也直接影响人的健康。‎ 主题探究　大气的组成 美国有线电视新闻网‎2018年12月6日消息，最新研究显示，北极圈内的格陵兰岛冰川正在以数千年来“前所未有”的速度融化。‎ ‎《2018年臭氧层耗损科学评估》指出，自2000年以来，南极地区臭氧的恢复率达到了1%～3%。‎ 据此探究下列问题：‎ ‎(1)全球变暖主要与哪种大气成分增多有关？‎ ‎(2)臭氧有哪些作用？‎ ‎(3)针对上述大气环境问题，可采取哪些有效措施？‎ ‎[成果展示]　(1)二氧化碳。‎ ‎(2)臭氧能够吸收太阳光中的紫外线，保护地球生命。‎ ‎(3)减少化石能源的使用，发展清洁能源，减少二氧化碳排放；保护森林；研究新型制冷设备，控制氟氯烃的排放等，保护臭氧层。‎ ‎1．大气组成及其作用 大气组成 主要作用 干洁空气 主要 成分 N2‎ 生物体的基本成分 O2‎ 维持生命活动必需的物质 微量 成分 CO2‎ 植物光合作用的原料，对地面具有保温作用 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，对地面具有保温作用 固体杂质 成云致雨的必要条件 ‎2．人类活动对大气的影响 人类活动造成大气污染，导致大气成分和含量的变化。‎ 读干洁空气的主要成分(‎25千米以下)表，完成(1)～(3)题。‎ 气体成分 体积分数(%)‎ 质量分数(%)‎ 氮(N2)‎ ‎78.08‎ ‎75.52‎ 氧(O2)‎ ‎20.94‎ ‎23.15‎ 氩(Ar)‎ ‎0.93‎ ‎1．28‎ 二氧化碳(CO2)‎ ‎0.03(变动)‎ ‎0.05‎ ‎(1)干洁空气中体积比例最大的是(　　)‎ A．氮(N2) B．氧(O2)‎ C．氩(Ar) D．二氧化碳(CO2)‎ ‎(2)对地面起到保温作用的是(　　)‎ A．氮(N2) B．氧(O2)‎ C．氩(Ar) D．二氧化碳(CO2)‎ ‎(3)低层大气中除干洁空气外，主要成分还有(　　)‎ A．臭氧(O3) B．氨气(NH3)‎ C．甲烷(CH4) D．水汽和杂质 ‎[科学思维]　大气成分及其作用的分析思路 类题透析 大气成分 低层大气由干洁空气、水汽和杂质组成；干洁空气中，体积比例最大的是氮(N2)。‎ 作用 二氧化碳(CO2)对地面具有保温作用。‎ ‎[答案]　(1)A　(2)D　(3)D 主题探究　大气的垂直分层 随着海拔的变化，大气的组成和性质发生了很大的变化。下图为大气的垂直分层示意图。‎ 据此探究下列问题：‎ ‎(1)随着海拔的上升，大气的气温和气压发生了什么变化？‎ ‎(2)该图反映了大气垂直分层的划分依据是什么？‎ ‎[成果展示]　(1)气温：随着海拔的升高，气温先降低，后升高，再降低，再升高。气压：随着海拔的升高，气压降低。‎ ‎(2)气温。‎ 大气的垂直分层及其特点 垂直分层 高度 主要特点 特点成因 对流层 低纬17～18千米，中纬10～‎ ‎12千米，高纬8～‎‎9千米 气温随高度的增加而递减(每升高‎100米，温度大约降低‎0.6 ℃‎)‎ 地面是对流层大气主要的直接热源，离地面越近，受热越多 空气对流运动显著 该层上部冷、下部热，有利于空气对流运动 天气现象复杂多变 几乎全部水汽、固体杂质集中在该层，对流运动易成云致雨 平流层 对流层顶到50～55千米 下层气温随高度变化小；‎30千米以上随高度增加而迅速上升 该层中的臭氧大量吸收太阳紫外线 气流以平流运动为主 该层大气上热下冷，大气稳定 有利于高空飞行 水汽、杂质极少，云雨绝迹，能见度好 高层大气 平流层以上的大气 气压很低，密度很小 离地面远，引力小 ‎60～500千米高空有若干电离层，能反射无线电波 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 读大气温度随高度变化示意图，完成(1)～(2)题。‎ ‎(1)从大气垂直分层看，图示大气层是(　　)‎ A．低纬对流层 B．中纬平流层 C．高纬对流层 D．低纬平流层 ‎(2)该层大气(　　)‎ A．随高度增加，温度增幅变小 B．能大量吸收红外线辐射 C．以平流运动为主，利于高空飞行 D．强烈的太阳辐射使大气呈电离状态 ‎[科学思维]　大气垂直分层的分析思路 类题透析 思路点拨 判断 根据高度、气温变化等判断。‎ 图示分层的最低高度为‎12千米，位于中纬地区；气温随高度的升高而升高，为平流层。‎ 特点 对流层高度具有纬度差异。‎ 随高度升高，温度变幅增大；含有臭氧，能吸收紫外线；以平流运动为主，有利于高空飞行；电离状态存在于高层大气。‎ ‎[答案]　(1)B　(2)C 教材活动巧点拨 ‎[教材第66页探究]‎ 思路点拨　1．同意。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，而臭氧可以吸收绝大部分对人有害的太阳紫外线，保护地球上的生命免遭紫外线伤害，所以说臭氧是“地球生命的保护伞”。‎ ‎2．酸雨：燃烧煤、石油、天然气，排放二氧化硫和氮氧化合物等酸性气体；‎ 光化学烟雾：排入大气的氮氧化合物和碳氢化合物等，受太阳紫外线作用，产生刺激性的浅蓝色烟雾；‎ 温室效应：燃烧化石燃料排放出的二氧化碳等温室气体，增加了大气吸收地面辐射的能力；‎ 可吸入颗粒物：燃煤烟尘、建筑工地扬尘、汽车尾气排放量大且缺乏标准或不达标，使空气中可吸入颗粒物增多。‎ ‎[教材第68页活动]‎ 思路点拨　区别：大气中因悬浮的水汽凝结，水平能见度低于‎1千米时，气象学上称之为雾。霾是悬浮在大气中的大量微小尘粒、烟粒或盐粒的集合体，使空气浑浊，水平能见度降低到‎10千米以下的一种天气现象。组成霾的粒子极小，不能用肉眼分辨，可在一天中的任何时候出现。霾天气是一种大气污染状态。‎ 霾天气产生的影响：使呼吸系统疾病发病率上升，危害人体健康；能见度下降，易发生交通事故，影响出行；加重大气污染，扩大污染范围；人居环境恶化，阻碍经济发展。‎ ‎[教材第71～72页活动]‎ 思路点拨　1．(1)贵阳地处云贵高原，海拔较高，夏季气温低。‎ ‎(2)据图可知，林芝位于雅鲁藏布江谷地中，地势较低，热量条件较好，花期早。‎ ‎2．(1)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，使空气质量下降。‎ ‎(2)与逆温现象有关的公害事件：比利时马斯河谷烟雾事件、美国多诺拉镇烟雾事件、伦敦烟雾事件、日本四日市气喘病事件。‎ 核心素养速提升 素养提升1　区域认知 读大气垂直分层示意图，完成1～3题。‎ ‎1．人类排放的氟氯烃，对人类生存环境破坏最大的是(　　)‎ A．A层 B．B层 C．C层 D．C层以上大气层 答案　B 解析　读图可知，B层为平流层，平流层中有臭氧层存在，人类排放氟氯烃破坏臭氧层。‎ ‎2．冬季，下列城市上空对流层高度从高到低排列正确的是(　　)‎ ‎①广州　②上海　③北京　④哈尔滨 A．①②③④ B．①③②④‎ C．②③①④ D．②④①③‎ 答案　A 解析　对流层厚度由低纬向高纬递减。‎ ‎3．日常生活中，经常遇到的气温变化和云、雾、雨、雪天气发生在(　　)‎ A．A层 B．B层 C．C层 D．C层以上 答案　A 解析　云、雾、雨、雪等天气现象主要发生在对流层。‎ 素养提升2　综合思维和人地协调观 大气是多种气体的混合物，各成分保持相对的稳定。不同的大气成分，作用不同。完成1～3题。‎ ‎1．大气成分中，既能参与光合作用，又具有保温作用的是(　　)‎ A．氮 B．氧 C．二氧化碳 D．臭氧 答案　C 解析　参与光合作用的大气成分主要是氧和二氧化碳，二氧化碳具有保温作用。‎ ‎2．近地面大气中，时空差异最显著的大气成分是(　　)‎ A．氮和氧 B．水汽和杂质 C．水汽和氧 D．二氧化碳和氮 答案　B 解析　受地表性质和天气状况的影响，水汽和杂质的时空差异最显著。‎ ‎3．当今，导致大气成分比例发生不合理变化的人为因素有(　　)‎ ‎①燃烧煤、石油等矿物燃料　②大量使用制冷设备　③大量植树造林　④兴修水库 A．①② B．②③ ‎ C．②④ D．③④‎ 答案　A 解析　燃烧煤、石油等矿物燃料产生大量二氧化碳，大量制冷设备的使用释放大量的氟氯烃，会破坏臭氧；植树造林和兴修水库使大气成分向良性方向变化。‎ 素养提升3　地理实践力 ‎1．查阅相关资料，研究主要大气成分变化的特点及原因。‎ ‎2．查阅相关资料，研究极光、流星、天气现象、高空飞行、无线电波与大气垂直分层及人类活动的关系。‎ ‎3．从日常生活的角度提出改善大气环境的措施。‎