专题8大气的组成和垂直分层

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专题8大气的组成和垂直分层梳理(陈欣韵)

专题8 大气的组成和垂直分层【知识梳理】：1．大气的组成和作用注意：①天气与气候的区别②大气组成物质的作用。

③二氧化碳与水汽吸收长波辐射，对地面有一定的保温作用。

水汽与尘埃是成云致雨的必要条件中间层1、气温随高度增加而递减，2、对流运动显著（高空对流层）几乎没有臭氧电离层电离状态气体（又叫热层）气温随高度增加而增加（氧原子吸收太阳紫外线）氧原子吸收太阳紫外线电离层能反射无线电波，有人造卫星和极光散逸层稀薄的大气一些高速运动的气体分子散逸到宇宙空间受地球引力最小有极光和宇宙火箭穿越注意：①不同纬度、不同季节对流层厚度不同：受热多，对流旺盛，对流层高度越多。

纬度越高，对流层厚度越小。

夏季对流层厚度比冬季大。

②对流层对流运动显著的原因：气温下高上低，大气不稳定。

③对流层天气变化显著的原因：水汽杂质含量多，易成云致雨；大气对流运动显著④平流层成为最佳航空飞行层的原因：大气以水平运动为主；水汽尘埃少，大气能见度好。

3、大气圈对地球生命的保护1）防弹衣：可防止陨石或者流星体撞击2）遮阳伞：大气对到达地表的太阳辐射有削弱作用（几乎削弱一半）①反射：无选择性，太阳辐射穿过大气时，被大气中的云层和较大尘埃将其一部分反射到宇宙空间去，从而削弱到达地面的太阳辐射（多云的白天温度低些）②散射：大气中小颗粒的成分将太阳辐射散射向各个方向，有选择性（蓝天的形成）③吸收：臭氧吸收紫外线，水汽和二氧化碳吸收长波辐射。

3）保温被：大气中的水汽、尘埃和二氧化碳能吸收并释放长波辐射，使地表保持一定的温度。

（多云的夜晚温度高些、霜冻多发生于秋冬季节晴朗的夜晚）可补充：4．太阳辐射强度（1）影响因素：太阳高度角和大气的厚度和透明度（2）世界年太阳辐射量的分布总体上由低纬向高纬减少。

（3）世界年太阳辐射量最大区：北非撒哈拉沙漠地区：终年受副热带高气压和信风控制，降水少，大气的透明度好。

赤道地区年太阳辐射量不是最多的原因：虽然纬度较低，太阳高度角大，但是终年受赤道低气压控制，降水多，大气的厚度大，透明度差。

大气的垂直分层

专题8 大气的组成和垂直分层
一、大气的组成：
氮：是蛋白质的主要组成成分
干洁空气
氧：生命呼吸不可缺少的气体
99%
二氧化碳：光和作用、保温作用（吸收长波辐射）臭氧：吸收太阳紫外线
水汽尘埃
吸收长波辐射具有保温作用成云致雨
二、大气的垂直分层
散逸层
热层（电离层）
特征
1、气温随着高度升高而升高，原因：离子态的气体吸收太阳紫外线
2、反射无线电短波
3、极光都发生在这一层
中间层平流层
上冷下热高空对流
1、气温随着高度升高而升高，原因：臭氧吸收太阳紫外线而增温 2、天气晴朗，能见度高，加上大气运动平稳，有利于高空飞行 1、气温随着高度升高而降低,大约每升高1000m,气温降低6.5℃。原因：地面是对流层的主要热源 2、集中了大约3/4的大气质量和几乎全部的水汽和杂质 3、具有复杂多变的天气现象
大气对地面的保温作用
太阳辐射
射向宇宙空间
射向宇宙空间大气上界
地面吸收
大气吸收
大气辐射
射向地面
大气大气增吸收温
地面增温
地
面 “大地暖大气”
“太阳暖大地”
“大气还大地”
昼
夜
（1）白天多云时，由于云层对太阳辐射的削弱作用增强，到达地面的太阳辐射强度减弱，所以地面温度比晴天低。（2）夜间多云时，由于云层吸收地面长波辐射，并使大气逆辐射作用增强，补偿了地面辐射损失的热量，所以地面温度比晴天高。晴天与阴天比昼夜温差：晴天 &g地球生命的保护：
1、防弹衣 2、遮阳伞 3、保温被
大气对太阳辐射的削弱作用

8大气的组成和垂直分层

第三篇大气与天气、气候
专题8 大气的组成和垂直分层
地球内部圈层
地核
地幔
地壳
地球外部圈层
水
圈
大气的组成成分及其作用
大气组成 %
78 21
主要作用
蛋白质的主要组成成分、减弱氧化生物呼吸、氧化剂植物光合作用的原料、对地面保温吸收紫外线，保护生命
干洁空气
氮氧
臭氧
二氧化碳 0.003
月球表面，白天在太阳直射的地方温可达 127°C，夜晚降至— 183°C。
①
② ③
பைடு நூலகம்
实际问题
• 多云的白天比晴朗的白天气温＿＿，因为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ • 多云的夜晚比晴朗的夜晚气温＿＿，因为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ • 综上，多云的日子比晴朗的日子气温＿＿＿＿小 • 冬半年晴朗的夜间易出现霜冻
实际问题
• 月球表面的昼夜温差为什么比地球表面大？ • 同纬度的青藏高原、四川盆地、长江中下游平原，何处太阳辐射量最多？最少？为什么 • 用大气的受热过程解释温室效应
水
汽
尘埃
因时因地而异
成云致雨的必要条件、对地面保温成云致雨的必要条件
干洁空气组成图
散逸层
散逸层
电热离层层）
热层
(
中间层
平流层
对流层
反射无线电短波
中间层
平流层
对流层
距地面80—500千米高度范围的大气，因受太阳紫外线和宇宙射线的作用，大气中氧和氮分子被分解为离子，大气处于电离状态，所以叫电离层。电离层可以反射无线电短波,帮助人们进行无线电短波通信。

龚洁专题8大气的组成和垂直分层

高空探测仪器
高空探测仪器包括温度计、湿度计、气压计、风速计等，能够测量大气的各种气象要素。
3
高空探测数据
通过高空探测数据，可以了解大气的垂直分层结构和变化规律，以及大气的动态变化。
THANKS
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03
大气组成和垂直分层的意义
对人类生活的影响
气候变化
大气组成和垂直分层的变化会影响气候变化，进而影响人类生活。例如，温室气体浓度的增加会导致全球变暖，引发极端天气事件，影响农业、水资源和生态系统等。
健康风险
大气污染物的浓度和分布与大气的垂直分层密切相关。不合理的垂直分层可能会导致污染物在某些高度累积，增加空气污染程度，对人类健康造成威胁。
卫星观测
卫星遥感
利用卫星遥感技术，获取大气的温度、湿度、风速、风向等气象要素信息。
卫星观测仪器
卫星上搭载的观测仪器，如红外辐射仪、微波辐射仪等，能够测量大气的温度和湿度。
卫星观测数据
通过卫星观测数据，可以分析大气的空间分布和垂直分层结构，以及大气的动态变化。
高空探测
1 2
高空气象探测
通过气球、探空气球等手段，将探测仪器升入高空，测量大气的温度、湿度、风速、风向等气象要素。
对气候的影响
温度变化
大气的垂直分层对温度变化有重要影响。例如，对流层中气温随高度的增加而降低，而平流层中气温随高度的增加而升高。这些垂直温度变化对气候变化有重要影响。
降水机制
大气的垂直分层还影响降水机制。例如，对流层中的水汽凝结形成云和降水，而对流层顶附近的水汽凝结则可能导致平流层中的臭氧形成。这些降水机制的变化对气候变化有重要影响。
龚洁专题8：大气的组成和垂直分层
• 大气的组成 • 大气的垂直分层 • 大气组成和垂直分层的意义 • 大气组成和垂直分层的测量和观测

专题8 大气的组成和垂直分层

《京都议定书》
1992年的联合国环境和发展大会,各国领导人签订了《联合国气候变化框架公约》，承诺减少二氧化碳的排放量。
1997年，旨在落实《联合国气候变化框架公约》的《京都议定书》达成协议，签署的国家和地区有141个。但按照议定书的规定，需要占1990年全球温室气体排放量55％以上的至少55个国家批准，该议定书才能正式生效。这一责任自然主要落在发达国家身上。
）
地球大气向星际空间过渡的层次
三、大气的组成 1、干洁空气 ( 1 )氮气：78% 地球上生物体的基本成分
稳定剂；
( 2 .03% ）植物光合作用的重要原料
温室气体，能吸收长波辐射，对地面有保温作用
温室效应
1、温室效应：由于温室气体的增加，使大量热量滞留在地表
雷雨过后，人们感到空气清爽，在吮吸大自然清新空
气的同时，身心受到爽爽快快的“洗浴”。这是为什么？
( 4 )臭氧：大量吸收太阳紫外线辐射，保持地面生物免受伤害
臭氧洞：臭氧层厚度＜ 220个多布森（1大气压下厚度2.2毫米）
臭氧减少的危害
a）对人类健康的影响。
皮肤癌、白内障、免疫系统缺陷、发育停滞
2、温室气体：二氧化碳、一氧化二氮、甲烷、氟里昂、臭氧
3、原因：燃烧矿物能源、砍树、生活工业排放
按现今的趋势，50年后，哪种气体的威胁最大？
二氧化碳甲烷在大气中维持时间温室作用中的比例 20世纪80 年代的增长率主要来源
50—200 年
一氧化二氮氟利昂
CFC-11 为75年 CFF-12 为11年 20 4.5
（２）粗粒散射
晴朗的白天与多云的白天，天空的颜色？
４）透射（１）４７％（２）主要是可见光

专题8大气的组成和垂直分层

有利于飞机飞行
热层
气体以离子态存在
电离层
反射无线电波两级地区产生极光
对流层 A是_______________ 层
D
主要特点____________ 平流层 B是_______________ 层主要特点____________
(高空对流层) 层 C是中间层 _______________
计算：
假如我们在泰山脚下测得某时气温为15℃ ，我们知道泰山的高度为1500米，那么，此时泰山顶的气温大约是多少呢？
1、高度上升1500米，气温下降多少度？ 9℃ 2、山顶的气温为多少度？ 6℃
电离层（80千米-500千米）
练习: 1.选择题 1.关于对流层的高度,正确的是—( A ) A.夏季比冬季厚,低纬比高纬厚 B.夏季比冬季厚,低纬比高纬薄 C.夏季比冬季薄,低纬比高纬厚 D.夏季比冬季薄,低纬比高纬薄
总体上自赤道向两极减少。大致与纬度平行，成带状分布. 2、说出世界年太阳辐射量分布的最高值区，并分析原因。 C:撒哈拉沙漠。 1.纬度较低，太阳高度角较大。 2.气候干旱少雨，大气透明度大。
找出我国年太阳总辐射量分布的最高值区和最低值区我国年太阳总辐射量青藏高原分布海拔高、空气稀薄，特大气透明度好四川盆地点
“太阳暖大地” “大地暖大气”“大气还大地”、
遮阳伞 ——大气对太阳辐射的削弱作用
1、吸收作用
O3吸收紫外线 CO2、水汽吸收红外线
2、反射作用 3、散射作用
假如没有大气 ,地球将会怎样?
练习

1、大气中的云层和尘埃，能把一部分太阳辐射反射回宇宙空间。这种作用属于
A、大气对太阳辐射的吸收作用 B、大气对太阳辐射的保温作用 C、大气对太阳辐射的散射作用 D、大气对太阳辐射的削弱作用

专题8 大气的组成和垂直分层

5.为什么说赤道地区终年太阳高度较大，但它并不是全球太阳辐射强度最大的地区？
对流旺盛，多云雨，云量多，大气的反射作用强
6.为什么霜冻多出现在晴朗的天气？大气逆辐射弱
7.为什么月球表面昼夜温差相差如此之大？没有大气的削弱作用和保温作用
8.我国四川、云南和贵州一带，年太阳总辐射不如青藏高原丰富，为什么？云贵川一带多云雨，大气的反射作用强；青藏高原海拔高，大气薄，透明度好。
参与作用的大气成分
大气削弱作用
吸收
水汽、尘埃、臭氧、氧、二氧化碳等；太阳辐射被吸收后转变为热能。
散射反射
空气分子、尘粒、云滴；改变太阳辐射方向。
云层、较大颗粒的尘埃；改变太阳辐射方向。
水汽和二氧化碳等吸收大部分长波辐射，把
大气保温作用地面辐射的大部分热量截留在大气中，并通
过大气逆辐射还给地面。
热层
②气温变化
随高度增加而降低（下热上冷）
③大气运动状况高空对流
中间层
⑷热层主要特点
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
平流层对流层
大部分气体以离子态存在，能反射无线电短波。
①范围中间层顶-800千米
②气温变化
随高度增加而上升（上热下冷）
原因
氧原子吸收太阳紫外线。
无线电短波
电离层反射无线电短波
地面
⑸散逸层主要特点
范围：热层顶以上。大气十分稀薄，常有粒子散逸。
对流层厚度的变化
随季节变化
夏季：厚冬季：薄
上海：夏季16千米冬季11千米
随纬度变化厚度（KM)
20 15 10 8~9 5
17~18 10~12
10~12 8~9
N 90° 60° 30° 0° 30° 60° 90°S纬度

09专题8、大气的组成和垂直分层

正因为对流层的气温下热上冷，造成大气如何运动呢？
特征（2）空气垂直对流显著
冷却冷却
受热
地面
特征（3）厚度因纬度和季节而变化
赤道（热带）较厚，极地（寒带
）较薄。同一地区，夏季较厚，冬季较薄
你知道对流层有哪些天气现象吗？
云、雨、雪、冰雹、雷电、雾、
霜等等
特征（4）天气现象复杂
为什么这一层会形成复杂的天气现象吗？ ①集中了大气质量的3/4，几乎全部的水
降时颠簸还是飞行时颠簸？理由？
平流层
平流层
热量源于臭氧吸紫上热下冷稳定平流运动天气晴朗利于高空飞行
二、大气的垂直分层
散逸层
3、中间层：
（1）
电离层
中间层
气温随高度的增加而降低（2）大气垂直对流运动为主
但为什么没有
平流层对流层
像对流层一样复杂的天气现象？
讨论：青藏高原年太阳辐射量为何最高？四川盆地年太阳辐射量为何最低？
四川女孩和藏族女孩的肤色有什么
差异，为什么？
为什么藏族女孩的民族服饰为掉袖棉袍？
阿拉伯人的服饰有什么特点? 反映环境有什么特点?
找出世界年太阳辐射量最强的地区, 并说出主要影响因素。
青藏高原 ——海拔高，空气稀薄
撒哈拉沙漠 ——天气晴朗，云量少
讨论：
深秋至第二年早春季节,为什
么霜冻多发生在晴天的夜晚？
白天多云，夜晚晴。白天晴，夜晚多云。阴天为什么都不易形成霜冻？
我们要保护大气圈
举例说出人类哪些活动影响课后思考：
破坏了大气圈：温室效应形成的原因有哪些？如何解决？ CO2的最加——温室效应臭氧的破坏——臭氧洞臭氧洞形成的原因有哪些？如何解决？

专题8 大气的组成和垂直分层

氮
蛋白质的来源
氧二氧化碳
动植物呼吸作用
二氧化碳能吸收更多的地面辐射，从而释放更多的大气逆辐射，使地面增温，形成温室效应；植物呼吸作用的原料
臭氧水汽尘埃
吸收紫外线，使地球上的生物免遭过量紫外线的伤害。大气中唯一一个能吸收太阳辐射的气体
成云致雨的必要条件对地面有保温作用吸收红外线
成云致雨的必要条件
大型客机主要飞行在该层，该层有利于高空飞行的原因是 __①__平__流__层_水__汽__尘__埃__少_，__大__气__能__见__度_高______;____ _②__平__流__层__大_气__主__要__做__水_平__运__动__，__气__流_稳__定____
大气的垂直分层
(mesosphere)
对流层大气气温随高度的增加而下降的原因是什么？
对流层近地面大气主要通过吸收地面辐射而升温
为什么城市上空的云雾一般比郊区要多？
因为城市上空尘埃比较多
为什么对流层会发生逆温现象？
大气的垂直分层
(stratosphere)
气温随高度增加而升高原因：
臭氧吸收了较多的太阳紫外线使大气升温
因而：大气水平运动，水汽少、尘埃少，天气晴朗，能见度好。
高空对流层
气温随高度增加而递减。
热量来自平流层中的臭氧层。
中间层和对流层有同样的大气运动形式—对流，为什么中间层没有复杂多变的天气现象？
因为中间层没有水汽和尘埃
大气的垂直分层
(thermosphere)
在宇宙射线和紫外线的作用下，氧分子和氮分子被分解为原子，并处于高度电离状态。
反射无线电波航天飞机、天宫二号、宇航员出舱都在这一层
内容要点与学习水平

专题8 大气的组成与垂直分层

专题8 大气的组成与垂直分层一、学习目标大气的物质组成大气垂直分层的各层特点大气圈对地球生命的保护作用二、知识要点【天气与气候的不同】天气是指。

气候是指。

将“气候”或“天气”填入下列语境中今天虽然晴朗，但很闷热，西南风不大。

北京的特征是：夏季高温多雨，冬季寒冷干燥。

【大气的组成】大气中的随着时间和地点的不同而变化。

由于地球引力的影响，大气密度随着高度增加而，大气总质量的90%集中在离地表的高度以内。

高度以上，大气极其稀薄。

【大气的垂直分层】读右图根据大气的，将大气圈自下而上分成层、层、层、层、层。

各层中，温度随海拔升高而升高的是层、层，因此大气做（水平、垂直）运动。

各层中，温度随海拔升高而降低的是层、层，因此大气做（水平、垂直）运动。

对流层：通过吸收升温，气温随高度的增加而递减，因此上部，下部。

空气垂直运动显著，故称层。

对流层厚度与纬度的关系？对流层厚度与季节的关系？赤道地区对流层厚度达千米，中纬度地区约为千米，两极地区约为千米。

上海地区夏季对流层厚度可达千米，冬季只有千米左右。

对流层大气平均每上升1000米，气温下降约°C，至对流层顶气温约为。

大气中的是成云致雨的必要条件，对流层集中了约3/4的大气质量和几乎全部的，因此对流层具有复杂多变的。

平流层：为对流层之上到离地面千米高度，平流层由于使气温随高度增加逐渐升高，上部热，下部冷，大气主要做运动，故称层。

由于平流层，有利于高空飞行。

中间层：为平流层之上到离地面约千米高度，温度随高度增加而降低，因此该层也被称为。

热层：为中间层之上到离地面约千米高度，在热层中，大部分气体都以离子态存在，因此该层又称层。

电离层能反射波长较短的，使远距离成为可能，美丽耀眼的多发生于该层。

散逸层：由于地球引力减弱，空气稀薄，大气粒子散逸到星际空间，也称。

【大气圈对地球生命的保护】防弹衣：是指抵御外来天体（流星体）的撞击，还产生了现象。

遮阳伞：是指大气中的、和对太阳辐射的、和作用，削弱了到达地面的太阳辐射，使得白天地表的温度不会太高。

专题8大气组成和垂直分层

地面
大气各层对人类活动影响
名称对流层平流层热层对人类活动的影响
水汽、尘埃最集中—— 水汽、天气和气候变化最显著臭氧层(吸收太阳紫外线) 臭氧层(吸收太阳紫外线)；航空最佳飞行层. 航空最佳飞行层. 电离层反射无线电波— 电离层反射无线电波对电讯通讯工程建设有意义
800
高度（千米）高度（千米）
随高度增加而上升
热量主要来自地面反射的长波辐射
大气水平流动，天气晴朗大气水平流动，中间层厚度（厚度（KM)
思考下列问题根据大气的物理性随高度增加而降低 1该层的范围是多少？该层的范围是多少？该层的范围是多少质从近地面向高空 2气温随高度的变化是怎气温随高度的变化是怎可以把大气圈分成随高度增加而上升热量来源于平流层样变化的？为什么？样变化的？为什么？ 800Km 高空对流 3这层大气运动是稳定的这层大气运动是稳定的大气十分稀薄，常有粒子散逸大气十分稀薄，？还是不稳定的？还是不稳定的氧原子吸收太阳紫外线 4该层还有什么特点？该层还有什么特点？该层还有什么特点 85Km 大部分气体以离子态存在，大部分气体以离子态存在，中间层和对流层比较？为何有利于高空飞行？为何有利于高空飞行能反射无线电波。能反射无线电波。
平流层对流层
夏季：夏季：厚冬季：冬季：薄
20 臭氧层 15 10 5 8~9
55Km 电离层极光相同点: 气温变化相同点: 水平运动，大气平稳；水平运动，大气平稳； 17~18 天气晴朗，能见度好。 10~12 天气晴朗，能见度好。 10~12 大气运动状况 12Km 8~9 不同点：不同点：天气和气候变化纬度
散逸层
80 中间层 60 平流层