大气的组成与垂直分层(成品)详解
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是地球表层与外层空间的边界，由气体、微粒和水汽等组成。
了解大气的成分以及其垂直分层结构对于理解地球气候、天气和人类活动的影响至关重要。
本文将详细介绍大气的成分及其垂直分层知识点。
首先，我们来了解大气的成分。
大气主要由氮气（78%）和氧气（21%）组成，其余的1%含有各种稀有气体和微量气体。
稀有气体如氩、氦、氖等，微量气体如二氧化碳、甲烷等。
这些组成大气的气体在大气层中的分布是不均匀的。
除了气体，大气中还存在着微粒和水汽。
微粒主要包括尘埃、气溶胶和烟尘等，它们对太阳光的散射和吸收起到重要作用。
水汽是大气中最重要的温室气体之一，起着调节地球气候的关键作用。
接下来，我们来看大气的垂直分层结构。
大气可以分为五个主要的垂直层次：对流层、平流层、臭氧层、中间层和热层。
这些层次之间的分界是根据大气中的温度变化和相应气压变化来划分的。
对流层是最接近地球表面的一层，也是最厚的一层。
大约占整个大气的75%。
在对流层中，随着高度的上升，温度逐渐下降。
这是因为地球表面受太阳辐射的加热，导致空气上升和下沉的对流现象。
平流层位于对流层之上，高度约为10到50公里。
这一层的特点是温度随高度升高而升高。
这是因为平流层中存在大量的臭氧分子。
臭氧分子可以吸收并吸收太阳辐射，产生大量热量，从而导致温度升高。
臭氧层是平流层的上部，高度约为50到80公里。
臭氧层中的臭氧有着重要的环境意义，它可以吸收并吸收太阳紫外线辐射，起到保护地球生物免受有害紫外线辐射的作用。
中间层位于臭氧层之上，高度约为80到400公里。
中间层中的温度随高度的增加而减少，这是因为该层中的分子稀薄，较少的分子之间的碰撞。
最后是热层，位于400公里以上。
在这一层中，温度开始随着高度的升高而增加。
这是因为太阳辐射的能量在这一高度被重新吸收并转化为热量。
总结起来，大气的成分主要包括氮气、氧气和其他稀有气体和微量气体。
大气的垂直分层结构可分为对流层、平流层、臭氧层、中间层和热层。
大气的组成和垂直分层(共61张PPT)
高度/km
120 100 80 60
2000～3000
外层 (散逸层)
500
热层
电离层
85
高层 大气
中间层（高空对流层）
50～55
40
20
0
-100 -50
平流层 22～臭2氧7 层
对流层
0
50 100 温度/℃
三、逆温
1. 概念： ① 对流层气温随高度升高而升高 ② 对流层气温随高度升高而降低，但降低
高度/km
120 100 80 60
外层
2000～3000 500
热层
电离层
85
高层 大气
中间层（高空对流层）
50～55
40
20
0
-100 -50
平流层 22～臭2氧7 层
对流层
0
50 100 温度/℃
高度/km
120 100 80 60
2000～3000
外层 (散逸层)
500
热层
电离层
85
高层 大气
幅度小于垂直递减率 2. 类型：
辐射逆温；平流逆温；锋面逆温；下沉逆 温；湍流逆温 3. 辐射逆温：
t 日落之前
t 日落之后
t 日出之前
t 日出之后
t 日出之后两小时
三、逆温
1. 概念： ① 对流层气温随高度升高而升高 ② 对流层气温随高度升高而降低，但降低
幅度小于垂直递减率 2. 类型：
• 大气的受热过程。
• 能说出大气的受热过程，并理解大气对太 阳辐射的削弱作用及对地面的保温作用。
• 能理解热力环流的形成原理，大气水平运 动的影响因素及风向的判断。
• 能阅读、分析和判读等温线分布图、等压 线分布图和等压面分布图，并能运用已学 知识分析解决问题。
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。
大气的组成和垂直分层知识讲解
材料（1）由于煤、石油等矿物燃料的使用越来越多，
人类社会每年排放的二氧化碳总量在过去三十年里增 加了一倍，再加上大量砍伐森林，减少了绿色植物通 过光合作用吸收二氧化碳的能力，大气中二氧化碳的 浓度在过去三十年里增长了12％。
太阳辐射 A
射向宇宙大气辐射
H
到 达
大气吸收太阳辐射
C
地
面
太 阳
B
辐 射
G
大
气
吸
收 地
E
面
辐
射
射向宇宙地面辐射
F
D
地面辐射
大气逆辐射
短波辐射
长波辐射
通过本节课，你学到了什么？
吸收作用 反射作用 散射作用
太阳辐射
直接 热源
地面
削弱作用
地面辐射 直接 热源
大气逆辐射 大气
保温作用
通过计算，如果没有大气，地表的平均温度为-230C， 实际为150C，也就是说，由于大气的保温作用，使 地表温度升高了380C。
（2）氯氟烃是一种人工合成的化合物，主要用于制冷 剂、火箭推进剂等，到了80年代中期为止，全球氯氟 烃的年消费量已达到100万吨。
（3）由于煤、石油等矿物燃料的使用越来越多，排入 空气中的硫、氮等氧化物不断增加。
大气组成的这种变化，会产生什么影响?
（5）3000千米以上的大气层,气温高达1000度以上,但在
(3)散射作用
空气分子和微小尘埃
特点：有选择性
波长较短的蓝色光最容易被散射
大气和地面反 射、散射34%
太阳
大气上界 大气吸收19%
《大气的组成和垂直分层》垂直分层概览
《大气的组成和垂直分层》垂直分层概览我们生活的地球被一层厚厚的大气所包围，这层大气就像是地球的“保护罩”，对地球上的生命起着至关重要的作用。
而大气并非是均匀一致的，它在垂直方向上有着明显的分层。
大气的垂直分层通常可以分为五层，从下往上依次是对流层、平流层、中间层、热层和外层。
对流层是最接近地球表面的一层，平均厚度约为 12 千米，在赤道地区会更厚一些，能达到 17 18 千米；而在两极地区则相对较薄，只有 8 千米左右。
这一层的大气受地面影响最大，气温随高度的增加而降低，大约每升高 1000 米，温度下降 6℃。
这是因为地面是大气的主要热源，离地面越远，获得的热量就越少。
对流层内的大气具有强烈的对流运动，这也是它名字的由来。
近地面的热空气受热膨胀上升，高空的冷空气冷却下沉，形成了大气的对流。
这种对流运动使得水汽、杂质等能够充分混合，也为天气现象的形成提供了条件。
我们日常所经历的各种天气变化，如刮风、下雨、降雪等，几乎都发生在对流层。
平流层位于对流层之上，其顶部的高度约在 50 55 千米。
在这一层中，气温随高度的增加而升高。
这是因为平流层中存在着大量的臭氧，臭氧能够吸收太阳紫外线，从而使得这一层的大气温度升高。
平流层的气流相对平稳，以水平运动为主，所以飞机通常在平流层飞行，这样可以减少气流颠簸，提高飞行的安全性和舒适性。
中间层位于平流层之上，顶部高度约在 85 千米左右。
在中间层，气温随高度的增加而迅速下降，再次出现了温度随高度降低的情况。
这是由于中间层几乎没有臭氧吸收太阳辐射，同时大气吸收的地面辐射也很少。
热层位于中间层之上，其顶部的高度可达数百千米甚至数千千米。
热层中的气温随高度的增加而迅速升高，这是因为这一层的大气能够大量吸收太阳的短波辐射。
在热层中，空气非常稀薄，但由于温度很高，一些气体分子会发生电离，形成带电粒子，从而能够反射无线电波，对无线电通信具有重要意义。
最外层则是大气圈与星际空间的过渡带，其高度没有明确的界限。
《大气的组成与垂直分层》 讲义
《大气的组成与垂直分层》讲义一、大气的组成大气是由多种气体和杂质混合而成的。
其主要成分包括氮气、氧气、氩气，还有少量的二氧化碳、稀有气体（如氦、氖、氩、氪、氙、氡）以及水蒸气等。
氮气是大气中含量最多的气体，约占大气总体积的 78%。
氮气在维持生命活动方面的直接作用相对较小，但它在许多化学反应和工业过程中具有重要意义。
氧气对于地球上大多数生物的呼吸作用至关重要，大约占大气总体积的 21%。
它不仅支持着动物的生命活动，也是燃烧等化学反应所必需的。
氩气在大气中的含量仅次于氮气和氧气，约占 093%。
二氧化碳虽然在大气中的含量相对较少，仅约占 004%，但其对地球的气候和生态系统有着重要的影响。
二氧化碳是一种温室气体，能够吸收地面辐射并将热量保留在大气中，从而导致全球气温升高。
稀有气体在大气中的含量极少，但它们在某些特殊的物理和化学过程中发挥着独特的作用。
水蒸气在大气中的含量变化较大，通常在 0%至 4%之间。
它的含量会受到地理位置、气候条件和季节等因素的影响。
水蒸气是天气变化和水循环的重要组成部分。
除了上述气体成分，大气中还存在着各种悬浮的固体和液体微粒，被称为大气杂质。
这些杂质包括灰尘、花粉、海盐颗粒、火山灰等。
它们的存在不仅会影响大气的透明度和能见度，还可能作为凝结核，促进云、雾和降水的形成。
二、大气的垂直分层大气的垂直分层是根据温度、密度和大气运动状况等因素来划分的。
通常可以分为对流层、平流层、中间层、热层和散逸层。
1、对流层对流层是大气的最底层，平均厚度约为 12 千米，但在赤道地区可达 17 千米至 18 千米，在极地地区则只有 8 千米左右。
对流层的特点是气温随高度的增加而降低，平均每升高 1000 米，气温约下降 6℃。
这是因为对流层的热量主要来源于地面辐射，离地面越远，获得的热量越少。
对流层的大气运动非常活跃，存在着强烈的对流现象。
热空气上升，冷空气下沉，形成了复杂的垂直和水平气流，这也是对流层得名的原因。
【精编】大气的组成和垂直分层讲述PPT课件
（二）行激励电路 ( 图3.2.14 P.79）
EC
B1 ·
R1
V2
·
V1
R2
C1
C2
V1：行激励管 B1：行激励变压器 R1 ：限流电阻 （激励功率调整） R2 、C1 、C2 ： 保护电路
大气保温效应的成因：
1、大气的 选择吸特收性
（1）对 太阳辐射能吸力收很差，从而使大部
分太阳辐射能够
到达地面
（2）对 地面辐射能吸力收很强，从而使地 面辐射放出的热量绝大部分 截留在
大气中。
2、 大气逆辐：射把热量还给地面，这
在一定程度上
补的偿热了量地面辐射损失
通过以上的学习，你学到了什么？
大气的热力作用 大气对太阳辐射的削弱作用 大气的保温效应
H. DY
C315
MN-3720彩电行激励与行输出电路分析（图 3.5.4 P.74）
• 行激励电路
• 行输出电路
行激励脉冲输出 TA8659 39
Q301 ：行激励管 T301：行激励变压器
Q302 ：行输出管（带阻尼管） C312 、 C313 ：逆程电容 C315 ： S 校正电容 T302 ：行输出变压器
成云致雨的必要条件
（1）由于煤、石油等矿物燃料的使用越来越多，人类 社会每年排放的二氧化碳总量在过去三十年里增加了 一倍，再加上大量砍伐森林，减少了绿色植物通过光 合作用吸收二氧化碳的能力，大气中二氧化碳的浓度 在过去三十年里增长了12％。
（2）氟氯烃是一种人工合成的化合物，主要用于制冷 剂、火箭推进剂等，到了80年代中期为止，全球氟氯 烃的年消费量已达到100万吨。
大气的组成和垂直分层
大气的组成和垂直分层
一、大气圈的组成：
1、干洁空气：
氮气：蛋白质的来源。
氧气：动植物呼吸作用。
二氧化碳：二氧化碳能够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--温室效应；动植物的呼吸作用。
甲烷：也是一种温室气体，分解臭氧，造成一些地区出现臭氧层空洞。
臭氧：大气中唯一一个能够吸收太阳辐射的气体，吸收的是太阳辐射中的紫外线。
2、水汽：
雾的形成：水汽超过了该状态下的水汽饱和度，形成雾。
气温越高，水汽饱和度越高，越不容易形成雾。
一般而言，秋冬季节晴朗的早晨容易形成雾。
云层薄，大气逆辐射作用弱，气温较低，水汽饱和度较低，易形成雾。
3、尘埃（水汽的凝结核）：城市公路和工地的扬尘，导致尘埃较多，易形成雾。
城市空气质量与哪些因素有关：
（1）污染物的来源：公路和工地的扬尘，工业的废气。
汽车尾气的排放，北方冬季燃煤取暖，会产生大量烟尘（随着冬季风南下，影响我国的南方地区）。
大气的组成和垂直分层ppt课件
在对流层内，由于气温随高度升高而降低，大气密度变化较 为显著。
温度对大气密度影响
温度升高，大气密度降低
温度升高会导致气体分子运动加剧，分 子间距离增大，从而使大气密度降低。
温度降低，大气密度升高
温度降低会使气体分子运动减缓，分子 间距离减小，大气密度升高。
密度变化对天气影响
高密度区易形成高压系统
监测和评估全球环境变化
大气成分监测
定期监测大气中的二氧化碳、甲烷、氧化亚氮等温室气 体浓度，以及臭氧、气溶胶等污染物的含量。
气候变化评估
分析全球气温、降水、海平面等气候指标的变化趋势， 评估气候变化对生态系统和人类社会的影响。
环境影响评估
研究大气污染对农业、林业、水资源等环境的影响，提 出相应的治理和保护措施。
06
全球大气研究计划及意义
全球合作开展研究项目
国际合作
各国科学家共同参与，共享 研究成果和数据，推动全球 大气科学的发展。
跨学科合作
大气科学、地球科学、环境 科学等多学科交叉，共同研 究大气现象和变化。
高新技术应用
利用卫星遥感、激光雷达等 高新技术手段，对大气进行 高精度、高分辨率的观测和 研究。
平流层特性
气温随高度升高而升高， 空气以平流运动为主，天 气晴朗，适合飞行。
主要功能
平流层中的臭氧层能够吸 收紫外线，保护人类和生 物免受紫外线的伤害。
对人类影响
平流层是大气层中适合飞 行的一层，对人类航空事 业具有重要意义。
中间层结构与变化
中间层结构
中间层位于平流层之上，气温随高度升高而降低，空气稀 薄，水汽含量极少。
生态影响
大气成分的变化会对生态系统 产生影响，如臭氧层破坏导致 紫外线辐射增强，对生物造成 伤害。
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地 面 辐 射
“大地暖大气”
大气辐射
大气在增温的同时，也向外放出 红外辐射，其中大部分朝向地面，因 辐射方向与地面辐射相反，被称为大 气逆辐射。
大气逆辐射把热量还给地面，在 一定程度上补偿了地面辐射损失的热 量，对地面起到了保温作用。
在生活中仔细观察周围的地理现象, 说一说为什么冬春季节霜冻总出现在 晴朗的夜晚?
密
度
12
对流层
减
小
大气的垂直分层
整个大气质 量(3/4) 水汽、杂质 （几乎全部）
电 离 层
高 层 大 气
50
平流层
12 对流层
无线电波很重要 高层大气有奇效 五十八百电离层 反射电波有作用
海拔升高温度升 臭氧吸热起作用 水平流动天气好 有利飞行在此层
海拔升高温度减 只因热源是地面 上冷下热对流强 天气复杂且多变
因为晴朗的夜晚大气中水汽和固体 杂质含量少，大气透明度好,大气逆辐 射弱，保温作用差，气温低,所以容易 造成明显的降温霜冻天气。
“温室”调查
内容：有条件的测量玻璃温室（塑料大棚）室内室外 的温度，并进行比较，或用玻璃瓶、塑料袋做 模拟试验。分析寒冬季节，室外万木凋零，而 温室内却春意盎然的原因。
方法与过程：实地考察、模拟试验 结果：大家通过小论文进行交流
大气圈与天气、气候
大气圈的组成与结构 大气的受热过程
实验中学
第二节 大气圈与天气、气候
第一课时
大气的组成与结构
大气的受热过程
1.人类工业生产排放过多二氧化碳 会不会对气候产生影响？
2.人类使用的冰箱、空调，某些制 冷剂会消耗臭氧，有什么危害？
2.大气的结构
千米 2000~3000
高层大气
50
平流层
水汽 ——红外线
二氧化碳
大气中的水汽和二氧化碳主要分布在 哪一层中？
地面辐射能否到达宇宙空间?理由？
夜晚，没有了太阳辐射，为什么地 面温度降低并不是太多？
大气的保温作用
太
阳
辐
射
射向宇宙空 间
射向宇宙空 间
大气上界
太 阳
大气吸收
辐
射
大 大气 气吸 辐收 射
地面吸收
“太阳暖大地”
大气逆辐射
“大气还大地”
太阳辐射地球上最主要的能量来源！
可为什么又说地面是近地面大气主要 的直接热源呢？
二、大气的受热过程
太阳辐射光谱示意图
太阳辐射中各种能量的波长并不相 同，主要有γ射线、Χ射线、紫外线、 可见光、红外线、无线电波等。
二、大气的受热过程
太阳辐射 中能量最强的 部分是可见光 部分。
紫外线 （短波辐射）
Hale Waihona Puke 可见光区（短波辐射） 红外线
（长波辐射）
辐射原理
由实验得知，物体的温度越高，辐射 的波长越短；反之越长。
太阳表面温度约6000K
短波辐射
地球固体表面平均温度约22°C 近地面大气平均温度15 °C
长波辐射 长波辐射
大气吸收太阳辐射吗? 如果吸收，吸收哪些部分?
大
气
的 吸
有选择性
收
作
用
臭氧 氧原子 ——紫外线
温室示意图