1、第一节 大气的组成与垂直分层 第三章 雷阵雨过后,我们有时候会闻到一股刺鼻的气味,这就是臭氧的气味。臭氧 主要分布在平流层,臭氧层是指平流层中臭氧集中的层次。臭氧层变薄、浓度降 低的现象,称为臭氧层破坏。臭氧层破坏可能引起一系列不利于人类的气候生物 效应,这种情况已经受到人们的广泛关注。据科学家研究,大气中的臭氧含量每 减少 1,到达地面的太阳紫外线辐射就增加 2。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。在距南极 洲较近的智利海伦娜岬角,当地居民只要走出家门,就要在暴露的皮肤表面涂上 防晒油,戴上太阳眼镜,否则半小时后,皮肤就会被晒成鲜艳的粉红色
2、,并伴有痒痛; 羊群则多患白内障,几乎全盲;河里捕到的鲜鱼也多是盲鱼。 臭氧层破坏 问题探究： 1. 有人认为,臭氧层是“地球生命的保护伞”。你认同这种看法吗？为什么 ？ 同意。过量的紫外线辐射会增加人的皮肤癌患病率，还会引起白内障、免疫系统缺陷 和发育停滞等疾病，而臭氧层可以吸收绝大部分对人有害的太阳的紫外线,保护地球 上的生命免遭紫外线伤害。所以说,臭氧层是“地球生命的保护伞”。 问题探究： 2. 你还了解哪些全球性大气环境问题？它们与大气中的哪些成分及其含 量的变化相关？ 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
3、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。 大气主要集中在地面以上 1000千米左右的高度内,它 像一件外衣保护着地球。 大气为地球生命的繁衍和人 类的发展提供了必要条件。 人类生活在大气圈底部,大气 的物理状态和组成成分的变 化,时刻影响着我们。 大气的组成 大气中不包含 水汽和杂质 的 整个混合气体 干结空气 含量很少且不 固定,随时间 、 空间及气象条 件而变化。 水汽 含量不定,随时 间、空间及天 气
4、条件而变 化。 固体杂质 成云致雨的必要条件 l干洁空气 氧气21% 氮气78% 其他 气体 1% 干洁空气组成 干 洁 空 气 绿色植物光合作用的基本原料, 吸收和反射长波辐射,对地面起 保温作用。 人类和其他好氧生物维持生命活 动必需的物质。 地球生物体的基本成分 能强烈吸收太阳紫外线,保护地 球生物面受过量紫外线伤害。 氮气(N2) 氧气(O2 ) 二氧化碳 (CO2) 臭氧(O3) 氮是地球生物体的基本成 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光合 作用的基本原料,对地面起 保温作用。 臭氧能强烈吸收太阳紫外
5、线,保护地球生物面受过量 紫外线伤害。 l干洁空气 思考： 全球变暖与那种气体有关？ 分析全球变暖的人为原因。 人为原因： 1.化石燃料燃烧 (释放大量二氧化碳) 2.毁林 (减少森林吸收二氧化碳的量) 二氧化碳 l干洁空气 阅读：全球大气二氧化碳月均浓度突破400ppm 自工业革命以来，由于人类大量使用化石燃料，全球大气二氧化碳浓度上 升了120 ppm（1 ppm 为百万分之一），其中一半的增长出现在 1980 年以 后。2015 年 3 月，全球大气二氧化碳平均浓度突破 400 ppm。这是有记录以 来全球大气二氧化碳月均浓度首次突破这一高值。二氧化碳等温室气体排放量 的增加，是导致全球
6、变暖的一个重要原因。 l干洁空气 思考 在水平方向上陆地与海洋上空,哪里大气当中的水汽含量更高？ l水汽 在水平方向上,海洋上空高于陆地上空,湿润地区上空高于干旱地区上空 ； 在垂直方向上,一般自地面向高空逐渐减少。 在垂直方向上,水汽含量发生什么变化？ 气态水 固态水 液态水 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 大气中的杂质会使大气能会使大气能 见度变差见度变差, ,但但作为凝结核, 是成云致雨的必要条件。 l水汽与杂质 当空气中所含的水汽多于一定温度条件下大气饱和水汽量,并且有足够 的凝结核存在时,多余的水汽便会凝结出来,变成小水滴或冰晶。大气中因悬 浮
7、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,又称“灰霾”,是悬浮在大气中的大量微小尘粒、烟粒或盐粒等的集 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,表明大气中各种悬浮颗粒物含量超过一定标准,其中PM2.5(直径 小于或等于 2.5 微米的颗粒物)被认为是造成霾天气的“元凶”。 雾霾 l 对流层的厚度随纬度如何变化？为什么？ 对流层的气温随高度的增加而降低。对流层的 厚度随纬度增高而降低。低纬度受热多,气温高, 空气对流旺盛,所以高度大;高纬度受热少,对流 弱,所
8、以高度小。 l 为什么对流层的天气复杂多变？ 对流层集中了大气几乎全部的水汽和杂质,有 了成云致雨的必要条件。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 随着气温的降低,容易成云致雨,所以对流层天 气复杂多变。 大气的垂直分层对流层 逆温现象 在一定条件下,对流层的某一高度会出现实际气温高于理论温度,甚至 是气温随高度增加而升高的现象,成为逆温。 l 逆温影响 逆温现象使空气对流运动减弱,不利于烟尘、污染物、水汽凝结物 的扩散,造成严重大气污染事件,如雾霾等。 l 说明平流层气温变化的特点 ，并分析原因。 气温随高度的增加而递减。 臭氧吸收紫外线而增温。 l 平流层的空气运动
9、有何特点 ？ 以水平运动为 主。 平流层大气平稳,天气晴朗, 有利于航空飞机飞行。 大气的垂直分层平流层 知识梳理:臭氧洞 20 世纪 70 年代,科学家发现南极地区上空的臭氧量下降严重,出现了“南极臭 氧洞”。“南极臭氧洞”是一种形象的说法,指的是在南极地区上空出现了全球臭 氧量最低值（低于全球臭氧平均值的 30%40%）,相对于其他地区来说,就像是一 个空洞。 2006 年,“南极臭氧洞”面积已经超过北美洲的面积。 大气的垂直分层高层大气 l 说明高层大气的主要特点。 高层大气气压很低,密度很小。 电离层能反射无线电波,对远 距离无线电通信有重要作用。 气温随高度升高先降低后上升 电离层（
10、60500千米） 分层高度范围主要特点与人类的关系 对 流 层 低纬地区： 1718千米 中纬地区： 1012千米 高纬地区： 89千米 l 气温随高度的增加 而递减 l 空气对流运动显著 l 天气现象复杂多变 人类生活在对流 层底部，与人类 关系最为密切 平 流 层 从对流层顶向上至 5055千米高空 l 气温随高度的增加 迅速上升 l 以水平运动为主 l 天气晴朗 人类生存环境的 天然屏障，有利 于航空飞机飞行 高层 大气 平流层顶以上的大 气 气压、密度很小 电离层能反射无 线电波，对远距 离无线电通信有 重要作用 活动： 1.在对流层,海拔每上升 100 米,气温 约下降 0.6 ,从
11、而形成一个随高度增 加而温度下降的大气垂直温度梯度。 据此,完成相关任务。 （1）近年来，贵阳将“中国避暑 之都”作为城市名片，着力打造 “避暑”旅游产品，大力发展“ 避暑”经济。在我国地形图上， 找到贵阳、重庆、武汉、长沙、 上海的位置；读图 3-7，说明贵 阳打造避暑旅游名城的优势条件 ，并分析其形成原因。 贵阳地处在云贵高原，海拔较高， 故夏季天气凉爽。 活动： 1. 在对流层,海拔每上升 100 米,气温 约下降 0.6 ,从而形成一个随高度增 加而温度下降的大气垂直温度梯度。 据此,完成相关任务。 (2)每年 3 月,西藏大部分地区的 隆冬尚未结束,林芝的桃花却竞相 开放,争奇斗艳,
12、皑皑白雪与灼灼 桃花相互映衬(如图 3-9),让人领 略到“雪域江南”的独特春光。 读图 3-8,试分析这一地理现象的 形成原因。 林芝地处在雅鲁藏布江谷地中, 海拔较低,热量条件较好,花期 早。 2.在某些特殊条件下，近地面大气会出现逆温现象。据此,完成相关任 务。 (1)对流层大气出现逆温时,会对近地面空气质量产生什么样的影响？ 由于逆温现象的存在，空气垂直对流受阻，会导致近地面污染物不 易扩散，进而可能造成大气污染。 (2)查询 20 世纪世界八大公害事件,了解哪些公害事件与逆温现象 有关。 与逆温现象有关公害事件是： 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； 美国洛杉矶光化学烟雾事件等。 课堂小结 干洁空气 水汽 杂质 大 气 组 成 划分依据 对流层 高层大气 大气 垂直 分层 平流层 大气 的组 成与 垂直 分层
