2019(秋)地理 必修 第一册 鲁教版(新教材)第1课时 大气圈的组成与结构

学习本单元之后，对于给定的简单地理事象，能够简单分析大气、水、植被等自然地理要素中多个要素之间的关系，解释热力环流、水循环等的时空变化过程，辨识大气、水、植被与人类活动相互作用的主要方式和结果。(人地协调观、综合思维)能够归纳大气、水、植被的空间分布特征，自主辨识给定区域的大气、水、植被特征(区域认知)。与他人合作，能够使用地理工具，对大气、水、植被等自然要素和相关自然现象，深入观察，并设计实验，作出简要解释。(地理实践力)

与本单元知识相关的名校及专业

《中国大学及学科专业评价报告(2018～2019)》

学校名称 南京信息工程大学 南京大学 星级 ★★★★★ ★★★★ 北京大学 兰州大学 中山大学

学校名称 中国海洋大学 厦门大学 中山大学 浙江海洋大学 南京大学 与本单元知识相关的名人及职业

★★★★ ★★★ ★★★ 星级 ★★★★★ ★★★★★ ★★★★ ★★★★ ★★★★

第一节 大气圈与大气运动

第1课时 大气圈的组成与结构

课标内容 核心素养目标 运用图表等资1.理解大气对人类活动的影响，树立人类与大气环境的协调意料，说明大气的识。【人地协调观】 组成和垂直分2.能够解释大气成分变化的影响及各层的人类活动、地理现象层，及其与生产等。【综合思维】 生活的联系 3.通过观察、识别、描述与大气有关的自然现象，形成科学探究的意识和能力。【地理实践力】 4.具备一定的运用实验、考察等方式进行科学探究的意识和能力 。【地理实践力】

知识清单一 大气圈的组成

成分 氮气(78%) 氧气(21%) 干洁空气 二氧化碳 作用 地球生物体内蛋白质的重要组成部分 人类和动物维持生命活动必需的物质 光合作用的原料，可以调节地表温度 吸收二氧化碳，放出氧气 能够吸收太阳辐射中的紫外线，保护地球上的生命 成云致雨的必要条件，提高人类生活的舒适度 反射太阳辐射、降低地面温度，作为凝结核促进云雨的形成 知识清单二 大气圈的分层

臭氧 水汽 固体杂质 1.分层的依据：根据大气在垂直方向上的温度、密度及运动状况的差异。 2.垂直分层 分层 高度/厚度 平均12千米，厚对流层 度因纬度和季节而变化 气温垂直变化 大气运动状况 与人类的关系 与人类关系最密随高度增加而降低 对流运动显著 切，风、云、雨、雾、雪等天气现象 能见度高，气流稳定，很少有飞顶部距地面约50平流层 千米，厚度约40千米 随高度增加而增加 鸟，是航空的理水平运动为主 想空域；臭氧层吸收紫外线，“地球生命的保护伞” 高层大50～3 000千米气 的高空 80～500千米处存在电离层，能反射无线电短波；太阳活动强烈或出现雷电现象时，会影响地面无线电传播

大气中的臭氧被誉为“地球生命的保护伞”，它吸收太阳释放出来的绝大部分紫外线，使动植物免遭这种射线的危害。

不同纬度对流层高度是不一样的

低纬地区，地面受热多，对流活动旺盛，因此对流层的高度高；而高纬地区，地面受热较少，对流活动较弱，所以，对流层的高度低。

任务清单一 人类活动引起大气成分的变化

情境探究

[情境]

俗称氟利昂，最初被用来做冰箱制冷剂

氯氟烃等气体在低空不易分解，上升到平流层，破坏臭氧，使臭氧层变薄或出现空洞。臭氧空洞最严重的是南、北极和青藏高原这“三极”地区的上空。

[探究] 从“区域认知”“综合思维”的角度，简析这“三极”自然条件恶劣，人烟稀少，当地人们向大气中所排放的氯氟烃数量有限，为什么“三极”上空臭氧层所受的破坏反而比较严重呢？

提示 由于“三极”地区上空的对流层较低，相应的平流层的高度也随之降低。人们向对流层大气中排放的氯氟烃会随着大气的环流运动而到达“三极”地区的上空，进而破坏臭氧层。

素养凝练

就目前的情况而言，人类活动对大气的影响较突出的表现是二氧化碳、尘埃和污染物质的增加。虽然，人类活动对自然界里氮和氧的循环也有一定的影响，但由于大气中氮和氧的含量占绝对优势，相对而言，这一影响是极其微小的，可以认为长期以来自然界所形成的氮、氧的动力学平衡还未遭到严重的破坏。主要表现为：

(1)原始森林被破坏，植物的光合作用减弱，使大气中二氧化碳含量增加。 (2)大量地燃烧煤、石油等化石燃料，造成大气中氧的消耗和二氧化碳的增加。 (3)农业的发展，造成农作物光合作用以空前的规模进行着，这对自然界氮、氧、二氧化碳的循环起了积极的促进作用。

(4)其他方面的影响：制冷剂中的氟氯烃、灭火剂中的哈龙、超音速飞机排放的尾气及工厂排放的废气都会破坏臭氧层。

素养应用

例1：阅读图文资料，完成下列要求。

大气中的臭氧含量具有时空差异。下图为“大气中臭氧含量的纬度分布和季节变化”图。

据图归纳大气中的臭氧总量随纬度分布的规律，以及臭氧总量随季节变化的规律。

[尝试自解] [获取信息] 文本信息 图像信息 设问信息 大气中臭氧含量的纬度分布和季节变化 南北半球不同纬度、不同季节臭氧含量 归纳大气中的臭氧总量随纬度分布的规律，以及臭氧总量随季节变化的规律 [思维路径]

(1)

(2)不同季节比较→春季高、秋季低、冬升夏降

[参考答案] 南半球臭氧总量较北半球要小，臭氧总量最大值出现在南北纬60°附近，由此向南北两侧的高纬和低纬方向分别递减。南北半球的臭氧总量都是春季高、秋季低、冬升夏降。

任务清单二 分析大气逆温现象

情境探究

[情境] 下图为某地烟气流照片，完成下列要求。

[探究] 从“综合思维”的角度，说出该烟气流运动状况，并说明原因。 提示 该烟气流基本呈水平状态，说明近地面大气对流弱，有可能是逆温现象造

成的。

素养凝练

1.逆温的含义

有两种情况：①海拔上升，气温升高；②海拔上升，气温下降，但幅度小于每上升1 000米，温度降低6 ℃(即气温下降幅度小于垂直递减率)。逆温形成规律

2.逆温的影响

对天气而言：表明大气结构稳定，对流微弱，天气晴好为主。

对环境而言：它可以阻碍空气垂直运动的发展，使大量烟尘、水汽凝结物聚集在其下面，使能见度变坏等。

素养应用

例2：冻雨是上层的过冷水滴、冰晶、雪花进入中间暖层化为水滴，再降落到近地面并接触到0 ℃或以下物体立即冻结的特殊天气现象。下列气温的垂直分布示意图中，最有可能形成冻雨的是( )

[尝试自解] ________ [获取信息] 文本 信息 图像 冻雨形成条件：上层的冷水滴，进入中间暖层化为水滴，再降落到0 ℃或以下的近地面 A、D两图温度均在0 ℃以下；B图上层低于0 ℃，中间高于0 ℃，近地信息 面又低于0 ℃；C图上层高于0 ℃ [思维路径]

[参考答案] B

课堂小结

考点必背

1.大气的主要成分是干洁空气、水汽和固体杂质。 2.二氧化碳是光合作用的原料，可以调节地表温度。 3.臭氧能够吸收太阳辐射中的紫外线，保护地球上的生命。 4.大气层自下而上分为对流层、平流层和高层大气。 5.对流层的温度随高度增加而降低，与人类关系最密切。 6.平流层是航空的理想空域，臭氧主要分布于该层。

课堂学业达标

1.我国新一代静止气象卫星“风云四号”能对云、雾、雨、雪等天气现象进行精密观测。这些天气现象主要出现在( ) A.对流层 C.臭氧层

B.平流层 D.高层大气

解析 成云致雨的条件：对流运动旺盛；水汽和尘埃(凝结核)。对流层：气温随海拔升高而降低，对流运动旺盛。集中了大气中绝大部分的水汽和尘埃。故A正确。 答案 A

2.逆温是指对流层中气温随高度上升而增高的现象。下列四图中表示近地面逆温现象的是( )

解析 判断时抓住“近地面”和“逆温”两个关键词。“逆温”指对流层中气温随高度上升而增高的现象，只有A图下部符合要求。 答案 A

有人在朋友圈晒了一张客机飞行抓拍图，深色为蓝天，白色为云。据此完成3～4题。

3.此刻，客机飞行在( ) A.对流层 C.臭氧层

B.平流层 D.高层大气

4.飞机尾气中含有大量二氧化碳气体，会加剧( ) A.环境污染

B.全球变暖

C.荒漠化 D.森林破坏

解析 第3题，天气现象如云、雾、雨、雪等出现在对流层中，据材料深色为蓝天，白色为云，说明客机飞行在对流层，故A项正确。第4题，飞机尾气中含有大量二氧化碳气体，会加剧全球变暖，B项正确。 答案 3.A 4.B

5.阅读图文资料，完成下列要求。 下图示意大气垂直分层。

(1)据图描述A层大气随高度增加气温的变化特点。 (2)B层有利于高空飞行，解释原因。

(3)指出A、B、C三层中天气最复杂的大气层，并分析原因。 答案 (1)随高度增加而降低

(2)上热下冷，大气以水平运动为主；水汽、固体杂质极少，天气晴朗(稳定少变)。 (3)对流层(A) 该层上冷下热，且集中了大气层中几乎全部的水汽和固体杂质，空气对流运动显著(空气在上升过程中)，易凝结成云致雨。

课后质量评估 合格考——小试牛刀

一、选择题(共10个小题，每小题5分，共50分。每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。)

下图为某地理老师拍摄的一组模拟对流运动的演示实验照片。完成1～2题。

1.下列照片的排序，能正确说明对流运动先后过程的是( ) A.①②③ C.②①③

B.①③② D.③①②

2.下列现象的产生与对流运动有密切关系的是( ) A.极光 C.流星

B.雨雪 D.磁暴

解析 第1题，烧杯下热上冷，墨水做对流运动，逐步扩散，最后均匀溶入整个烧杯，故选D项。第2题，雨雪等天气现象，是空气上升冷却凝结而形成的，故选B项。 答案 1.D 2.B

民航客机在飞过蔚蓝的天空时，其身后经常拖着白色的尾巴，被称为航迹云(右图)。当客机水平飞行在气温为－60 ℃～－40 ℃的大气层且空气湿度较大的条件下，客机飞过才容易产生航迹云。据此完成 3～4题。

3.判断客机水平飞行过程中更容易产生航迹云的是( ) A.对流层中部

B.平流层顶部和中间层底部 C.平流层中部

D.对流层顶部和平流层底部

4.2018年5月23日，上海城区的天空出现横贯东西且长时间停留的航迹云，颇为壮观。据此推测上海当日( )

①天气晴朗少云 ②有较大的风 ③空气质量优良 ④相对湿度较小 A.①③ C.①②

B.②④ D.②③

解析 第3题，客机水平飞行在气温为－60 ℃～－40 ℃的大气层且空气湿度较大，说明飞机在平流层，且距离对流层很近。故选D项。第4题，据材料，形成航迹云要具备“空气湿度较大”，排除④，据“长时间停留”可知大气运动微弱，排除②，故选A。 答案 3.D 4.A

下图为大气垂直分层示意图。读图回答5～7题。

5.图中正确表示大气层气温垂直变化的曲线是( ) A.① C.③

B.② D.④

6.对无线电短波通信具有重要意义的电离层位于( ) A.Ⅰ层顶部 C.Ⅱ层中部

B.Ⅱ层底部 D.Ⅲ层

7.按计划，我国于2016年前后发射了天宫二号空间实验舱，并随后发射了神舟十一号飞船和天舟一号货运飞船与之对接，计划2022年前后完成空间站建造工作。实验舱和飞船的运行轨道所在的大气层( ) A.Ⅰ层 C.Ⅲ层

B.Ⅱ层 D.Ⅱ层顶部

解析 第5题，根据大气的密度、温度和运动特征，自下而上可将大气层分为对流层、平流层和高层大气，从温度变化趋势看，①②正确，但①曲线在Ⅱ层上半部气温变化出现错误，故只有②正确。第6题，高层大气(Ⅲ层)中存在若干电离层。第7题，实验舱和飞船位于高层大气中。 答案 5.B 6.D 7.C

下图示意地球大气垂直分层(部分)，完成8～10题。

8.①②③④四条曲线中，正确表示大气层气温垂直分布情况的是( ) A.① C.③

B.② D.④

9.影响该大气层气温垂直变化的主要因素是( ) A.地面辐射 C.臭氧吸收紫外线

10.有关图示大气层正确的叙述是( ) A.有电离层，对无线电通信有重要作用 B.天气晴朗，对流旺盛，利于高空飞行 C.上部冷下部热，空气以平流运动为主 D.顶部与底部的气温相差50 ℃左右

解析 第8题，从图中高度上可知，该层为平流层，气温随高度升高，开始变化不大，然后随着高度上升气温迅速升高。第9题，该层大气中含有大量臭氧，它能强烈吸收紫外线导致该层大气升温。第10题，该层大气上热下冷，以平流运动为主，天气晴朗利于高空飞行，顶部与底部温度相差50 ℃左右；电离层不在平流层中。

答案 8.A 9.C 10.D

二、非选择题(共2大题，50分)

B.CO2气体吸收地面辐射 D.人类活动

11.读“气温垂直变化图”，完成下列各题。(20分)

(1)图中a、b、c、d四条曲线中，正确反映地球大气温度随高度变化的是__________，判断依据是___________________________________________________________。(6分)

(2)当地面温度为28 ℃时，3 000米高度的大气温度为________，当对流层的层顶温度为－44 ℃，则该地大致位于________纬度地区。(4分)

(3)风、云、雨、雪等天气现象集中于________层(填字母)，原因是________________ _____________________________________________________________________。(4分)

(4)人类目前利用平流层最主要的方式是__________，原因是__________________ _______________________________________________________________。(6分) 答案 (1)b 原因：对流层底部平均气温应在十几摄氏度范围内 (2)10 ℃ 中

(3)A 因为对流层气温随着海拔的增加而降低，对流运动显著，大气中的水分在上升的过程中遇冷凝结，易成云致雨

(4)高空飞行 空气以水平运动为主，气流平稳，水汽、尘埃少，大气透明度高等，有利于高空飞行

12.读图，完成下列问题。(30分)

(1)A层天气现象复杂多变的原因：①：____________________________________； ②___________________________________________________________。(12分) (2)补绘B层气温变化曲线。该层20～40千米高度，________含量较高，形成________层，成为人类生存环境的天然屏障。(4分)

(3)图中50～85千米高度范围内，气温随高度变化的特点是________________，依据所学的知识可以推测该高度范围内大气运动以________运动为主。(8分) (4)C层中有________层，________爆发时，会引起该层的扰动，此时传播的________信号会被部分或全部吸收。(6分)

解析 第(1)题，对流层大约集中了大气质量的四分之三和几乎全部的水汽、杂质，厚度随纬度变化而变化。特点：气温随高度的增加而递减，空气对流运动显著，天气现象复杂多变。第(2)题，平流层大气的温度随高度升高而递增，臭氧层吸收紫外线，被称为地球生命的保护伞，臭氧在平流层中20～40 km的高度含量最高。第(3)题，高层大气温度先随高度增加而递减，故以对流运动为主，而后随高度增加而递增。第(4)题，高层大气空气密度很小，气压很低，高空有电离层，有利于无线电通信。当太阳活动强烈爆发时，可以使电离层受到影响，甚至失去电离作用，从而影响无线电短波通信。

答案 (1)大约集中了大气质量的四分之三和几乎全部的水汽、杂质 空气对流运动显著 (2)如图

臭氧 臭氧

(3)随高度的增高而递减 对流 (4)电离 太阳活动 无线电短波

等级考——大显身手

臭氧层保护是当今全球最重要的环保议题之一。下图反映了9月份30°S～80°S平流层臭氧总量多年变化状况。据此完成13～14题。

13.随年份的推移，臭氧总量( )

A.最大值所在位置南移 C.在高纬地区递减明显 14.臭氧总量减少直接导致( ) A.太阳紫外线减少 C.平流层气温降低

B.在各纬度均出现递减 D.随大气CO2浓度而增加

B.全球降水量减少 D.地面散失热量减弱

解析 第13题，结合图示分析可知，随着年份的推移，臭氧总量最大值所在位置北移，在中纬度，臭氧总量随纬度的升高而递增，而在高纬度递减明显。第14题，臭氧层破坏直接导致到达地面的紫外线辐射增多，也直接导致平流层吸收太阳紫外线短波辐射的能力降低，从而引起平流层气温降低。 答案 13.C 14.C

15.下左图表示近地面空气若上升到3 000米高度时，理论温度为T，3 000米高空的实际温度为Ts。当Ts≥T时，近地面空气上升将受阻，即出现了逆温现象。下右图示意某城市春季气温日变化图。

(1)若Ts稳定在－8 ℃，该城市气温至少要上升到________℃以上时，逆温现象才会结束，这时的时间约为________时。

(2)一般逆温结束后2小时，近地面对流才能起到“净化”空气的作用。所以，在图示的情况下，仅考虑空气洁净的因素，上午体育锻炼的时间宜选在________时以后。

解析 对流层大气温度垂直变化的规律是随高度上升，气温递减，每上升1 000

米，气温下降约6 ℃。按此理论3 000米高空应比地面低18 ℃，3 000米高空实际温度Ts为－8 ℃时，正常情况下地面应高于10 ℃，逆温现象才能结束。据气温变化曲线，地面温度高于10 ℃时间应为8点钟以后，8点钟后逆温现象结束，之后2小时空气“净化”，则上午体育锻炼时间应在10点以后。 答案 (1)10 8 (2)10