1、12翟志剛翟志剛中國太空行走第一人中國太空行走第一人3第第 三三 篇篇大氣與天氣、氣候大氣與天氣、氣候?qū)ｎ}專題8 8 大氣的組成和垂直分層大氣的組成和垂直分層4萬萬 物物 生生 存存 離離 不不 開開 大大 氣氣大氣大氣包圍地球的空氣包圍地球的空氣自然環(huán)境中最活躍的成分5一、大氣的組成及其作用一、大氣的組成及其作用氮?dú)獾獨(dú)?8%78%氧氣氧氣21%21%其他氣體其他氣體1%1%COCO2 2、氬氣、氬氣、 O O3 3等等干潔空氣組成圖干潔空氣組成圖1 1、大氣的組成、大氣的組成干潔空氣、水汽、微小塵埃干潔空氣、水汽、微小塵埃6成云致雨的必要條件，起凝結(jié)核作用成云致雨的必要條件，起凝結(jié)核作用水

2、水 汽汽塵塵 埃埃生物體的基本成分生物體的基本成分維持生物活動(dòng)的必要物質(zhì)維持生物活動(dòng)的必要物質(zhì)植物光合作用的原料；植物光合作用的原料；對地面保溫對地面保溫吸收紫外線，使地球上的生吸收紫外線，使地球上的生物免遭過量紫外線的傷害物免遭過量紫外線的傷害成云致雨的必要條件；成云致雨的必要條件；對地面保溫對地面保溫大氣組成大氣組成主主 要要 作作 用用干干潔潔空空氣氣O3N2O2CO22 2、大氣各成分的作用、大氣各成分的作用討論歸納以下表格：討論歸納以下表格：7 思考：思考： 大氣中的水汽和塵埃大氣中的水汽和塵埃來自何處？來自何處？ 大氣中的水汽的含量大氣中的水汽的含量因時(shí)因地而變化著的。因時(shí)因地而變

3、化著的。 塵埃主要來自自然和塵埃主要來自自然和人類活動(dòng)。人類活動(dòng)。 除塵埃外，空氣中的一些化學(xué)物質(zhì)也來自人類除塵埃外，空氣中的一些化學(xué)物質(zhì)也來自人類活動(dòng)，它們是影響空氣質(zhì)量的主要因素。活動(dòng)，它們是影響空氣質(zhì)量的主要因素。8大氣圈大氣圈(大氣層大氣層)質(zhì)量質(zhì)量: :地球總質(zhì)量的百萬分子一地球總質(zhì)量的百萬分子一. .隨高度增加而減小隨高度增加而減小.(.(原因原因: :地球引力地球引力) )90% 1590% 15千米高度千米高度99.9%5099.9%50千米高度千米高度20002000千米高度以上，大氣極其稀薄。無明顯上界。千米高度以上，大氣極其稀薄。無明顯上界。大氣在垂直高度上密度如何變化大

4、氣在垂直高度上密度如何變化? ?原因原因? ?9討論：討論： 1.航天服可分為艙內(nèi)航天服和艙外航天服，圖中航天服可分為艙內(nèi)航天服和艙外航天服，圖中宇航員宇航員身穿的是？身穿的是？ 2.請你設(shè)計(jì)一套艙外航天服，說明其主要功能。請你設(shè)計(jì)一套艙外航天服，說明其主要功能。10 防太陽輻射；防太陽輻射；保護(hù)航天員不受倉外環(huán)境過熱保護(hù)航天員不受倉外環(huán)境過熱過冷的侵襲；過冷的侵襲；保持適當(dāng)?shù)臍鈮海槐３诌m當(dāng)?shù)臍鈮海蛔钃跷㈦E石阻擋微隕石11神舟七號的相關(guān)報(bào)道神舟七號的相關(guān)報(bào)道北京時(shí)間北京時(shí)間有有 關(guān)關(guān) 報(bào)報(bào) 道道 9月25日21:33 神舟七號載人飛船神舟七號載人飛船發(fā)射發(fā)射獲得圓滿成功！獲得圓滿成功！ 9月2

5、7日04:04 成功變軌，進(jìn)入高度成功變軌，進(jìn)入高度343千米千米的圓形軌道。的圓形軌道。 9月27日16:35 航天員翟志剛打開艙門，開始在航天員翟志剛打開艙門，開始在距地面距地面343千米千米的高度的高度出艙出艙活動(dòng)，并進(jìn)行太空行走。活動(dòng)，并進(jìn)行太空行走。 9月28日17:25 神舟七號離開神舟七號離開85公里至公里至30公里公里高度的高度的 “黑黑障區(qū)障區(qū)”，打開主傘。，打開主傘。 9月28日17:36 成功成功著陸于著陸于內(nèi)蒙古草原。內(nèi)蒙古草原。思考：思考： 航天員進(jìn)行出艙活動(dòng)時(shí)，飛船飛行于大氣垂直分層中的哪航天員進(jìn)行出艙活動(dòng)時(shí)，飛船飛行于大氣垂直分層中的哪一層？這一層的大氣溫度隨著高

6、度升高是怎樣變化的？一層？這一層的大氣溫度隨著高度升高是怎樣變化的？讀讀76頁大氣垂直分層圖頁大氣垂直分層圖12 航天員出艙時(shí)位于航天員出艙時(shí)位于熱層（電離層）熱層（電離層），其溫度隨高度升其溫度隨高度升高而升高高而升高。 是否大氣中溫度變化都是如此？除了熱層外，大氣是否大氣中溫度變化都是如此？除了熱層外，大氣還有哪些層？分層的依據(jù)是什么？還有哪些層？分層的依據(jù)是什么？13二、大氣的垂直分層二、大氣的垂直分層原理：原理： 根據(jù)大氣的根據(jù)大氣的溫度溫度、密度密度等物理性質(zhì)在垂等物理性質(zhì)在垂直方向上的直方向上的差異差異，將大氣圈進(jìn)行分層，將大氣圈進(jìn)行分層. .141 1、大大氣氣垂垂直直結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)散

7、逸層散逸層對流層對流層平流層平流層中間層中間層熱層熱層(電離層電離層)臭氧層臭氧層15氣溫變化氣溫變化厚度厚度大氣運(yùn)動(dòng)狀況大氣運(yùn)動(dòng)狀況對流層對流層對流層主要特點(diǎn)對流層主要特點(diǎn)天氣狀況天氣狀況 8-18 8-18千米千米. .因因緯度緯度和和季節(jié)季節(jié)的不同而不同。的不同而不同。 隨高度增加而遞減（下熱上隨高度增加而遞減（下熱上冷）；上升冷）；上升10001000米，下降米，下降6.56.5度。度。對流顯著對流顯著天氣和氣候變化顯著。天氣和氣候變化顯著。原因原因水汽塵埃含量多水汽塵埃含量多 原因原因熱量主要來自地面輻射熱量主要來自地面輻射2 2、各層主要特點(diǎn)、各層主要特點(diǎn) 討論：對流層氣溫上低下高

8、，討論：對流層氣溫上低下高，原因是什么？會(huì)引起哪些現(xiàn)象？原因是什么？會(huì)引起哪些現(xiàn)象？根據(jù)對流運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，其厚度的根據(jù)對流運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，其厚度的時(shí)空分布有何規(guī)律？時(shí)空分布有何規(guī)律？16對流層厚度的變化對流層厚度的變化緯度緯度1718101210128989 N 90 60 30 0 30 60 90S厚度（厚度（KM)KM)5101520夏季：厚夏季：厚冬季：薄冬季：薄隨季節(jié)變化隨季節(jié)變化隨緯度變化隨緯度變化上海：上海：夏季夏季16千米千米 冬季冬季11千米千米對流層的厚度為什么存在時(shí)空差異？對流層的厚度為什么存在時(shí)空差異？ 地表氣溫差異導(dǎo)致對地表氣溫差異導(dǎo)致對流強(qiáng)度不同。流強(qiáng)度不同。17平流層平

9、流層臭氧層臭氧層氣溫變化氣溫變化天氣狀況天氣狀況對流層對流層平流層主要特點(diǎn)平流層主要特點(diǎn)范圍范圍大氣運(yùn)動(dòng)狀況大氣運(yùn)動(dòng)狀況對流層頂至對流層頂至50-5550-55千米；臭氧層千米；臭氧層在在20-3020-30千米處千米處. .隨高度增加而上升隨高度增加而上升( (上熱下冷上熱下冷).).大氣水平流動(dòng)大氣水平流動(dòng)晴朗晴朗原因原因臭氧吸收太陽紫外線臭氧吸收太陽紫外線為何有利于高空飛行？為何有利于高空飛行？水平運(yùn)動(dòng)，大氣平穩(wěn)；水平運(yùn)動(dòng)，大氣平穩(wěn)；天氣晴朗，能見度好。天氣晴朗，能見度好。18中間層中間層范圍范圍氣溫變化氣溫變化大氣運(yùn)動(dòng)狀況大氣運(yùn)動(dòng)狀況平流層平流層對流層對流層中間層主要特點(diǎn)中間層主要特點(diǎn)

10、平流層頂至平流層頂至8585千米千米 隨高度增加而降低（下隨高度增加而降低（下熱上冷）熱上冷）高空對流高空對流熱層主要特點(diǎn)熱層主要特點(diǎn)范圍范圍中間層頂至中間層頂至800800千米千米氣溫變化氣溫變化 隨高度增加而上升（上熱隨高度增加而上升（上熱下冷）下冷）原因原因氧原子吸收太陽紫外線。氧原子吸收太陽紫外線。 大部分氣體以離子態(tài)存在，大部分氣體以離子態(tài)存在，能反射無線電波。能反射無線電波。熱層熱層19反射無線電波反射無線電波散逸層主要特點(diǎn)散逸層主要特點(diǎn)范圍：熱層頂以上范圍：熱層頂以上大氣十分稀薄，常有粒子散逸。大氣十分稀薄，常有粒子散逸。203、大氣各層對人類活動(dòng)影響、大氣各層對人類活動(dòng)影響名稱

11、名稱對人類活動(dòng)的影響對人類活動(dòng)的影響對流層對流層平流層平流層熱熱 層層水汽、塵埃最集中水汽、塵埃最集中天氣和氣候變化天氣和氣候變化最顯著最顯著臭氧層臭氧層( (吸收太陽紫外線吸收太陽紫外線) )；航空最佳飛；航空最佳飛行層行層 電離層反射無線電波電離層反射無線電波對電訊通訊工對電訊通訊工程建設(shè)有意義程建設(shè)有意義21 大氣為地球生命的繁衍，人類的發(fā)大氣為地球生命的繁衍，人類的發(fā)展，提供了理想的環(huán)境。它的狀態(tài)和展，提供了理想的環(huán)境。它的狀態(tài)和變化，時(shí)時(shí)處處影響到人類的活動(dòng)與變化，時(shí)時(shí)處處影響到人類的活動(dòng)與生存。生存。 因此，保護(hù)大氣的質(zhì)量，就是保因此，保護(hù)大氣的質(zhì)量，就是保護(hù)了我們?nèi)祟惖纳姝h(huán)境。

12、護(hù)了我們?nèi)祟惖纳姝h(huán)境。22干潔空氣中能吸收并放射長波輻射，對地面有一定保干潔空氣中能吸收并放射長波輻射，對地面有一定保溫作用的是溫作用的是A A、氮?dú)狻⒌獨(dú)?B B、氧氣、氧氣 C C、二氧化碳、二氧化碳 D D、水汽、水汽 C下列各地中，對流層厚度最大的是：下列各地中，對流層厚度最大的是： A A、上海、上海 B B、莫斯科、莫斯科 C C、新加坡、新加坡 D D、北京、北京C23思考：思考： 一架飛機(jī)從北極出發(fā)，到達(dá)南極，飛行高度保持在一架飛機(jī)從北極出發(fā)，到達(dá)南極，飛行高度保持在1010千米，該飛機(jī)依次經(jīng)過哪些大氣垂直分層中哪些層？千米，該飛機(jī)依次經(jīng)過哪些大氣垂直分層中哪些層？緯度緯度1

13、718101210128989 N 90 60 30 0 30 60 90S厚度（厚度（KM)KM)5101520平流層平流層對流層對流層平流層平流層241 1、氣溫隨高度升高而降低、氣溫隨高度升高而降低，平均每上升，平均每上升10001000米氣溫米氣溫下降下降66的是：的是： 2 2、南極上空臭氧層變薄、南極上空臭氧層變薄現(xiàn)象出現(xiàn)在：現(xiàn)象出現(xiàn)在： 3 3、有利于航空飛行的是：、有利于航空飛行的是： 4 4、太陽活動(dòng)強(qiáng)烈時(shí)會(huì)使地、太陽活動(dòng)強(qiáng)烈時(shí)會(huì)使地面的無線電短波通訊受到面的無線電短波通訊受到影響的是：影響的是： DCCA25圖為某城市某日清晨低層大氣剖面圖圖為某城市某日清晨低層大氣剖面圖

14、圖中氣溫分布異常的是圖中氣溫分布異常的是中的？判斷的理由是？中的？判斷的理由是？該城市工業(yè)高度集中，汽車數(shù)以百計(jì)，當(dāng)天發(fā)生了重大的煙霧事該城市工業(yè)高度集中，汽車數(shù)以百計(jì)，當(dāng)天發(fā)生了重大的煙霧事件，造成這一事件的人為原因是？氣象原因是？地形原因是？件，造成這一事件的人為原因是？氣象原因是？地形原因是？；隨高度的上升氣溫升高；隨高度的上升氣溫升高大量污染物的排放；逆溫現(xiàn)象；盆地大量污染物的排放；逆溫現(xiàn)象；盆地26舉例說明大氣圈怎樣呵護(hù)地球的舉例說明大氣圈怎樣呵護(hù)地球的三三. .大氣圈對地球生命的保護(hù)大氣圈對地球生命的保護(hù)27 為什么兩個(gè)天體距離如此近，卻有著截然不同的地表形態(tài)？281 1、地球的、

15、地球的防彈衣防彈衣有資料顯示：每有資料顯示：每年進(jìn)入地球大氣年進(jìn)入地球大氣層的流星體物質(zhì)層的流星體物質(zhì)總量達(dá)上萬噸。總量達(dá)上萬噸。29 資料顯示：現(xiàn)有的近地小行星大約有資料顯示：現(xiàn)有的近地小行星大約有14001400多顆，對地球有威脅的將近多顆，對地球有威脅的將近600600多顆，木星的引多顆，木星的引力是近地小行星產(chǎn)生的主要原因。力是近地小行星產(chǎn)生的主要原因。專家對此情況說：專家對此情況說：“假如撞擊地球的小行假如撞擊地球的小行星的直徑超過一公里，那么這個(gè)災(zāi)難就是全球星的直徑超過一公里，那么這個(gè)災(zāi)難就是全球性的，沒有任何地方可以避免遇難。性的，沒有任何地方可以避免遇難。”假如小行星真的要撞向

16、地球，你能否導(dǎo)演假如小行星真的要撞向地球，你能否導(dǎo)演一場一場“人定勝天人定勝天”的大片？的大片？ 請導(dǎo)演一場請導(dǎo)演一場“人定勝天人定勝天”的大的大片片30參考方案參考方案1. 1.用核彈炸毀小行星。用核彈炸毀小行星。參考方案參考方案2. 2.用爆炸法改變軌道。用爆炸法改變軌道。參考方案參考方案3. 3.改變顏色來改變軌道改變顏色來改變軌道 。參考方案參考方案4. 4.給小行星安給小行星安“太陽帆太陽帆”來改變軌道。用張開的來改變軌道。用張開的“帆帆”吸收由太陽放射出的光子，從而像風(fēng)吹動(dòng)一條船上的帆一樣吸收由太陽放射出的光子，從而像風(fēng)吹動(dòng)一條船上的帆一樣，把小行星推離原來的軌道。，把小行星推離原

17、來的軌道。弱點(diǎn)與質(zhì)疑弱點(diǎn)與質(zhì)疑? ?弱點(diǎn)與質(zhì)疑弱點(diǎn)與質(zhì)疑? ?弱點(diǎn)與質(zhì)疑？弱點(diǎn)與質(zhì)疑？ 此方案的弱點(diǎn)此方案的弱點(diǎn)? ?核爆炸的后果難以預(yù)料。核爆炸的后果難以預(yù)料。 在理想狀態(tài)下才能進(jìn)行的，實(shí)際中不在理想狀態(tài)下才能進(jìn)行的，實(shí)際中不能有一點(diǎn)點(diǎn)的誤差存在，難度太高能有一點(diǎn)點(diǎn)的誤差存在，難度太高 。刷漆？需要多少油漆？多少人力？刷漆？需要多少油漆？多少人力？ 31 月球表面，白天在太陽直射的地月球表面，白天在太陽直射的地方，溫度可達(dá)方，溫度可達(dá)127127攝氏度，夜晚則降攝氏度，夜晚則降到到-183-183攝氏度。攝氏度。 在地球上，溫差最大的沙漠白天最在地球上，溫差最大的沙漠白天最熱達(dá)熱達(dá)8888，

18、而晚上降至，而晚上降至1010以下。以下。為什么地球的氣溫日較差與月球?yàn)槭裁吹厍虻臍鉁厝蛰^差與月球的氣溫日較差相差這么大？的氣溫日較差相差這么大？32大氣吸收大氣吸收（1919%）大氣反射大氣反射大氣上界大氣上界大氣對太陽輻射的削弱作用大氣對太陽輻射的削弱作用到達(dá)地面的太陽輻射到達(dá)地面的太陽輻射（4747%）大氣散射大氣散射2 2、地球的、地球的遮陽傘遮陽傘（3434%）云層、塵埃云層、塵埃空氣分子、塵粒、云滴空氣分子、塵粒、云滴固體雜質(zhì)、水汽、固體雜質(zhì)、水汽、O、O3、CO2大氣幾乎削弱了一半的太陽輻射大氣幾乎削弱了一半的太陽輻射 太陽太陽短波輻射短波輻射333 3、地球的、地球的保溫被保溫

19、被地面地面太陽輻射（短波）太陽輻射（短波）地面輻射地面輻射大氣逆輻射大氣逆輻射（長波輻射）（長波輻射）地面輻射（電磁波形式）相對太陽輻射而言是長波輻射地面輻射（電磁波形式）相對太陽輻射而言是長波輻射水汽、塵埃、水汽、塵埃、 CO2截留大部分截留大部分長波輻射（長波輻射（75%-90%）到達(dá)地面的太陽輻射到達(dá)地面的太陽輻射（4747%）大氣輻射大氣輻射 大氣逆輻射使得近地面大大氣逆輻射使得近地面大氣始終保有一定的熱量。氣始終保有一定的熱量。34形式形式 參與作用的大氣成分參與作用的大氣成分 大氣削弱作用大氣削弱作用 大氣保溫作用大氣保溫作用 水汽和二氧化碳等吸收大部分長波輻射，水汽和二氧化碳等吸

20、收大部分長波輻射，把地面輻射的大部分熱量截留在大氣中，把地面輻射的大部分熱量截留在大氣中，并通過并通過大氣逆輻射大氣逆輻射還給地面。還給地面。 吸收吸收 散射散射 反射反射 水汽、塵埃、臭氧、氧、二氧化碳等水汽、塵埃、臭氧、氧、二氧化碳等；太陽輻射被吸收后轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮堋＃惶栞椛浔晃蘸筠D(zhuǎn)變?yōu)闊崮堋?空氣分子、塵粒、云滴；改變太陽空氣分子、塵粒、云滴；改變太陽輻射方向。輻射方向。 云層、較大顆粒的塵埃；改變太陽云層、較大顆粒的塵埃；改變太陽輻射方向。輻射方向。 35 大氣為地球生命的繁衍，人類的發(fā)大氣為地球生命的繁衍，人類的發(fā)展，提供了理想的環(huán)境。它的狀態(tài)和展，提供了理想的環(huán)境。它的狀態(tài)和變化，

21、時(shí)時(shí)處處影響到人類的活動(dòng)與變化，時(shí)時(shí)處處影響到人類的活動(dòng)與生存。生存。 除以上三方面外，適度的大氣壓也是地除以上三方面外，適度的大氣壓也是地球生命生存的基本條件。所以，厚厚的大球生命生存的基本條件。所以，厚厚的大氣圈是地球生命的保護(hù)傘。氣圈是地球生命的保護(hù)傘。 因此，保護(hù)大氣的質(zhì)量，就是保因此，保護(hù)大氣的質(zhì)量，就是保護(hù)了我們?nèi)祟惖纳姝h(huán)境。護(hù)了我們?nèi)祟惖纳姝h(huán)境。36為什么陰天時(shí)或大氣塵埃煙霧較多時(shí)，見到的天空是為什么陰天時(shí)或大氣塵埃煙霧較多時(shí)，見到的天空是灰白色？灰白色？ 散射作用散射作用為什么在日出之前天就亮了，在樹蔭下，在房間里，為什么在日出之前天就亮了，在樹蔭下，在房間里，凡是陽光不能

22、照射的地方仍是明亮的？凡是陽光不能照射的地方仍是明亮的？ 散射作用散射作用 為什么在月球上白天看太陽只是一個(gè)明亮的圓盤，而為什么在月球上白天看太陽只是一個(gè)明亮的圓盤，而四周背景卻是黑暗的？四周背景卻是黑暗的？ 沒有散射作用沒有散射作用 37為什么晴朗的白天天空呈藍(lán)色？早晚呈紅色？為什么晴朗的白天天空呈藍(lán)色？早晚呈紅色？ 為什么說赤道地區(qū)終年太陽高度較大，但它并不是全為什么說赤道地區(qū)終年太陽高度較大，但它并不是全球太陽輻射強(qiáng)度最大的地區(qū)？球太陽輻射強(qiáng)度最大的地區(qū)？ 正午路程短，僅藍(lán)光被散射掉；早晚路程長，短波正午路程短，僅藍(lán)光被散射掉；早晚路程長，短波各色光皆被散射，剩下紅光投射地面各色光皆被散射，剩下紅光投射地面 對流旺盛，多云雨，云量多，大氣的反射作用強(qiáng)對流旺盛，多云雨，云量多，大氣的反射作用強(qiáng) 38為什么霜凍多出現(xiàn)在晴朗的天氣？為什么霜凍多出現(xiàn)在晴朗的天氣？ 大氣逆輻射弱大氣逆輻射弱為什么月球表面晝夜溫差相差如此之大？為什么月球表面晝夜溫差相差如此之大？ 沒有大氣的削