大气组成

　
[内容和目的要求]
一.内容
　 《高中地理》上册第二单元 大气环境 2.1 大气的组成和垂直分层 2.2 大气的热力状况 2.3 大气的运动
二.目的要求
　 虽说地球上发生的许多自然现象与地球所处的宇宙环境有关，但对地理环境的形成和发展具有深刻影响的乃是地球表面厚厚的大气层?大气环境，大气是地球自然环境最活跃的组成部分，对地球的形成和发展都有极其重要的作用，通过本讲的学习，使学生掌握。
　 1.大气的组成和垂直分布
　 2.大气的各组成物质对生命活动和地球环境的影响
　 3.大气对太阳辐射的削弱作用和对地面的保温作用
　 4.全球的热量平衡状况
　 5.大气运动的原因及其基本形式
[教学重点和教学难点]
一.教学重点：
　 1.低层大气各组成物质对地理环境的影响
　 2.大气的垂直分布
　 3.大气的热力作用
　 4.大气运动的基本形式
二.教学难点：
　 1.大气对地面的保温作用
　 2.大气水平运动的几种作用力
[方法指导]
　 1.本讲各课教材联系紧密，环环相扣，知识头绪较多，因此，在分析问题时，应抓住问题关键，逐步展开分析，层层递进，既要看到其因果联系，又要能抓住问题的本质特征。如：
　 (1)关于大气在垂直方向分层特点的分析，只要掌握了温度在垂直方向的变化特点，其它特点也就迎刃而解，而且记忆也比较方便，现以对流导加以分析：这一层随高度的增加温度不断降低，也就是说，地面较热，离地面越高，气温越低，，这样的大气比较不稳定，因为近地面大气受热，不断膨胀上升。而高空大气受冷，不断冷凝下降，从而形式空气的对流运动。地面温度越高，大气受热膨胀上升（即对流上升）的高度也就越高。由于受地球球体形状的影响。气温从低纬向两极递减，因而对流层的高度也因纬度而有差异，从低纬（高度达17-18千米）向高纬（高仅8-9千米）地区递减；同时，正因为空气的对流运动，把近地面的水汽和固体杂质向上输送，在上升过程中，随温度的降低，水汽冷却凝结，容易成云致雨，产生云、雨、雾、雪等天气现象，而人类主要生活在近地面，即生活在对流层的底部，因此，这一层发生的所有天气现象，都将直接影响着人类的生产活动和生活活动，所以说，这一层是与人类关系最密切的一层。
　 (2)太阳高度与太阳辐射的关系这一问题可以从两方面来加以分析：一是太阳高度角越大，太阳辐射经过地球大气的路程越短（见图a、b）被大气通过吸收，反射和散射等途径削弱得也就越少。最后到达地面的太阳辐射也就越多，反之越少；二是太阳高度角越大，等量的太阳辐射到达地面的面积就越小（见图Ⅰ、Ⅱ），
单位面积上获得的太阳辐射能就越多，
而地面接受的太阳辐射越多，相应地
地面温度、气温也就偏高，因此，这
不仅是气温由低纬向两极递减的原因
之一。同时也是夏季（北半球）气温
较高的原因之一。　　　　　
　 2.注意学科知识、初高中知识的交叉渗透，做到活学活用，学以致用，大气运动既是知识重点，同时又是知识难点，教材首先分析了大气运动最简单的形式?热力环流，虽说运动形式是最简单的，但知识内容并不简单，因为它牵涉到一个较难弄清的概念?气压，对这一问题，应从几个方面来加以分析、比较，从面形成比较清晰的思路，。
　 (1)气压是大气压强的简称，它是指单位面积上承受的大气压力（重量）。而初中物理和高中物理教材第一节都已分析到地球大气密度有由地面向高空递减的特性，密度递减，也就意味着单位体积的大气重量也随高度而递减，气压亦有相同的变化，即随着高度的增加，气压不断降低。
　 (2)既然气压有随高度增加而递减的特征，因此，再在垂直方向比较气压的大小也就显得毫无意义，而书本或平常生活中所见（听）到的高低气压则应倾向比较同一水平高度的气压值的大小，当然，它也与气体密度有关，而气体密度又与气温有关，以近地面为例，气温高的地区，大气受热膨胀上升，使得近地面的气体密度比同一水平高度其他地区低，相应地气压也就比周围地区低，形成低气压，而冷的地方则形成高气压。
　 (3)压强的单位应为帕（pa），但1个大气压为1.01×105pa,因此,为计算、使用方便，把气压的单位统一成百帕（hpa）。即1hpa=100pa。这样，一个大气压即为1010hpa,计算、使用都较方便，因此以后，如不作说明，都应把气压的单位看作hpa。
　 3.化繁为简，层层叠加，掌握问题实质，搞懂难点，把握重点。由于地区间冷热不均，引起空气的上升或下沉运动，空气的上升或下沉，导致同一水平面上有的地方形成高压，有的地方形成低压，从而产生气压差，形成气压梯度，在气压梯度的作用下，产生了促使大气由高气压区流向低气压区的力?水平气压梯度力（见教材P37图2.11），由图可知，水平气压梯度力总是垂直于等压线，并指向低压，在这个力的作用下，原始风向也应垂直于等压线，指向低压。但这种方向的风并不存在，因为在自转着的地球上，大气一运动，就会受到地转偏向力的作用。这个力总是与物体的运动方向相垂直，在北半球使运动物体向右偏转，在南半球向左偏转，在这两个力的相互作用下，大气的运行方向（风向）与等压线相互平等（见教材P38图2.12），此时风向不再偏转，可从两方面加以理解，一是从地理学角度来说，如再偏转，将使大气从低气压向高气压运动，和前面相矛盾，二是从物理学角度来说，此时两个力（水平气压梯度力和地转偏向力）大小相等，方向相反，物体将保持原有运动方向。只不过这种风向只有在高空才可见。因为近地面的大气，在运行过程中还应受到摩擦力的作用，在三个力的共同作用下，风向与等压线之间形成一个夹角（图2.13）即与水平气压梯度力相比，风向在北半球向右偏，在南半球向左偏，而且在同一幅等压线分布图上，等压线越密集的地区，风速越大，反之则越小。
　　　　　　　　附表 三个力与风向的关系
　
作用在大气上的力　
力的方向　
风向　
对风速的影响
水平气压梯度力垂直于等压线由高压指向低压一个力作用，垂直于等压线，由高压指低压是影响风速大小的主要因素，即风速与水平气压梯度力成正比
地转偏向力垂直于风向，北半球右偏，南半球左偏二个力平衡时，风向平行于等压线（北半球高压在右，低压在左）对风速无影响
摩擦力与风向相反三个力共同作用时，与等压线斜交（北半球高压在右，低压在左）降低风速，或者说，摩擦力与风速成反比
[练习题]
一.单项选择题
　 1、约占干洁空气体积分数99%的是（ ）
　 A、氧和二氧化碳 B、氧和氮
　 C、氮和臭氧 D、二氧化碳和臭氧
　 2、大气产生水平运动的原动力是（ ）
　 A、水平气压梯度力 B、地转偏向力
　 C、摩擦力 D、前三个力的合力
　 3、大气运动最简单的形式是（ ）
　 A、气旋和反气旋 B、风 C、大气环流 D、热力环流
　 4、白天多云、气温比晴天低，是因为（ ）
　 A、大气逆辐射减弱 B、云层反射作用增强
　 C、地面辐射增强 D、云层散射作用增强
　 5、由于大气太阳辐射的散射作用而形成的自然现象是（ ）
　 ①晴朗的天空呈现蔚蓝色
　 ②夏日多云的白天气温不会太高
　 ③日落后的黄昏天空是明亮的
　 ④深秋的晴夜往往出现霜冻
　 ⑤多云的夜晚气温不会太低
　 ⑥阴天天空仍是明亮的
　 A、①②⑤　　　B、①cc⑥　　　Ｃ、②④⑥　 　D、①③⑤
　　　　 6、关于二氧化碳作用的叙述正确的是（）
　 A.绿色植物进行光合作用的基本原料
　 B.大量吸收太阳紫外线
　 C.白天和夜晚都能增加地面温度，实现对地面的保温作用
　 D.人类和一切生物维持生命活动所必需的物质
　 7、下图哪种情况昼夜温差最小（ ）
　　
　 8、近地面风向是（ ）
　 A、垂直于等压线，指向高压 B、垂直于等压线，指向低压
　 C、与等压线平行 D、指向低压，与等压线斜交
　 9、读（北半球）等压线分布图，
　 关于下列风向、风速的叙述，正确的是（ ）
　 A.B处风速较小，吹偏南风
　 B.A处风速较小，吹偏南风
　 C.B处风速较大，吹偏北风
　 D.A处风速较大，吹偏北风
　 10、在大气热力环流示意图中，
　 气压由高到低排列顺序正确的是（ ）
　 A、abcd B、abdc
　 C、bacd D、badc
　 11、下列物质是成云致雨的必要条件的是（ ）
　 A、水汽 B、固体尘埃
　 C、臭氧 D、氧和氮
　 12、热能在以下五个环节中的传递顺序应是（ ）
　 ①　地面温度 ②　太阳辐射 ③ 地面辐射 ④ 大气辐射 ⑤　大气温度
　 A、①②③④⑤　 B、⑤④③②①　 C、②①③⑤④ 　D、②①③④⑤
　　　 13、大气臭氧层（ ）
　 A.能大量反射太阳辐射中的紫外线，所以那里气温较低
　 B.能散射阳光中的紫外线，使地面生物免受集中紫外线辐射之害
　 C.是大气中存在臭氧的惟一场所，所以我们应该善加保护
　 D.吸收大量紫外线，减少到达地面的紫外线辐射
　 14、同一纬度“高处不胜寒”的原因是（ ）
　 A、气压低 B、空气稀薄 C、到达的太阳辐射少 D、到达的地面辐射少
二.填空题
　 1.低层大气是由_________、________和固体杂质三部分组成的。
　 2.大气中的_________是人类和一切生物维持生命活动所必需的物质，大气中的氮是地球上_________的基本成分。
　 3.大气对太阳辐射的削弱作用主要表现为吸收、_________和_______作用，其中吸收作用具有_________性。
　 4.太阳辐射能主要集中在波长为_________的________区，它占太阳辐射总能量的50%，为此，人们把太阳辐射称为__________（短、长）波辐射，而地面辐射，因其能量主要集中在__________部分，因而与太阳辐射相比较，地面辐射被称为________辐射。
　 5._________是引起大气运动的根本原因，__________是形成大气水平运动的直接原因。
三.读图分析题
　 1.读大气的垂直分层图，回答下列问题。
　 (1)图中有一处明显错误，请指出。
　 (2)依据地球大气在垂直方向上的_________ 、_________和大气运动状况，可将大气划分为__________ 、_________和高层大气。
　 (3)图中a、b、c分别代表大气垂直分层代号，图中曲线表示的是_________的垂直分布状况。
　 (4)图中b为________层，它的上部气温随高度增加而________，这是因为其中的_________能大量吸收太阳光中的紫外线。
　 (5)a为_______层，该层气温随高度增加而________，原因是________。
　 (6)与人类关系最密切的是_________层，整个地球大气质量的四分之三和几乎全部的水汽，杂质都集中在 ________层，对高空飞行最有利的是
_________层（填名称）。
　 2.读北半球某地区海平面等压线分布图，回答：
　 (1)在图中画出一条槽线和一条脊线，并填出高压中心和低压中心
　 (2)A、B两点风速较大的是_________，理由_________________________。
　 (3)判断A、B两点的风向：A点__________、B点__________
　
[答案提示]
　 一.选择题
1、B　 2、A　 3、D　 4、B　 5、B　 6、A　 7、D
8、D　 9、B　 10、B　 11、B　 12、C　 13、D　 14、D
　 二.填空题
1、干洁空气、水汽　　 2、氧、生物体　 3、反射、散射、选择
4、0．4~0.76微米、可见光、短、红外线、长波
5、冷热不均、气压差异
　 三.读图分析题
　　 1、（1）地面温度太高 （2）温度、密度、对流层、平流层
　　　 （3）温度 （4）平流、增加（迅速上升）、臭氧
　　 (5）对流、递减、地面是对流层大气的主要的直接热源，离地面越高，气温越低
　　　 (6）对流、平流层、对流层

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