高中地理必修一《大气的垂直分层》

2023-06-04地理

嫦娥奔月的故事同学们都听说过,相传嫦娥吃了仙药后,飘飘然然地飞了起来,它飞过了窗户,飞过了洒满银灰的郊野,越飞越高,一直朝着月亮飞去。假设我们也有法力,也可以往高空处飞去,我们应该穿着美丽的夏装,还是裹上厚厚的冬装?带着这个问题,这节课我们一起来探究大气的垂直分层。

起立马扎罗山地处赤道附近,是非洲第一高峰,但是它的山顶却终年积雪,这是为什么呢?好,这位同学说一说,非常好。我们都知道,随着海拔的升高,温度在降低。起立马扎罗山海拔较高,所以它的山顶处气温较低,因此终年积雪。地球上的大气从地表可以绵延至数千米的高空,温度随高度的升高一直在降低吗?请同学们看一看幻灯片上大气的垂直分层示意图,结合教材内容回答几个问题。地球的大气可以被分为哪几个层级?不同的层级气温随高度是如何变化的?为什么会这样变化?

好,这位同学说一说不错,他说地球的大气可以被分为对流层、平流程,以及高层大气。

好。对于流程温度随高度是如何变化的,这位同学非常好,对流程中温度随高度的上升而降低。正是因为对流程大气的热源主要来自于地面,因此距离地面越远越高处的大气,它的温度就越低。好,平流层这位同学非常好,平流层随高度的升高,温度也在升高。这是因为在平流层中含有大量的臭氧,臭氧会吸收太阳中波长较短的紫外线,距离臭氧层越近的地方,气温就越高。好高,高层大气好,这位同学不错,高层大气温度随高度的升高而降低,这是因为这里已经缺少了大量的臭氧,因此距离车网层越远,越高处温度就越低。但是随着高度的持续上升,温度也会再次上山。这是因为这里已经可以吸收波长更短的太阳光线,在 3 千米以上的高空,温度已经能够达到 1000 摄氏度以上。同学们介绍的都非常好,我们来一个个看看。

先来看看对流层,对流层位于地球大气的最底部,对流层的大气上步冷,下一步这,大气受热体积会膨胀,之后它的密度就会减小,因此容易产生上身运动。大气受冷,体积会收缩,密度会变大,因此容易产生下沉运动。很好,一个上身一个下沉,这样就构造出了地大气的对流运动。对流层的名称也就是这样来的,在静地面的水汽和杂质会随着大气的对流运动不断地向上输送。在向上输送的过程中,水气容易遇冷,凝结成雨、云、雨、雾、雪等一些天气现象就发生在对流层中。

我们人类就生活在对流层的底部。现在来考同学们不同纬度的地区对流程的高度一致吗?请同学们先独立思考 2 分钟,在前后桌小组讨论。好。这位同学非常好,他说是不一致的。在前面学习影响太阳辐射射量的因素的时候,我们提到过,纬度越高,接受到的太阳辐射量越小。所以在高纬度地区,由于接受到的太阳辐射量较小,因此地面受热少,所以对流运动不那么旺盛,所以高纬度地区对流层大约只有 8- 9 千米。而在低纬度地区,由于接受到的太阳辐射量更多,因此对流运动较为旺盛。对流层的高度能够达到 17- 18 千米对流层的平均高度。或者说中纬度地区对流层的高度大约在 12 千米左右。在对流层的上部一直到高空中, 50- 55 千米处为平流层的大气上步热,下部冷。我们说了,热的大气容易产生上身运动,冷的大气容易产生下沉运动。所以在平流层还会有大气的多月流运动吗?非常好。

没有,这里主要是以大气的平流运动为主,这里大气稀薄,温度非常的低,请问同学们,飞机是适合在平流层中飞行,还是适合在对流程中飞行?好?这位同学说一说,他说适合在平流层中飞行,因为对流程中各种天气现象复杂多变,会干扰飞机飞行的视线,而平流层中水汽杂质极少,云雨等一些天气现象更是绝具,天气晴朗,因此适合高空飞行非常好。

在平流层的上部统称为高层大气。高层大气的不同高度数,它的特性也会有所差异。在 80- 120 千米的高空处,来自外太空的流星起会在这里燃烧成为我们看到的流星。在 80- 500 千米的高空处,会有若干的电离层,这里的大气高度电离层就像一面镜子一样,可以反射无线电波,使得无线电波在地面和电离层之间屡次反射,能够实现远距离无线电波通信。正是利用了电离层的特性,在 2000- 3000 千米的高空处,这里的大气密度和星际太空的密度十分的接近,并且会有一些运动迅速的空气质子散移到宇宙空间,所以一般认为这里是地球大气的少见。现在老师再来问一问同学们,如果你们可以向高处飞行,你们应该穿着美丽的夏装还是裹上厚厚的冬装?这位同学说一声,非常好,都不可以,我们要戴上氧气面罩,穿上特制的宇航服,才能够飞得更高。人类利用着地球大气不同层级的特点进行着生产生活,但是在生产生活的同时也在不断地破坏大气环境,由于大气环境遭到破坏,它的危害是全球性的,因此引起了国际各界的广泛关注,许多国家都纷纷采取措施来保护地球的大气环境。请问同学们,日常生活中我们可以从哪些小事做起保护大气环境?这位同学说一说,非常好,我们可以低碳出行,践行绿色生活。

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