人教版 (2019)必修 第一册第一节 大气的组成和垂直分层教学设计

第二章地球上的大气

       第一节 大气的组成和垂直分层

一、教学目标

1.识记大气的主要组成成分和大气垂直分层的各层名称；

2.了解干洁空气、水汽和尘埃在大气中的作用；

3.理解各层的气温变化、气流运动、天气状况等主要特征以及对人类活动的影响。

二、教学重难点

1.重点：大气各垂直分层的名称；对流层、平流层温度变化特征及应用。

2.难点：对流层、平流层的温度变化特征及成因

三、教学方法

谈论法、讨论法

四、教学过程

[新课导入]：

在第一章我们认识了行星地球，也知道了地球是一个普通又是一个特殊的行星，因为它有生命。那么地球有别于其他行星没有的条件是什么呢?之前我们也讲到过，分别是（1）日地距离适中使地表平均气温为15度，有利于生命过程的发生和发展（2）地球的体积、质量适中，吸引大量气体聚集在地球周围(3)、液态水的存在。今天我们就来讲讲条件二中的大量气体是什么。

[新课教学]：

板书：一、大气的组成

师：大家阅读书第28页的四段话，阅读时要带着“大气究竟由什么组成”这个问题去阅读。

师：大家阅读完了吗？接下来哪位同学来回答一下大气是由什么组成的呢？

生：......

师：回答正确。大气是由干洁空气、水汽和固体杂质组成的，其中水汽和杂质含量很少。如今的大气成分是地球长期演化的结果，在短时期内不会有明显的变化。低层大气中除
去水汽和杂质以外的混合气体，称为干洁空气。

师：大家一起来看一下书上图2.2，一起看看干洁空气的体积分数。

25千米以下的干洁空气中，氮气和氧气合占总体积的99%，氧是人类和其他生物维持生命活动所必需的物质；氮是地球上生物体的基本元素。

大气中二氧化碳和臭氧含量虽少，但对地球上的生命活动和自然环境有着重要作用。二氧化碳是绿色植物进行光合作用的基本原料，另外，它吸收地面辐射的能力强，使气温升高。臭氧能吸收太阳光中的紫外线，使大气增温；减少到达地面的紫外线，对生物具有保护作用。

大气中的水汽和杂质含量很少，却在天气变化中扮演重要角色。水的相变，产生云、雨、雾、雪等一系列天气现象，同时伴随着热量的吸收和释放，直接影响地面和大气的温度。大气中的杂质作为凝结核，是成云致雨的必要条件。大气中的水汽和杂质含量，因时因地而异。

人类活动排放的污染物进入大气，会影响大气的成分和含量，产生大气污染，对生态系统和人类生存造成不利影响。

二、大气的垂直分层

师：地球大气从地面向上，可延伸到数千千米高空。根据温度、运动状况和密度，大气自下而上可以划分为对流层、平流层和高层大气。

师：大家阅读书上第32、33页的三段话，阅读时要带着“1，为什么平流层适合飞机飞行？2，无线电通信利用了哪层大气的特性？”这两个问题去阅读。

师：大家看完了吗？我们来找两位同学回答这两个问题。

生：......

师：回答正确。接下来我们一起来认识一下大气分层。

1、对流层

对流层是大气圈的最底层，集中了大气圈质量的3/4和几乎全部的水汽、杂质，大气中的污染物也多集中在这一层。对流层的高度因纬度而异，在低纬度地区为17-18千米，在高纬度地区仅为8-9千米。对流层气温随高度的升高而递减，在对流层的顶部气温降至-60℃.

对流层的大气上部冷、下部热，有利于大气的对流运动。低纬度地区受热多，对流旺盛，对流层所达高度就高。近地面的水汽和杂质通过对流运动向上输送，在上升过程中随着气温降低，容易成云致雨（图2.6）。云、雨、雾、雪等天气现象都发生在这一层。人类生活在对流层的底部。

2、平流层

平流层范围自对流层顶部至50-55千米高空。平流层气温随高度升高而升高。该层大气的下层气温随高度变化很小，但是在30千米以上，气温随高度增加而迅速上升。这是因为平流层中的臭氧吸收大量太阳紫外线，使大气增温。在22-27千米范围内，臭氧含量达到最大值，形成臭氧层。臭氧层使地球上的生命免受过多紫外线的伤害，被称为“地球生命的保护伞”。

平流层的大气上部热、下部冷，不易形成对流，主要以平流运动为主。该层大气中水汽和杂质含量很少，无云雨现象，能见度好，适合航空飞行。鲍姆加特纳从空中跳下的高度就在平流层范围内。那里氧气稀薄、气温低，必须配备特制的字航服。

3、高层大气

平流层以上的大气统称高层大气。自平流层顶部开始，由于没有吸收紫外线的臭氧，气温会下降；随后，由于大气吸收了更短波长的太阳紫外线，温度又持续上升，在300千米的高空，温度可达1000℃以上。

在80-120千米的高空，多数来自太空的流星体会燃烧，成为我们夜晚看到的流星。

在80-500千米的高空，有若干电离层。电离层大气在太阳紫外线和宇宙射线的作用下，处于高度电离状态，能反射无线电波，对无线电通信有重要作用。

高层大气的空气密度很小。在2 000-3 000米的高空，大气的密度已经与星际空间的密度非常接近。这里的一些高速运动的空气质点经常散逸到宇宙空间，这个高度可以看作是地球大气的上界。

课堂小结：

本课抽象内容较多，但一方面对于重点中学生对本章有一点知识基础，另一方面经过本章节学习希望能提高学生的分析能力和推理能力，同时设置一些富有启发性的问题，启发学生思考分析，培养学生自我获取知识的能力：培养学生参与意识，主体意识、创新意识和能力；发挥教师主导作用，体现学生主体地位。

板书：

第二章地球上的大气

       第一节 大气的组成和垂直分层

一、大气的组成

二、大气的垂直分层

1、对流层

2、平流层

3、高层大气