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2.1 大气垂直结构

地球运动与自然环境 · 高三
先确认一下:这一关能不能学
上面这几节是它的地基 —— 没通的话,补完再回来,比硬啃快得多。
讲清楚它是什么

定义 大气按温度、密度及运动状况,在垂直方向上分为对流层、平流层和高层大气三个圈层。

从哪来 本知识点建立在 3.2 大气与气候 的基础之上。理解大气垂直结构是分析大气受热过程、热力环流及天气现象的空间背景前提。

为什么 大气垂直分层的核心依据是温度随高度的变化规律,这直接决定了大气的运动状态: 1. 对流层:地面是主要热源,气温随高度增加而递减(平均每升高100米降低0.6℃)。下热上冷导致空气不稳定,产生强烈的对流运动,水汽杂质多,天气现象复杂。 2. 平流层:因臭氧层吸收紫外线增温,气温随高度增加而递增。下冷上热,大气稳定,以平流运动为主,气流平稳,适合飞机飞行。 3. 高层大气:气温先降后升,空气极其稀薄,存在电离层,能反射无线电波。

类比法:电梯与楼层** 适合**形象思维强、空间感较弱**的学生。 将大气层比作一栋大楼: * **一楼(对流层)
是“热闹的大厅”,地面是暖气片,热气往上跑,所以空气乱窜(对流),这里灰尘多、下雨下雪都发生在这里。 * 二楼(平流层):是“安静的图书馆”,因为二楼有个“紫外线吸收板”(臭氧层)发热,上面热下面冷,空气不流动,很平稳,所以飞机喜欢飞这里。 * 三楼及以上(高层大气):是“真空太空站”,空气极少,但有个“信号反射板”(电离层),能帮手机信号(无线电波)传得更远。
讲法
数据图表分析法:温度曲线解读 适合逻辑严密、擅长数据分析的学生。 直接展示“大气垂直分层温度变化曲线图”。 1. 让学生观察横坐标(高度)和纵坐标(温度)。 2. 提问:为什么0-12km段温度随高度升高而降低?(引导回答:地面辐射是主要热源)。 3. 提问:为什么50km附近温度出现转折并上升?(引导回答:臭氧吸收紫外线)。 4. 结论:温度变化决定了运动形式(对流vs平流),进而决定了人类活动(天气vs航空)。
生活经验联系法:飞机与极光** 适合**好奇心强、喜欢联系实际**的学生。 1. **问
为什么民航客机要在万米高空飞行,而不是在低空? * 答:低空(对流层)气流颠簸、云雾多,不安全;高空(平流层)气流平稳、能见度好。 2. 问:为什么极光出现在高层大气? * 答:高层大气稀薄,太阳带电粒子容易进入并与原子分子碰撞发光,且该层有电离层。 3. 总结:不同高度,大气性质不同,决定了不同的自然现象和人类利用方式。
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练一道
基础题
读“大气垂直分层示意图”,回答下列问题: (1) 图中字母A、B、C分别代表大气的哪一层? (2) 哪一层与人类关系最密切?为什么? (3) 哪一层适合高空飞行?为什么?
变式
某地气温垂直递减率为0.6℃/100m。若该地地面气温为20℃,对流层顶气温为-50℃,求该地对流层顶的高度。若此时一架飞机在该高度飞行,其飞行环境有何特点?
看解答过程
(1) A为对流层,B为平流层,C为高层大气。(依据:高度范围和温度变化趋势) (2) A层(对流层)。原因:集中了大气质量的3/4和几乎全部的水汽、杂质,天气现象复杂多变,且是人类生存的直接环境。 (3) B层(平流层)。原因:该层气温随高度增加而升高,大气以平流运动为主,气流平稳,能见度好,利于飞行安全。
试试手自己判
检测题
某地夏季午后,地面气温35℃,对流层顶气温-55℃。若该地对流层垂直递减率符合标准值(0.6℃/100m),请计算该地对流层顶的高度。并判断该地最可能位于哪个纬度带?
看答案和判分标准
答案:1. 高度计算: * 温差 = $35 - (-55) = 90^\circ\text{C}$ * 高度 = $90 / 0.6 \times 100 = 15000\text{m} = 15\text{km}$ 2. 纬度判断: * 该地对流层顶高度为15km,高于中纬度平均值(10-12km),接近低纬度平均值(17-18km)。 * 结论:该地最可能位于低纬度地区(热带)。
判对标准:
计算过程正确,得出15km(或15000m)得2分。
* 正确判断为低纬度地区得2分。
* 若能简要说明“低纬度对流旺盛,对流层顶高”的理由得1分。
* 总分5分,4分及以上为掌握。
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