高中地理《冷熱不均引起大氣運動》教案設(shè)計

　　教學目標：知識與技能

　　1.明確大氣的熱量來源，即導致大氣運動的能量來源，使學生能運用圖示說明大氣的受熱過程。

　　2.能闡述大氣溫室效應(yīng)及其作用、大氣熱力環(huán)流等基本原理。

　　3.理解水平氣壓梯度力、地轉(zhuǎn)偏向力和摩擦力對風向的影響，能運用圖示解釋風的形成，培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際并且能用理論知識指導實踐的能力。

　　過程與方法

　　1.通過探討使學生理解"太陽暖地面、地面暖大氣、大氣還地面"的原理。

　　2.利用圖表分析歸納"溫室效應(yīng)"。

　　3.通過實驗活動理解熱力環(huán)流的原理。

　　4.理論聯(lián)系實際，促進對"風的形成"的理解，學會在等壓線圖上判斷某一地的風向。

　　情感、態(tài)度與價值觀

　　樹立辯證唯物主義觀念，增強大氣環(huán)境保護意識。

　　教學重點

　　1.地面是大氣的直接熱源。

　　2.分析熱力環(huán)流形成的過程與方法。

　　3.近地面風向確定方法。

　　教學難點

　　1.大氣受熱過程。

　　2.熱力環(huán)流。

　　3.地轉(zhuǎn)偏向力對大氣運動方向的影響。

　　教具準備

　　課件和投影儀

　　課時安排

　　2課時

　　第1課時

　　教學過程

　�。坌抡n導入］

　　師：我們在第一章中學習了地球的圈層結(jié)構(gòu)，探索了內(nèi)部圈層，也了解了外部圈層，地球的外部圈層有哪幾個呢？大氣圈、水圈、生物圈。大氣圈作為地理圈層之一對于人類生存的意義重大。從今天開始，我們來學習--第二章 地球上的大氣。

　�。ò鍟�）第二章 地球上的大氣

　　［教師精講］

　　師：太陽輻射既能到達地球表面，又能到達月球表面，但是月球表面白天的溫度可高達

　　127 ℃，夜晚則降至－183 ℃。而地球的晝夜溫差要小得多，這是為什么呢？這是因為地球上有厚厚的大氣層而月球沒有。我們就先從大氣的受熱過程學起。

　�。ò鍟�）第一節(jié) 冷熱不均引起大氣運動

　　一、大氣的受熱過程

　　師：地球上的能量主要是從哪兒獲得的？

　　生：太陽。

　　師：我們知道萬物生長靠太陽，這說明了太陽光熱的重要性，而且太陽輻射能也是地球大氣最重要的能量來源。那么太陽輻射穿過大氣層的過程是怎樣的呢？

　�。ㄍ队埃┙滩�30頁圖2.1--地面輻射使大氣增溫示意圖（引導學生觀察、分析）

　　師：地面吸收太陽輻射而使地面增溫，所以，太陽是地面的直接熱源；同時地面向外釋放能量。

　�。ò鍟�）太陽暖地面

　　師：根據(jù)教材30頁頁腳處的說明可知，物體的溫度越高，輻射中最強部分的波長越短；物體溫度越低，輻射中最強部分的波長越長。太陽表面溫度達到6000 K，所以太陽輻射為短波輻射，而地面溫度遠遠低于太陽表面溫度，所以地面輻射屬于長波輻射。同樣，大氣輻射、人體輻射等也屬于長波輻射。

　　那么地面輻射被誰吸收了呢？

　　生：大氣層。

　　師：正確。近地面大氣中的CO2和H2O，能夠強烈吸收地面長波輻射而增溫，吸收率75%～95%，近地面大氣又以對流、傳導等方式，層層向上傳遞熱量、貯存能量。所以，地面是對流層大氣主要的直接熱源。請問大氣這種受熱的過程有什么意義呢？

　　生：大氣受熱的過程影響著大氣的熱狀況、溫度分布和變化，制約著大氣運動狀態(tài)。

　　師：剛才通過學習，我們知道了誰是對流層大氣主要的直接熱源？

　　生：地面。

　�。ò鍟�）地面暖大氣

　　（活動）教材P31活動1

　�。ㄍ队皥D片）

　　師：下面我們再來看看大氣增溫后會出現(xiàn)什么樣的情況，

　�。ㄒ龑�學生自主學習，學習大氣對地面保溫作用的知識，實現(xiàn)由地面輻射到大氣輻射和大氣逆輻射的知識遷移）

　　生：大氣在增溫的同時，也向外釋放紅外線長波輻射。大氣輻射的一小部分向上射向宇宙空間外，大部分向下射向地面，其方向與地面輻射正好相反，故稱為大氣逆輻射。

　　所以，大氣以大氣逆輻射的形式將熱量還給了地面，從而完成了大氣的保溫作用。

　　師：非常好。地球表面及大氣層里保存著的這部分熱量，成為在地理環(huán)境里發(fā)生許多自然現(xiàn)象及其過程的能量源泉。

　　（板書）大氣還地面

　　師：（引導學生合作探究學習）再看第2題。為什么月球表面晝夜溫差比地球表面晝夜間的溫差劇烈得多？

　　生：地球上有大氣層，由于大氣的削弱作用，使地球的白晝溫度不高；由于大氣的保溫作用，使地球的夜晚溫度不會過低。

　　師：地球大氣對太陽輻射的削弱作用表現(xiàn)在吸收、反射和散射三個方面（可做擴展）。通過這三種削弱作用，使太陽輻射只有一半左右能穿透大氣層到達地面。這是地面增溫的主要能量來源。所以地球的白晝溫度不高。另外，大氣吸收地面輻射的能力很強，可將地面輻射的絕大部分能量儲存在大氣中，同時大氣逆輻射又在一定程度上補償了地面輻射損失的熱量，從而起到了對地面的保溫作用。地球大氣對太陽輻射的削弱作用和對地面的保溫作用，既降低了白天的最高氣溫，又提高了夜間的最低氣溫，從而減小了氣溫日較差。

　　月球上沒有大氣層，白天太陽輻射全部到達月球表面，使月球表面溫度迅速升高。夜晚，月球表面輻射強烈，沒有大氣對月球表面的保溫作用，溫度下降速度很快。再加上月球晝夜交替周期比地球長，所以月面溫度晝夜變化比地球劇烈得多。

　　小結(jié)：通過剛才的學習，我們知道了大氣的受熱過程。即首先是太陽輻射使地面增溫，"太陽暖地面"；接下來是地面輻射使大氣增溫，"地面暖大氣"；最后是大氣逆輻射使地面保溫，"大氣還地面"。

　　板書設(shè)計

　　第2課時

　　教學過程

　�。坌抡n導入］

　　師：（復習太陽直射點的回歸年變化）地球表面高低緯度間獲得的太陽輻射相同嗎？

　　生：不同。

　　師：高低緯度間大氣獲得的熱量相同嗎？

　　生：不同。

　　師：熱脹冷縮是大氣十分顯著的物理特性，地球表面高低緯度間的大氣存在著熱量和溫度的差異，必然引起大氣的運動。因此各地冷熱不均是大氣運動的根本原因。大氣運動能輸送大氣中的熱量和水汽，引起各種天氣變化。

　�。ò鍟�）二、熱力環(huán)流

　　師：下面我們分組做一個實驗。

　　（活動）P32活動2（同時投影）

　　得出結(jié)論：香的煙霧先下沉，從裝冰塊的盆向裝有熱水的盆飄動，然后在裝有熱水的盆向上升起，最后飄向裝冰塊的盆的上方，形成一個循環(huán)。結(jié)論是：地面冷熱不均帶來空氣環(huán)流。

　　承轉(zhuǎn)：請大家看投影（引導學生分析，完成熱力環(huán)流形成的簡圖）

　　師：（結(jié)合圖形講解）（1）如果A地受熱，近地面大氣膨脹上升，上空空氣密度加大，形成高氣壓； B、C兩地冷卻，空氣收縮下沉，上空空氣密度減小，形成低氣壓。

　�。�2）同時，A地受熱，近地面大氣膨脹上升，近地面空氣密度減小，形成低氣壓；

　　B、C兩地冷卻，空氣收縮下沉，近地面空氣密度加大，形成高氣壓。

　　（3）由于同一水平面上產(chǎn)生了氣壓差異，并且在水平方向上，空氣總是從高氣壓流向低氣壓。所以，高空空氣就從氣壓高的A地向氣壓低的B、C兩地擴散，近地面的空氣又從

　　B、C兩地流回A地。

　�。�4）這樣，大氣運動最簡單的形式--熱力環(huán)流形成了。

　　在我們?nèi)粘Ｉ�活中，熱力環(huán)流是自然界常見的一個自然現(xiàn)象，請你注意觀察和思考自己身邊熱力環(huán)流的實際例子。海陸風是熱力環(huán)流在自然界的具體體現(xiàn)。下面請你利用熱力環(huán)流的原理，完成教材P33活動3。（投影）

　　師：講解答案：（1）白天陸地氣溫比海洋高，因此陸地上為低氣壓，海洋上為高氣壓。夜間的情況正好相反。據(jù)此，圖2.4A：陸--低，海--高；圖2.4B：陸--高，海--低。

　　（2）風從高氣壓吹向低氣壓。據(jù)此，一日之內(nèi)，白天風從海洋吹向陸地；夜晚風從陸地吹向海洋。

　�。�3）白天來自海洋的風比較涼爽濕潤，對濱海地區(qū)能夠起到降溫的作用；夜晚來自陸地的風比較溫熱干燥，對濱海地區(qū)能夠起到增溫的作用。海陸風共同作用的結(jié)果是使濱海地區(qū)的氣溫日較差較小。

　　（小結(jié)過渡）近地面空氣的受熱或冷卻（氣溫差異是原因）→引起氣流的上升或下沉運動（空氣垂直運動是氣溫差異的結(jié)果）→導致氣壓的差異（水平氣壓梯度是空氣垂直運動的結(jié)果）→大氣的水平運動（風）。

　　（板書）三、大氣的水平運動

　　師：什么是水平氣壓梯度呢？

　　生：同一水平面上單位距離間的氣壓差叫做水平氣壓梯度。

　　師：很好。氣壓的高低是在同一水平面上進行比較的。那么什么是水平氣壓梯度力？

　　生：只要在水平面上存在著氣壓梯度，就會產(chǎn)生促使大氣由高氣壓區(qū)流向低氣壓區(qū)的力，即水平氣壓梯度力。

　�。ㄍ队埃┍卑肭蛩�平氣壓梯度力示意圖（圖略）

　　師：水平氣壓梯度力的大小由誰決定？水平氣壓梯度力的大小取決于氣壓梯度，氣壓梯度越大，水平氣壓梯度力越大；反之越小。水平氣壓梯度力的方向應(yīng)該是怎樣的？水平氣壓梯度力的方向是垂直于等壓線，并由高壓指向低壓。

　　師：水平氣壓梯度力是形成風的直接原因（原動力）。在水平氣壓梯度力的作用下，風向垂直等壓線。水平氣壓梯度力越大，風速越大。

　�。ò鍟�）

　�。ㄍ队埃┰谒�平氣壓梯度力和地轉(zhuǎn)偏向力共同作用下的北半球風向示意圖

　　師：地球上水平運動的物體，將會受到地轉(zhuǎn)偏向力的作用，北半球向右偏，南半球向左偏。風是大氣的水平運動，也會受地轉(zhuǎn)偏向力的影響，地轉(zhuǎn)偏向力只改變風的方向，不能改變風的速度。

　　投影的圖片中，空氣質(zhì)點在水平氣壓梯度力和地轉(zhuǎn)偏向力共同作用下，始終是按兩個力的合力方向運動，而水平地轉(zhuǎn)偏向力始終是垂直于運動方向之右側(cè)，最終達到水平氣壓梯度力和地轉(zhuǎn)偏向力大小相等、方向相反，其合力為零，達到平衡狀態(tài)，空氣運動不再偏轉(zhuǎn)而做慣性運動，形成了平行于等壓線吹的穩(wěn)定的風。

　　高空大氣中的風向，是水平氣壓梯度力和地轉(zhuǎn)偏向力共同作用的結(jié)果，風向與等壓線平行。

　�。ㄟ^渡）

　　師：近地面的風除了受水平氣壓梯度力和地轉(zhuǎn)偏向力的共同作用外，還會受到摩擦力的影響，其風向還能與高空大氣的風向相同嗎？

　　生：不能。

　　師：那近地面的風會是怎樣的風向呢？

　�。ㄍ队埃┰谒�平氣壓梯度力、地轉(zhuǎn)偏向力和摩擦力共同作用下的北半球風向示意圖

　　師：在近地面，大氣的水平運動受哪幾個力的作用？

　　生：在近地面，大氣的水平運動受到三個力的作用：水平氣壓梯度力、地轉(zhuǎn)偏向力和摩擦力。

　　師：大氣在水平氣壓梯度力和地轉(zhuǎn)偏向力的共同作用下，風向與等壓線平行。此時若再加上摩擦力的影響，風向一定不再與等壓線平行，而是斜穿等壓線吹的。一般摩擦力的影響可達離地面1500米左右的高度，在這范圍內(nèi)的風向都斜穿等壓線。摩擦力愈大，風向與等壓線之間的夾角愈大；摩擦力愈小，其夾角愈小。

　　小結(jié)：今天我們又學習了熱力環(huán)流和大氣的水平運動兩方面的知識，知道大氣垂直運動的原因是地表受熱不均，垂直運動又導致同一水平面上氣壓的差異，從而導致大氣的水平運動--風。也一起研討了大氣水平運動的三種作用力：水平氣壓梯度力、地轉(zhuǎn)偏向力、摩擦力。以及在幾種不同作用力的作用下所產(chǎn)生的風向變化情況：高空大氣受水平氣壓梯度力、地轉(zhuǎn)偏向力的作用，風向與等壓線平行；近地面大氣的運動受水平氣壓梯度力、地轉(zhuǎn)偏向力、摩擦力三個力的共同作用，風向與等壓線斜交。

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