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1、高中地理冷热不均引起大气运动第一课时 热力环流朱艳娟课标要求：运用图表说明大气受热过程教学目标：1 知识目标: （1）运用图示说明大气的受热过程理解地面是近地面大气主要的直接的热源，能阐述大气温室效应及其作用；（2）了解大气运动的能量来源、掌握热力环流的形成原理，并且能够用事实解释自然界中的热力环流。2 能力目标: （1）通过图示使学生理解“太阳暖大地、大地暖大气、大气还大地”的原理；（2）通过生活体验和实验活动理解热力环流的原理。3 情感价值观目标:通过本节课的学习，学生的观察力、推理和空间想象能力得到发展。教学重点：（1）大气的受热过程和保温作用原理；分析热力环流的形成过程与方法。教学难点
2、：（1）大气对不同波长的电磁波的选择性吸收；（2）热力环流的原理教学方法：讲授法、讨论法、图解分析学法指导：通过绘制大气受热示意图、热力环流模式图，自主探究学习，从中发现问题、分析问题并解决问题。复习导入：师：通过前面一章的学习，我们知道，由于地球有巨大的质量，产生了巨大的吸引力，从而使得地球周围存在一层厚厚的大气层。我们也通过地球圈层结构的学习，了解了大气层的一些重要作用，这些在本章的前言部分有介绍，大家下去自己总结一下，这里就不多讲了。那么大气层为什么会有这么重要的作用呢？从这一节开始，我们要循序渐进的学习一下大气 ，逐步找出各个重要作用的原因。那么，今天我们来学习一下第一节大气的运动新课
3、讲授师：大气要运动，必须有能量才行啊，大气运动的能量从哪里获得的呢？生：太阳师：不错，这个能量最终是来自于太阳的，大家已经对地球存在的宇宙环境有了一个整体的认识。但是大气的能量来源是与地球有着密切的关系的。那么大气的能量来源究竟是怎么一回事呢？师：下面，给大家三分钟时间阅读第 28 页课文第一、二、三、段。阅读时思考这样两个问题：1、大气能量的根本来源是什么？2、大气能量的主要的、直接的来源是什么？师：在黑板上画图 2.1 大气的受热过程。 （“少量” 、 “大量”用其它颜色粉笔着重写出）点生回答问题 1、2，点评。师总结：大气中的各种物理变化、过程都需要能量，这些能量的根本来源是太阳。但是太
4、阳并不是大气的直接热源。大气获得太阳辐射能的过程是这样的：太阳辐射能以太阳短波辐射的形式射向地球，在到达地面之前，首先穿过厚厚的大气层。大气层这时候会吸收少量太阳辐射能，大部分的太阳辐射能穿过大气直接到达地面，并使地面增温。地面增温之后，又以地面长波辐射的形式把热量传递给近地面大气，近地面大气吸收了地面长波辐射以后，又以对流、传导等方式层层向上传递热量，逐步把上层大气加热。这种辐射热交换是大气增温的最重要方式。所以，地面是近地面大气的主要、直接的热源。师：那么，大家是不是有疑问呢？同样是大气吸收作用，大气吸收了“少量”太阳短波辐射，却吸收了“大量”地面长波辐射，这是为什么呢？生：讨论师：要想了
5、解这个问题，下面大家先阅读课文下面的注解：由实验得知，物体的温度越高，辐射中最强部分的波长越短；反之则越长。师：大家还记得太阳的表面温度吗？生：6000k师：这么高的温度，那么太阳辐射的能量主要是波长较短的电磁波，及太阳短波辐射。相对于太阳来说，地球表面的温度要低得多，所以地面向外辐射的能量主要以地面长波辐射为主。师：了解了这个之后，咱们再来看看大气的吸收作用。大气的吸收主要是靠大气中的二氧化碳和水蒸汽实现的。二氧化碳和水蒸汽吸收热量时有个特点：他们的吸收具有选择性，及主要吸收波长较长的电磁波，比如地面长波辐射大部分都被大气吸收了，而对波长较短的太阳短波辐射几乎是透明的，他们可以大部分直接穿过
6、大气到达地球表面。生：哦，原来如此情景探究 1：解释“高处不胜寒”师：二氧化碳和水蒸汽还有一个特点，他们主要分布在近地面大气，所以近地面大气能靠他们吸收大量的地面长波辐射使自己增温，然后再慢慢传递给高层大气。那么现在大家能不能解释一下初中就知道的“气温垂直递减率”？生讨论总结：大气的温度随着海拔高度的增加而降低，海拔每升高 100 米，气温下降 0.6 摄氏度。近地面大气最快最先增温，然后再把热量慢慢传递给上空大气，热量逐渐减少。师：很正确，所以在近地面大气层中，气温是随着海拔高度的上升而逐渐递减的。正所谓“高处不胜寒” 。情景探究 2：一天中气温最高值出现在什么时候？师：还有一个问题，还记不
7、记得一天之中太阳辐射最大值出现在什么时候？生：当地正午 12 点时，太阳高度达到一天中的最大值，此时，太阳辐射量达到一天中的最大值。师：那么，你们觉得一天中的气温最高值出现在几点呢？生：应该不是 12 点了，要比 12 点晚一些，因为大气的热量不是直接来自于太阳辐射，而是地面长波辐射。师：对，大气的主要的直接热源是地面长波辐射。太阳辐射最大值的时候，还要把这个热量慢慢传递给大气，这需要一段时间，大约 1 小时左右，所以，13点左右地面温度达到一天中的最大值。然后，地面再通过地面长波辐射，再慢慢的把大气加热，这个过程也要一个小时左右。所以，每天的下午两点，即 14 点左右，气温才达到一天中的最大
8、值。情景探究 3：白天，多云还是晴朗温度高一些？夜晚呢？生：白天多云比晴朗时气温高。因为多云时云层反射了太阳辐射，减少了太阳辐射到达地面；夜晚多云比晴朗气温高，夜间地面温度主要来自于大气的逆辐射，云层多，大气逆辐射较强，地面气温高。情景探究 4：地球表面昼夜温差和月球表面昼夜温差的比较及原因（第 29 页活动）师：现在大家看一下第 29 页的“活动”第二个问题。 “白天在阳光直射的地方，月球表面的温度高达 127，夜晚月球表面的温度可降至-183。 ”月球昼夜温差达到 310，地球表面的昼夜温差显然没有这么大。为什么有这么大的差别呢？生：地球有大气层，月球没有大气层。师：那么大气层是怎么使得地
9、球表面昼夜温差不大的呢？用刚学过的知识解释一下。生：思考、讨论师：总结：太阳短波辐射到达地面之前，大气使得太阳短波辐射不能全部到达地球表面，降低了白天的温度；夜晚，大气又通过大气逆辐射，把一部分热量返还给地面，使得地面夜间温度不至于太低。所以，大气使得地球表面昼夜温差减小。师：其实，这里的大气逆辐射，就是我们平常经常听到的“温室效应” 。这里的温室效应对我们人类是有益的还是有害的？生：当然是有益的。师：但是我们俗称的所谓“温室效应” ，总是与灾难联系在一起啊。我们说温室效应加剧，将会导致全球变暖，南极冰川融化，沿海低地被淹没，带来巨大的经济损失和人员伤亡。那么，温室效应到底是好还是坏？生：质疑
10、，讨论师：其实自然状态下的温室效应对人类是有益的。但是，今年来，特别是工业革命以来，全球人口大量增加，矿石燃料大量使用，加上乱砍滥伐破坏植被，使得大气中的二氧化碳越来越多。刚才我们说过：二氧化碳是大气里面吸收地面长波辐射的主要物质，那么大气吸收了大量的热量之后，又把这些能量大部分通过大气逆辐射返还给地面，使得地面温度越来越高，就使得温室效应加剧了，所以才可能导致灾难的发生。只要我们减少二氧化碳的排放量，使温室效应保持自然状态，温室效应对人类就是有益的，否则，就是有害的。师（转）：上面，我们学习了大气的受热过程。现在阅读第 28 页课文最后一段话：“大气的受热过程影响着大气的热状况、温度分布和变
11、化，制约着大气的运动状态。 ”那么，大气的受热过程真的能影响大气的运动吗？如果是，那么它是怎么影响大气的运动的呢？师：在学习大气受热引起大气运动之前，我们先来看两个我们生活中的实例。生活情景：我们早上过早，去吃热干面的时候，下面的师傅总是先烧一锅开水用来煮面。有没有注意到这锅开水是怎么运动的？生热烈讨论：中间向上冒泡，从周围流到锅底。生活情景 2：环卫工人焚烧垃圾的时候，碎纸片和灰屑是怎么运动的？生：从中间往上升起，在周围落向地面。师：我还看到过快要到达地面的灰屑又从四周回到垃圾堆里了。相不相信？这不是变魔术，这是事实。师：有没有注意到，上面两个例子都有一个共同的特点：中间受热，而周围没有受热
12、，就是相对来说受冷了。所以才导致水和大气这些流体物质做这样的运动。我们给这样的运动起一个名字：热力环流。生：看课本，找出热力环流的概念，知道它是大气运动最简单的形式。师：那么热力环流是怎么形成的呢？我们下面就一起来看看热力环流的形成过程师（画图讲解）：随着海拔的升高，大气的密度是越来越小的。那么大气压力也是越来越小。所以，当地面各地受热均匀的时候，地面上的等压线应该是平行于地面的，水平的，而且越往高空，等压线的数值越来越小。师：但是实际情况下，地面受热是不均匀的，假设 A 地受热，那么 B、C 两地就相对受冷。空气有热胀冷缩的特点。A 地近地面空气受热会膨胀上升，到 A 地上空 A聚积起来，使
13、 A的空气密度增大，形成高气压；B、C 两地空气冷却会收缩下沉。B、C 两地上空 B、C空气密度减小，形成低气压；所以，在同一水平面上，气压不再是相等的，等压线就不再是水平的，而是出现了弯曲，于是，在高空，空气便从气压高的 A地向气压低的 B、C两地扩散。在近地面，A 地空气上升后向外流出，使 A 地近地面的空气密度减小，形成低气压；B、C 两地因有下沉气流，近地面的空气密度增大，形成高气压；近地面的等压线也不再是水平的，也出现了弯曲，于是，近地面的空气又从 B、C 两地流回 A 地，以补充 A 地上升的空气。从而就形成了热力环流。师：下面谁能总结一下热力环流的形成过程呢？生：思考、讨论师小结
14、：师：大气的垂直运动和水平运动，就形成了热力环流。师：下面我们来总结一下热力环流里面的一些规律性的东西。师：近地面和它对应的高空的点，气压有什么特点？生：一个是高压，另外一个就是低压师：热力环流形成之后，A 和 A谁的气压高一些呢？生：讨论、回答师：对，A 是低压，只是相对于和它位于同一水平面上的点来说的；同理， A的高压也是相对于和它位于同一水平面上的点来说的。但是因为在海拔高度气压差异同一水平面 运动大气的水平纬度分布不均太阳辐射能 近地面空气受热冷却的垂直运动近面空气的上升下沉上，A 点在 A的下方，所以，A 的气压永远高于 A的气压。师：那么现在把 A、A、B、B四点，按照气压由高到低
15、的顺序进行排序。生：讨论按照气压由高到低，分别是：B、A、A、B。师：那么他们四点按照气温由高到低，又是怎样的顺序呢？师：其实大气的这种热力环流是一种很常见的自然现象，只要出现了地面冷热不均，就会产生热力环流。除了上述太阳辐射的纬度分布不均造成的高低纬度的温度差异之外，还有哪些因素能导致地面冷热不均呢？生：马路上和草坪上也存在冷热不均，也会形成热力环流；城市和郊区之间冷热不均，也会形成热力环流；陆地和水体之间也存在冷热不均，也会产生热力环流。生：下垫面性质的不同，比如比热容的不同，都会引起冷热不均，从而产生热力环流。师：下面我们来看几个典型的热力环流的实例：海陆风、山谷风、城市风。师：画图讲解
16、。情景探究 5：拍电影，想要“海风迎面吹来”的镜头，该选择一天中感动什么时候拍摄？海陆风：沿海地区，白天在太阳照射下，陆地增温快，气温比海上高，空气膨胀上升，近地面陆地形成低气压；海洋上因为气温低，气流下沉，形成高气压。近地面空气由海洋流向陆地，形成海风，夜晚正好相反，形成由陆地流向海洋的陆风。所以海风迎面吹来的镜头应在白天拍摄。情景探究 6：解释“巴山夜雨”的成因山谷风：在山区，白天山坡上空气增温强烈，暖空气沿着山坡上升，形成谷风。夜晚山谷中因有较厚的大气层保温，大气温度降低幅度小，山坡上空气因为热量散失多，温度降低较多，密度增大，沿坡下沉，流入谷地，形成山风。所以山谷地区降雨多发生在夜晚。情景探究 7：城市规划时，把污染严重的工业布局在什么地方，才能更好的减少大气污染？城市风：由于城市人口集中，工业发达，居民生活、工业生产和交通工具消耗大量的燃料，释放出大量的人为热量，导致城市气温高于郊区，形成“城市热岛” ，引起空气在市区上升，在郊区下沉，这样在市区和郊区之间形成了小型的热力环
