大气圈与大气运动学案

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1、1第二节 大气圈与天气、气候【教学目标】1、 运用图表说明大气受热过程；2、绘制全球气压带、风带分布示意图，说出气压带、风带的分布、移动规律及其对气候的影响。3、运用简易天气图，简要分析锋面、低压、高压等天气系统的特点。【教学重难点】1、大气圈的组成和结构； 2、大气对太阳辐射的削弱作用和对地面的保温作用；3、热力环流的成因和举例；4、风的形成；5、气压带和风带的形成和分布；6、海陆分布对气压带的影响；7、季风环流的成因和分布；8、常见的天气系统：锋面、气旋、反气旋等天气系统的影响。【教学过程】一、大气的组成和垂直分层1、低层大气的组成低 层 大 气 组 成 体 积 ( ) 作 用N2 78

2、地 球 生 物 体 内 蛋 白 质 的 重 要 组 成 部 分O2 21 人 类 和 一 切 生 物 维 持 生 命 活 动 所 必 需 的 物 质CO2 0 033 绿 色 植 物 进 行 光 合 作 用 的 基 本 原 料 ， 并 对 地 面 起 保 温 作用干 洁 空 气03 很 少 能 吸 收 太 阳 紫 外 线 ， 对 地 球 上 的 生 物 起 着 保 护 作 用水 汽 很 少 产 生 云 、 雨 、 雾 、 雪 等 天 气 现 象 ； 影 响 地 面 和 大 气 的 温度固 体 杂 质 很 少 作 为 凝 结 核 ， 是 成 云 致 雨 的 必 要 条 件2、大气分层（1）大气分

3、层的依据：大气在垂直方向上的温度、密度和运动状况。（2）大气的垂直分层及特点：（大气温度随高度变化曲线图）垂直分层 高度分布 主要特点 原 因低纬 1718km中纬 1012 km对流层高纬 89km气温随高度增加而递减，每上升 100 米降低 06对流动动显著天气现象复杂多变热量绝大部分来自地面；上冷下热，差异大，对流强；水汽杂质多、对流运动显著对流层平流层高层大气-80 -50 -10 20 温度/20C20C20C5012高度/Km2平流层 对流层顶到 5055km起初气温变化小，30 千米以上气温迅速上升大气以水平运动为主大气平稳，天气晴朗，有利高空飞行臭氧吸收紫外线；上热下冷；水汽杂

4、质少、气流水平运动高层大气对流层顶到20003000km存在电离层，能反射无线电波，对无线电通信有重要作用太阳紫外线和宇宙射线作用二、大气的受热过程 1太阳辐射（短波辐射）：太阳辐射是地球上最主要的能量来源。包括紫外线（波长小于 0.4m） ，可见光（波长 0.4-0.76m）和红外线（波长大于0.76m） 。2大气的受热过程：（1）到达地球的太阳辐射，一部分能量被大气吸收、反射和散射而削弱，大气的吸收具有选择性，臭氧和氧原子主要吸收紫外线；水汽和二氧化碳主要吸收红外线，而可见光的绝大部分可以到达地面。（2）地面吸收太阳辐射而增温，同时向外放出地面辐射。（3）大气吸收了地面辐射的绝大部分，同时

5、向外释放出大气辐射，大气辐射除极小部分射向宇宙空间，绝大部分又以大气逆辐射的形式射向地面而对地面具有保温作用。三、大气的运动1、大气运动的类型：2、热力环流：（1）概念：地面冷热不均而形成的空气环流，是大气运动最简单的形式（2）形成过程：冷热不均大气垂直运动（受热上升、冷却下沉）同一水平面气压差（近地面受热处形成低气压、冷却处形成高气压；受热处高空形成高气压、冷却处高空形成低气压）大气水平运动（同一水平面由高气压流向低气压）垂直运动水平运动风上升运动下沉运动冷 却 冷 却受 热低 气 压低 气 压低 气 压 高 气 压高 气 压 高 气 压冷 却 冷 却受 热低 气 压低 气 压低 气 压 高

6、 气 压高 气 压 高 气 压33 常见的热力环流：在自然界中，常见的热力环流形式有山谷风、海陆风、城市风等。海陆风：白天（海洋陆地，即海风） ，夜晚（陆地海洋，即陆风） ；山谷风：白天（山谷山坡，即谷风） ，夜晚（山坡山谷，即山风） 。城市风：由于郊区与城市之间的温度差异，从而近地面形成由郊区向城市吹的风（如右图） 。3、大气的水平运动风：（1）气压梯度：地表受热不均，导致同一水平面上产生气压差异，单位距离间的气压差叫做气压梯度。 （2）水平气压梯度力：水平面上存在的气压梯度，是形成风的直接原因。方向：由高压指向低压，并且垂直于等压线。大小：在同等情况下，等压线越密集，水平气压梯度力越大。（

7、3）风形成的三种情况：初始状态的风： 只受水平气压梯度力的影响。风向由高压区吹向低压区，垂直于等压线。高空的风：水平气压梯度力和地转偏向力共同作用（地转偏向力：始终与等压线垂直，并且只改变风向，不改变风速） 。风向平行于等压线。近地面的风：受水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力共同作用（摩擦力：与风向相反，既改变风向，又改变风速减小风速） 。风向与等压线成一夹角，北半球右偏，南半球左偏。四、全球的气压带和风带1、大气环流：（1）概念：地球上大范围的（空间）有规律的（时间）大气运动（2）意义：调节高低纬之间、海陆之间的热量和水汽分布，并对各地的天气和气候产生影响。2、三圈环流：（1）闭合环流：假设

8、地球不自转（不考4虑地转偏向力）地表均匀（无地表起伏，无海陆分布差异）太阳始终直射赤道（不考虑气压带风带季节移动）考虑高低纬之间的受热不均，形成如右图所示：（2）三圈环流：假设地表均匀（无地表起伏，无海陆分布差异）太阳始终直射赤道（不考虑气压带风带季节移动） ，考虑地转偏向力，则形成七个气压带和六个风带，关于赤道对称，如下图所示：（3）气压带、风带的移动规律：全球的气压带和风带随着太阳直射点的季节移动而移动，大致与其方向和周期相一致，就北半球而言，大致是夏季偏北，冬季偏南。（4）气压带、风带控制下天气状况：不同气压带控制下的降水状况气压带 位 置 成 因 气候特点赤道低压带 赤道附近 空气受热

9、上升,形成低压(热力 ) 高温多雨副热带高压带 南北纬 30附近 气流下沉，形成高气压（动力） 炎热干燥副极地低气压带 南北纬 60附近 气流上升，形成低压。 （动力） 降水较多极地高气压带 南北极点附近 空气冷却下沉，形成高压。 （热力）严寒少雨不同风带控制下的降水状况风 带 控制下的气候特点信风带 性质温暖干燥,其控制下的大陆内部、西岸降水较少。西风带 性质温凉湿润，受其控制的大陆西部降水较多，向东过度降水逐渐减少。极地东风带 水汽含量少，受其控制下降水少。（2）北半球冬、夏季节气压中心分布：54、季风环流：（1）季风：盛行风向随季节作有规律变化的风叫做季风。（2）形成原因：海陆热力性质差

10、异气压带、风带的季节移动（3）东亚季风与南亚季风的比较：项 目 东亚季风 南亚季风形成气候类型温带季风气候、亚热带季风气候 热带季风气候季 风 冬 季 夏 季 冬 季 夏 季风 向 西北风 东南风 东北风 西南风源 地 蒙 古西伯利亚 太平洋（北半球） 蒙 古西伯利亚 印度洋（南半球）成 因 海陆热力性质差异 气压带、风带的季节移动，海陆热力性质差异寒冷干燥 炎热湿润 温暖干燥 炎热湿润特 点冬季风强于夏季风 夏季风强于冬季风范 围 中国东部、朝鲜半岛、日本 中南半岛、印度半岛、菲律宾、我国云南南部和海南岛亚热带季风气候区：一年两熟或三熟；温带季风气候区：一年一熟或两年三熟。两季播种，旱季收获

11、对农业生产的影响 有利：雨热同期；不利：旱涝、寒潮等灾害五、常见的天气系统1、锋面系统：（1）气团：大范围内温度、湿度等物理性质比较均匀的大团空气。 （分类：冷气团气团温度比所经地区温度低；暖气团气团温度比所经地区温度高）（2）锋面： 概念：冷、暖气团的交界面，因锋面两侧的冷、暖气团在温度、湿度、气压等方面存在明显的差异，所以在锋面附近常伴有云、雨、大风等天气。分类：根据锋面两侧冷暖气团的运动可将锋面分为冷锋、暖锋和准静止锋。冷、暖锋与天气变化：比较项目 冷锋 暖锋气团运动 冷气团主动向暖气团移动 暖气团主动向冷气团移动雨区位置 主要在锋后 锋前锋面符号过境前 气温高、气压低、天气晴 气温低、

12、气压高、天气晴过境时 阴天、刮风、下雨、降温 多为连续性降水天气特征 过静后 气压升高，气温降低，天气转晴 气压降低，气温升高，天气转晴6天气实例 我国北方夏季的暴雨，冬春季节的大风、沙尘暴以及冬季的寒潮 华南地区的春暖多晴，春寒雨起准静止锋：冷暖气团势均力敌，或者遇到地形阻挡，锋面移动缓慢、相对静止，故称准静止锋。天气状况：阴雨连绵的天气。天气实例：夏初我国长江中下游地区的梅雨；冬半年贵阳多阴雨天气。（3）锋面对我国东部地区降水的影响：中国降水量主要由湿热的夏季风带来。降水量的空间分布规律：由东南沿海向西北内陆递减。降水量的时间分布规律：集中夏秋季节（510 月） ，南方地区雨带到达早，退出

13、迟，雨季长；北方地区雨带到达迟，退出早，雨季短。夏季风的强弱、迟早的不稳定性，决定了我国多旱涝灾害。夏季风主要源于“副高”（专指西太平洋副热带高气压） ，因此副高的位置与强弱影响着我国降水的多少及分布。2、高压（反气旋）系统和低压（气旋）系统（1）低压、高压与气旋、反气旋：低压、高压是对天气系统气压状况的描述，气旋、反气旋是对天气系统气流状况的描述。实际上气旋就是低压系统，反气旋就是高压系统。（2）低压（气旋） 、高压（反气旋）系统的特点与天气：气流（气压）状况 气流的水平运动方向中心气流及天气状况 实例气旋（低压中心）北半球按逆时针方向、南半球按顺时针方向由四周向中心辐合中心气流上升多阴雨天

14、气我国夏秋季节东南沿海台风反气旋（高压中心）北半球按顺时针方向、南半球按逆时针方向中心气流下沉多晴朗天气我国长江流域的伏旱；我国北方的“秋高气干冷 冬季风湿热 夏季风年降水量递减4、5 月 华南地区6、7 月 江淮地区7、8 月 北方地区雨带位置时 间 副 高 位 置 雨 带 位 置 春 末 （ 每 年 45月 ） 15N20N南 海 上 空 华 南 地 区 （ 雨 季 ） 夏 初 （ 每 年 6月 ） 20N南 岭 上 空 江 淮 地 区 （ 梅 雨 ） （ 每 年 78月 ） 2530N长 江 中 下 游 地 区 华 北 、 东 北 地 区 （ 雨季 ） ， 江 淮 伏 旱 天 气 每 年

15、 9月 南 退 （ 长 江 以 南 ） 江 南 雨 季 季 节 性 进 退 每 年 10月 退 出 大 陆 雨 季 结 束 持 续 偏 南 南 涝 北 旱 异 常 变 化 位 置 偏 北 北 涝 南 旱 7由中心向四周辐散 爽”的天气（2）判读方法：（右图为北半球锋面气旋）一般锋面存在于低压槽中；注意半球位置：北半球北方为冷气团，南方为暖气团，南半球相反；根据气流的水平运动状况及地球自转偏向力方向判断冷锋或暖锋。冷气团主动向暖气团移动为冷锋，反之为暖锋（如右图所示） ；雨区分布：降水一般分布于冷气团一侧，冷锋为锋后雨，暖锋为锋前雨。（3）对天气的影响：气旋形成后将带着已生成的锋面随气流呈逆（顺）时针方向旋转，各点的方向也会随之变化 锋面雨与气旋雨的叠加，使天气变化更剧烈，产生云、暴雨、大风等天气。