资源简介

大气受热过程和大气运动——大气热力环流 教学设计
教学目标 ①认识等压线和等压面，分析等压面和等压线的疏密和弯曲与气压高低的关系。 ②能阐述大气热力环流的基本原理。 ③了解运用热力环流基本原理解释城市风、山谷风、海陆风的成因。
教学重难点 ①认识热力环流在生活中的实例，了解生活中的地理，对生活有用的地理，形成对地理的好奇心，培养对地理的喜爱。 ②通过实验的方法，解释热力环流的产生原因。（通过模拟实验，再现热力环流的过程，进一步探究热力环流产生的原因。） ③通过动画以及讲解的方法，介绍城市风、山谷风和海陆风的具体表现以及产生原因。 ④从热力环流实验与热力环流原理的联系，形成知识的迁移。
微课程设计
教学过程 设计意图
导入 【动画展示】大家有没有这样的体验和感受：当你徜徉在海边，总能感受到海风吹佛的舒适；当你流连于山巅，总能感受山风吹佛的舒畅。你知道“山风”、“海风”是怎么形成的吗？这就是我们今天学习的主题热力环流。 【教师讲解】“地理学上热力环流现象，发生在对流层中，它是大气运动最简单的一种形式。因为在地球表面不同地区的太阳辐射强度不同，所以受热程度不同，因此会发生热力环流。想要了解热力环流，我们先要复习几个物理知识：首先是热胀冷缩，我们需要知道气体受热后体积膨胀，密度减小，遇冷反之。其次是气压，气压指的是该地单位面积垂直向上延伸到大气层顶的空气柱总重量，并且气压随高度的升高降低。生活中也存在有许多的热力环流。那么热力环流如何产生的呢？，请大家看一个小实验。 动画导入引起学生兴趣
知识构建 首先我们在一边放置蚊香，并点燃，代表热源。在另一边放置冰砖，代表冷源。点燃蚊香，请大家观察烟雾流动的方向。我们会发现：蚊香的烟雾在热源一侧上升，在冷源一侧下沉，下方则由冷源流向热源，上方由装热源流向冷源，形成一个循环。为什么会形成这样的循环呢？ 实验视频直观展示热力环流
知识递进 【动画展示】对流层内发生热力环流的根本原因就是地面的热量不平衡，放眼地球，是太阳辐射能的纬度分布不均，由于太阳直射点在南北回归线之间移动，因此赤道地区的太阳辐射能量最大，而两极地区的最少。 【教师讲解】我们在垂直方向上，可以把空间气压值相同的各点组合起来，这样构成了气压值不同的面叫做等压面。在理想状态下，大气压随海拔高度的增加而降低，同一海拔高度处，气压相等，即等压面与海平面平行，大气处于稳定状态。但地面的冷热不均，破坏了这个状态，引起大气的运动。 【动画展示】当A点相对于周围是个热源，BC两点相对于周围是个冷源时，A点上方空气便会受热膨胀，因此密度变低开始上升，最终导致A点近地面空气缺失，形成相对低压区，而高空空气汇集，形成相对高压区。同理，BC两点垂直方向上的空气因为受冷收缩，密度变大便开始下沉，最终导致BC点近地面空气汇集形成相对高压区，而上空空气缺失形成相对低压区。这样我们可以看到，原本水平的等压面发生了偏转——同一高度，高压区等压面向上凸起，低压区等压面下凹。 动画展示：当A点相对于周围是个热源，BC两点相对于周围是个冷源时 A地受热，近地面大气膨胀上升，上空空气密度加大，形成高气压；B、C两地冷却，空气收缩下沉，上空空气密度减小，形成低气压。 同时，A地受热，近地面大气膨胀上升，近地面空气密度减小，形成低气压；B、C两地冷却，空气收缩下沉，近地面空气密度加大，形成高气压 由于同一水平面上产生了气压差异，并且在水平方向上，空气总是从高气压流向低气压。所以，高空空气就从气压高的A地向气压低的B、C两地扩散，近地面的空气又从B、C两地流回A地。 这样，大气运动最简单的形式——热力环流形成了。 讲解原理
生活实例 【教师讲解】我们所说的城市风、山谷风和海陆风，都是在一定区域内形成的热力环流。城市由于人口众多，地面硬化，工厂众多，以及交通工具和生活设施排放的废气较多，而成为热岛。城区空气受热膨胀上升，近地面形成低压区，而郊区温度降低，近地面形成高压区。城郊之间的气压差，使得城郊之间出现热力环流，这就是城市风。 【教师讲解】海陆之间存在热力性质差异，因为海洋的比热容大于陆地，吸收同样温度的热量，海洋的温度变化小于陆地。因此在海洋地区，白天陆地的气温高于海洋，空气受热上升近地面形成低压，海洋温度较低，空气遇冷下沉，形成高压。近地面由海洋吹向陆地，形成海风。夜晚则相反，近地面陆地为高压，海面为低压，空气由陆地吹向海洋，形成陆风。 【教师讲解】山顶和山谷之间也存在热力差异。白天，山顶接受太阳光热比山谷多，于是山顶上的暖空气不断膨胀上升，在山顶近地面形成低压，山谷空气收缩下沉，在谷底近地面形成高压，谷底的空气则沿山坡向山顶补充，这样便在山坡与山谷之间形成一个 热力环流，形成谷风。到了夜间，山顶上的空气受山顶辐射冷却影响，降温较多，于是山顶空气收缩下沉；而山谷离地面较远，降温较少，在近地面形成高压，冷空气下沉使空气密度加大，谷底的空气被迫抬升，并从上面向山顶上空流去，形成与白天相反的热力环流，称为山风。 生活实例中，建议结合真实的情境开展。 【活动】：城市风（热力环流的表现） （讨论）如果你是该城市的决策者，现在要布局一个化工厂，从保护城市环境的角度出发，应布局在什么地方较合适？（考虑风向） 【活动】：海陆风（热力环流的表现） 海滨地区 白天：吹 夜间：吹 （讨论） 1、“夜深人静，无心睡眠，就到海边走走，阵阵海风迎面袭来…” 这句话对吗？ 2 、某导演要拍摄一位少女面朝大海，长发被风吹起的场景，选择在什么时间好呢？ 【活动】山谷风（热力环流的表现） 1、某城市为我国重要的钢铁、化学工业基地，该城工业区、商业、文化及住宅区的分布如简图所示，住在该城的居民们发现，白天商业、文化和住宅区的大气污染现象会加剧，每到夜晚则减轻，请分析其原因。 2、该城市是新兴工业城市，这里的老居民们说，现在一年中阴天的日子比过去多了，请分析其现象及原因。 动画演示，帮助了解热力环流过程
总结回顾 【教师回顾】因此我们来总结一下热力环流的形成原因：由于近地面的冷热不均，导致气流发生垂直运动，进而引起水平方向上的气压差异，使得气流发生水平运动最终形成热力环流。 这里我们还需要明确几个关键点： 第一，气压在垂直方向上的变化永远是随着高度增加而降低。 第二，当气流发生垂直方向上的运动后，高空气压高低与近地面相反；等压线会在高压高处弯曲，低压低处弯曲，我们可以用高高低低的口诀记忆。而造成大气运动的原因有很多，其中最根本的就是太阳辐射能纬度不均所带来温度上的差异。 同学们，今天的课就到这里结束了。你们都掌握了热力环流的形成原因和主要知识点了吗？其实除了海陆风、山谷风、城市风，生活中处处存在不同尺度的热力环流，你们能找一找生活中还有哪些热力环流吗？让我们下节课一起来交流讨论吧！ 总结提炼本节课内容

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