资源简介

大气受热过程和大气运动 教案
一、教学目标
课程目标 核心素养
1.课标原文：运用示意图等，说明大气受热过程与热力环流原理，并解释相关现象。 2.课标解读：①运用示意图、模拟实验等，说明大气受热过程，并能解释相关地理现象。 ②绘制并运用热力环流示意图，并能解释相关地理现象。 ③运用图示解释风的形成，理解三种力对风向与风速的影响。 1. 人地协调观：运用大气逆辐射相关知识说明温室气体对地面的保温作用，描述人类活动对温室效应的作用与环境的影响树立辩证唯物主义观念，增强大气环境保护意识。 2. 综合思维：从大气的受热过程、对地面的保温作用、热力环流等方面，了解太阳辐射从穿越地球大气层到到达地面引发的一系列大气运动现象，且能解释各种现象之间的联系。 3. 区域认知：借助动画或视频，演示不同不同地区的气温分布对人类对当地生物的影响，以及对风力的大小和方向的影响，明确大气的受热过程与大气的运动存在地区差异但也存在着不变的共性。 4. 地理实践力： 理解大气对太阳辐射的削弱作用和对地面的保温作用原理，并能解释相关实际现象； 绘制热力环流示意图，对比高空和近地面温度、气压差异，认识垂直高度上对流层内部的大气运动状况与近地面天气状况，分析“海陆风”“城市热岛”的形成过程以及在生活中的应用。 理解水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力对风的影响，能运用图示解释风的形成，学会在等压线图上确定某一点的风向。培养学生理论联系实际并且能用理论知识指导实践的能力。
二、教学重难点
1.大气对太阳辐射的削弱作用和对地面的保温作用；
2.热力环流的形成过程及应用；
3.影响大气水平运动的“三种作用力”及其作用下的风向。
三、教学方法
案例分析法、讲授法、谈话法、读书指导法
教学用具
多媒体课件 教材
五．课时安排
3课时
教学过程
知识铺垫：太阳辐射光谱示意图
太阳辐射能量最集中的部分——可见光区。
物体的温度越高，辐射中最强部分的波长越短（教材P34下面小字体）。
则太阳辐射为短波辐射，地面辐射，大气辐射均为长波辐射
一．大气的受热过程 大气对地面的保温作用
大气中的一切物理过程都伴随着能量的转换。太阳辐射是地球大气最重要（根本）的能量来源。太阳辐射在穿过大气层时，大气对太阳辐射做了什么手脚呢？
投射到地球上的太阳辐射，要穿过厚厚的大气才能到达地球表面。太阳辐射在传播过程中，小部分被大气吸收或反射、散射，大部分到达地球表面。
大气对太阳辐射的削弱作用：吸收（臭氧、水汽、二氧化碳等）
反射（大云层及杂质）
散射
散射的应用：
旭日和夕阳呈红色。这是因为早晚阳光以很大的倾角穿过大气层，经历的大气层要远比中午时大得多，所有波长较短的绿光、蓝光等几乎朝侧向散射，仅剩下波长较长的红光到达观察者（近地面的空气中有尘埃，更增强了散射作用）
大气对地面的保温作用：大气逆辐射
大气逆辐射的应用：冬夜晴无风，早起必有霜；农田烟熏防霜冻；塑料大棚/玻璃温室育苗；高处不胜寒；月球昼夜温差大
白天有太阳辐射（加热），但同时有大气对太阳辐射的削弱作用，使气温不至于太高，但大气逆辐射每时每刻都存在，最强时为大气温度最高时，即午后2时（14点）左右
月球没有大气层，白天，由于没有大气对太阳辐射的削弱作用，升温快，气温很高，温度可达127°C，夜间，由于没有大气的保温作用，月球表面温度骤降，气温很低，温度降至-183°C。
★分析昼夜温差大小：
★解释全球气候变暖
★从大气受热过程角度分析地中海沿岸葡萄园里铺设鹅卵石的原理
答：白天鹅卵石吸热快，近地面气温高，有利于光合作用
夜晚鹅卵石放热快，气温迅速降低，葡萄的呼吸作用减弱，消耗的营养物质少，葡萄更甜。
★玻璃温室与塑料大棚的原理
白天，塑料薄膜、玻璃（与二氧化碳具有相同的功能）， 能让太阳短波辐射透射进入，而地面长波辐射却不能穿透塑料薄膜或玻璃散失，从而将热量保留在塑料大棚或玻璃温室里
夜晚，由于覆盖材料的保温作用，室内气温不至于过低
【提醒】塑料大棚/地膜和温室气体的不同之处：
覆膜：减少地面辐射；
温室气体：增强大气逆辐射
【第一课时练习】
二、大气热力环流
（1）地表受热均匀：空气没有相对上升或相对下沉运动，近地面与高空的等压面与地面平行
所以A、B、C三点的气压比较：A＞ B＞C
等压面的特点：平行于海平面，数值随海拔升高而递减
地表受热不均匀：空气有了相对上升和下沉，同一水平面气压有了差异，进而促使了空气由高压流向低压做水平运动——形成了热力环流。
▲空气水平运动的直接原因：水平气压差异
▲大气运动的根本原因：地面冷热不均（太阳辐射能的纬度分布不均，造成高低纬度间的热量差异。）
请说明此时近地面大气气压的垂直分布规律？（随海拔升高而递减）
等压面的特点？（等压面弯曲规律为，高压处向上凸，低压处向下凹。）
大气热力环流是一种常见的自然现象。在一定条件下。地表的冷、热差异会产生大气热力环流。台湾海峡两岸风向的日变化，反映了海陆间大气热力环流的日变化。
（3）海陆风
清代黄叔璥在《台海使槎录》中,记述了台湾海峡两岸的风向差异:“内地之风,早西晚东,惟台地早东风,午西风……四时皆然。”这里的“内地”指福建,“台地”指台湾。
(1)“内地之风,早西晚东”,福建早晨吹西风傍晚吹东风的原因是什么
答案:福建和台湾海峡之间由于海陆热力性质差异,早晨福建气温较低,形成高气压,台湾海峡气温相对较高,形成低气压,风由福建吹向台湾海峡,为西风。傍晚则相反。
(2)“台地早东风,午西风”,台湾早晨吹东风中午吹西风的原因是什么
答案:台湾和台湾海峡之间由于海陆热力性质差异,早晨台湾气温较低,形成高气压,台湾海峡气温相对较高,形成低气压,风由台湾吹向台湾海峡,为东风。中午则相反。
(3)为什么台湾海峡两岸风向的日变化相反呢
答案:由于台湾海峡位于福建和台湾之间,在福建与台湾海峡、台湾海峡与台湾之间形成了两个不同的热力环流,导致台湾海峡两岸风向日变化相反。
（2）城市风
①标记下图城市和郊区的气压分布。
②完成城郊之间的热力环流图。
【学生回答】略
【总结讲解】略
问题研究：
1、对空气有污染的工厂应建设在A、B、C中的_________地 ；
2、要改善城市空气质量，最好在 _________ 地进行植树造林。
（3）山谷风
①分布标记下图白天和夜晚山顶、山谷的气压分布。
②完成山顶和山谷之间的热力环流图。
③分别解释说明一下白天和夜晚山谷风的形成过程？
【学生回答】略
【总结讲解】略
三、大气的水平运动
★等压线与等压面
等压线是同一高度上气压相等的点的连线。
等压面是空间上气压相等的点连成的面。
回顾上节内容，大气运动有哪两种基本形式？
其中对我们影响最大的是哪种？
形成风的直接原因是什么？
●水平气压梯度力——形成风的直接原因。
水平气压梯度力
气压梯度：单位距离间的气压差
水平气压梯度力：水平面上存在着气压梯度，就产生了促使大气由高压区流向低压区的力，这个力称为水平气压梯度力。
★只受到气压梯度力影响的风向是怎么
样的？事实存在此种情况吗？
【学生回答】略
【总结讲解】略
2、风一旦形成，必将受到什么力的作用？为什么？
地转偏向力如何影响风？
地转偏向力的偏移规律？
★在水平气压梯度力和地转偏向力共同
作用下的最终风向与等压线的关系是
怎么样的？这样的风向通常出现在哪里？
高空大气中的风向，是水平气压梯度力和地转偏向力共同作用的结果，风向与等压线平行。
3、若是近地面的风，除了受水平气压梯度
力和地转偏向力的影响之外，还会受到
什么力影响吗？
摩擦力如何影响风？
★在水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力三力
共同作用下的最终风向与等压线的关系是怎么
样的？
大气在水平气压梯度力和地转偏向力的共同作用下，风向与等压线平行。此时再加上摩擦力的影响，风向不再与等压线平行，而是斜穿等压线吹的。一般摩擦力的影响可达离地面1 500米左右的高度，在这范围内的风向都斜穿等压线。摩擦力愈大，风向与等压线之间的夹角愈大；摩擦力愈小，其夹角愈小。
【课后思考】南半球高空和近地面的风向是怎样的？

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