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一、大气的组成成分
过去人们认为地球大气是很简单的，直到19世纪末才知道地球上的大气是由多种气体组成的混合体，并含有水汽和部分杂质。它的主要成分是氮、氧、氩等。在80—100千米以下的低层大气中，气体成分可分为两部分：一部分是“不可变气体成分”，主要指氮、氧、氩三种气体。这几种气体成分之间维持固定的比例，基本上不随时间、空间而变化。另一部分为“易变气体成分”，以水汽、二氧化碳和臭氧为主，其中变化最大的是水汽。总之，大气这种含有各种物质成分的混合物，可以大致分为干洁空气、水汽、微粒杂质和新的污染物。
干洁空气是指大气中除去水汽、液体和固体微粒以外的整个混合气体，简称干空气。它的主要成分是氮、氧、氩、二氧化碳等，其容积含量占全部干洁空气的99.99%以上。其余还有少量的氢、氖、氪、氙、臭氧等。
由于大气中存在着空气运动和分子扩散作用，不同高度、不同地区的空气得以进行交换和混合。从地面向上至80—100千米高处，干洁空气的各种成分的比例基本上是不发生变化的。
干洁大气的主要成分和比例
气体
按容积百分比
按质量百分比
分子量
氮
78.084
75.52
28.0134
氧
20.948
23.15
31.9988
氩
0.934
1.28
39.948
二氧化碳
0.033
0.05
44.0099
其中对人类活动及天气变化有影响的大气成分为：
（1）氧气：氧气占大气质量的23%，它是动植物生存、繁殖的必要条件。氧的主要来源是绿色植物的光合作用。有机物的呼吸和腐烂、矿物燃料的燃烧需要消耗氧而放出二氧化碳。
（2）氮气：氮气占大气质量的76%，它的性质很稳定，只有极少量的氮能被微生物固定在土壤和海洋里变成有机化合物。闪电能把大气中的氮氧化（变成二氧化氮），被雨水吸收落入土壤，成为植物所需的肥料。
（3）二氧化碳：二氧化碳含量随地点、时间而异。人烟稠密的工业区占大气质量的万分之五，农村大为减少。同一地区冬季多夏季少，夜间多白天少，阴天多晴天少。这是因为植物的光合作用需要消耗二氧化碳。
（4）臭氧：臭氧是分子氧吸收短于0.24微米的紫外线辐射后重新结合的产物。臭氧的产生必须有足够的气体分子密度，同时有紫外线辐射，因此臭氧密度在22—35千米处最大。臭氧对太阳紫外辐射有强烈的吸收作用，加热了所在高度（平流层）的大气，对平流层温度场和流场起着决定作用，同时臭氧层阻挡了强紫外线辐射，保护了地球上的生命。
水汽在大气中含量很少，但变化很大，其变化范围在0—4%之间，水汽绝大部分集中在低层，有一半的水汽集中在2千米以下，3/4的水汽集中在4千米以下，10—12千米高度以下的水汽约占全部水汽总量的99%。
大气中的水汽来源于下垫面，包括水面、潮湿物体表面、植物叶面的蒸腾。由于大气温度远低于水的沸点，因而水在大气中有相变效应。水汽含量在大气中变化很大，是天气变化的主要角色，云、雾、雨、雪、霜、露等都是水汽的各种形态。水汽能强烈地吸收地表发出的长波辐射，也能放出长波辐射，水汽的蒸发和凝结又能吸收和放出潜热，这都直接影响到地面和空气的温度，影响到大气的运动和变化。
二、大气的垂直结构——特殊的“五层楼”结构
就整个地球来说，愈靠近核心，组成物质的密度就愈大。大气圈是地球的一部分，若与地球的固体部分相比较，密度要比地球的固体部分小得多，全部大气圈的重量大约为5×10万吨，还不到地球总重量的1%；以大气圈的高层和低层相比较，高层的密度比低层要小得多，而且越高越稀薄。假如把海平面上的空气密度作为1，那么在240千米的高空，大气密度只有它的一千万分之一；到了1600千米的高空就更稀薄了，只有它的一千万亿分之一。整个大气圈质量的90%都集中在高于海平面16千米以内的空间里。距海平面80千米的高度以内，大气圈质量的99.999%都集中在这个界线以下，而所剩无几的大气却占据了这个界限以上的极大的空间。
探测结果表明，地球大气圈的顶部并没有明显的分界线，而是逐渐过渡到星际空间的。高层大气稀薄的程度虽说比人造的真空还要“空”，但是在那里确实还有气体的微粒存在，而且比星际空间的物质密度要大得多，然而，它们已不属于气体分子了，而是原子及原子再分裂而产生的粒子。以80—100千米的高度为界，在这个界线以下的大气，尽管有稠密稀薄的不同，但它们的成分大体是一致的，都是以氮和氧分子为主，这就是我们周围的空气。而在这个界线以上，到1000千米上下，就变得以氧为主了；再往上到2400千米上下，就以氦为主；再往上，则主要是氢；在3000千米以上，便稀薄得和星际空间的物质密度差不多了。
自地球表面向上，大气层延伸得很高，可到几千千米的高空。根据人造卫星探测资料的推算，在2000—3000千米的高空，地球大气密度便达到每立方厘米一个微观粒子这一数值，和星际空间的密度非常相近，这样2000—3000千米的高空可以大致看作是地球大气的上界。
整个地球大气层像是一座高大的而又独特的“楼房”，按其成分、温度、密度等物理性质在垂直方向上的变化，世界气象组织把这座“楼”分为五层，自下而上依次是：对流层、平流层、中间层、暖层和散逸层。
对流层是紧贴地面的一层，它受地面的影响最大。因为地面附近的空气受热上升，而位于上面的冷空气下沉，这样就发生了对流运动，所以把这层叫做对流层。它的下界是地面，上界因纬度和季节而不同。据观测，在低纬度地区其上界为17—18千米；在中纬度地区为10—12千米；在高纬度地区仅为8—9千米。夏季的对流层厚度大于冬季。以南京为例，夏季的对流层厚度达17千米，而冬季只有11千米，冬夏厚度之差达6千米之多。
在对流层的顶部，直到高于海平面50—55千米的这一层，气流运动相当平衡，而且主要以水平运动为主，故称为平流层。
平流层之上，到高于海平面85千米高空的一层为中间层。这一层大气中，几乎没有臭氧，这就使来自太阳辐射的大量紫外线白白地穿过了这一层大气而未被吸收，所以，在这层大气里，气温随高度的增加而下降得很快，到顶部气温已下降到-83 ℃以下。由于下层气温比上层高，有利于空气的垂直对流运动，故又称之为高空对流层或上对流层。中间层顶部尚有水汽存在，可出现很薄且发光的“夜光云”，在夏季的夜晚，高纬度地区偶尔能见到这种银白色的夜光云。
从中间层顶部到高出海面800千米的高空，称为暖（热）层，又叫电离层。这一层空气密度很小，在700千米厚的气层中，只含有大气总重量的0.5%。据探测，在120千米高空，声波已难以传播；270千米高空，大气密度只有地面的一百亿分之一，所以在这里即使在你耳边开大炮，也难听到什么声音。暖层里的气温很高，据人造卫星观测，在300千米高度上，气温高达1000 ℃以上。所以这一层叫做暖层或者热层。
暖层顶以上的大气统称为散逸层，又叫外层。它是大气的最高层，高度最高可达到3000千米。这一层大气的温度也很高，空气十分稀薄，受地球引力场的约束很弱，一些高速运动着的空气分子可以挣脱地球的引力和其他分子的阻力散逸到宇宙空间中去。根据宇宙火箭探测资料表明，地球大气圈之外还有一层极其稀薄的电离气体，其高度可伸延到22000千米的高空，称之为地冕。地冕也就是地球大气向宇宙空间的过渡区域。人们形象地把它比作是地球的“帽子”。
三、大气对太阳辐射的削弱作用
太阳辐射在通过大气层时，由于大气的吸收、反射和散射作用，到达地面的太阳辐射受到很大削弱。现分述于下：
（1）大气对太阳辐射的吸收作用。太阳辐射通过大气时，大气中的水汽、氧、臭氧、二氧化碳和固体杂质对太阳辐射有明显的吸收作用，而其他成分对太阳辐射的吸收很少。不同成分对太阳辐射吸收的波长范围也不同，所以通常称为选择性吸收。
水汽吸收太阳辐射的红外线部分能力最强，它的吸收波长范围主要在0.93—2.85微米。因大气中的水汽含量是变化的，所以它吸收的太阳辐射量有个变化幅度。
大气中氧（O2）的含量虽然很大，但它对太阳辐射的吸收能力不强，主要吸收波长小于0.2微米的紫外线辐射。大气中臭氧（O3）含量虽少，但对太阳辐射的吸收能力很强。由于臭氧的吸收作用，小于0.29微米的紫外线辐射不能到达地面，这就保护了地球上生物不受强紫外线辐射之害。臭氧对0.6微米附近的太阳辐射中最强的部分也有一定的吸收能力。因此，臭氧对太阳辐射的吸收作用是很显著的，它对平流层的增温起着重要作用。
二氧化碳（CO2）对太阳辐射的吸收能力比较弱，仅对红外线4.3微米附近的辐射有一定的吸收能力（这部分的太阳辐射很微弱），所以二氧化碳的吸收作用对太阳辐射的影响较小。
悬浮在大气中的水滴、尘埃等杂质也能吸收一部分太阳辐射，其影响大小主要取决于水滴、尘埃等杂质在大气中的含量。例如在大城市上空或出现沙暴等天气时，它们对太阳辐射的吸收作用才比较显著。
在对流层里，对太阳辐射起吸收作用的成分主要是水汽、杂质和二氧化碳；在平流层里主要是臭氧；高层大气里主要是氧。
通过大气的吸收作用，太阳辐射被削弱的部分主要是波长较长的红外线和波长较短的紫外线，而对可见光影响不大。
（2）大气对太阳辐射的反射作用。大气中的云层和较大颗粒的尘埃，能将一部分太阳辐射反射到宇宙空间去，使到达地面的太阳辐射受到削弱。
反射能力的大小通常用反射率来表示。照射到某物体上的太阳辐射总量为100，其反射出去的能量占百分之几，即为该物体的反射率。一般情况下，云的反射率平均为50%—55%。高而薄的云反射率小，约为20%—25%；低而厚的云反射率大，在70%左右，最大可达90%。赤道地区由于云量大，反射率高，明显地影响着地表对太阳辐射的接收。
大气中的杂质颗粒越大，反射能力越强；颗粒越小，反射能力越差。
反射没有选择性，所以反射光呈白色。
（3）大气对太阳辐射的散射作用。当太阳辐射在大气中遇到空气分子或微小尘埃时，发生散射作用，散射的辐射能称为散射辐射。阴天时，见不到太阳直接照射的光，所见到的光都是散射光；在日出之前天就亮了，在树阴下，在房间里，凡是阳光不能直接照射的地方，仍是明亮的，这些都是散射作用的缘故。
散射作用可分为两种情况，一种情况是发生散射作用的质点是空气分子或微小的尘埃，它们的散射能力与波长的四次方成反比关系，这是通过实验得出的分子散射定律。因此，这种散射是有选择性的，波长越短，散射能力越强。在可见光部分，蓝紫色光波长最短，散射能力最强，所以在晴朗的天空，特别是雨过天晴时，天空呈现蔚蓝色。另一种情况是发生散射作用的质点是颗粒较大的尘埃、雾粒、小水滴等，它们的散射无选择性，各种波长同样被散射，使天空呈白色，所以在阴天时，或者大气中尘埃、烟雾较多时，天空呈灰白色。因散射作用使太阳辐射削弱的主要部分是可见光中的短波部分。
从以上三个方面来看，太阳辐射通过地球大气层时，由于大气的吸收、反射和散射作用，到达地面的太阳辐射受到削弱，削弱的主要部分是波长较长的红外线和波长较短的紫外线，而可见光部分被削弱的较少，所以到达地面的太阳辐射主要集中在可见光部分。可见光集中了太阳辐射一半的能量，它给予地球表面以巨大的能量，是发生在地理环境里各种现象和过程的最重要的能量源泉。
四、风的形成
大气的水平运动就是风。产生大气水平运动的原动力是水平气压梯度力。在地球表面做水平运动的物体都要受水平地转偏向力的影响（赤道地区除外），使其运动发生偏向，北半球右偏，南半球左偏。当水平气压梯度力和水平地转偏向力达到平衡状态时，就是说，它们的合力为零时，空气质点做惯性运动，形成稳定的风。
1.水平气压梯度力和水平地转偏向力作用下形成的风：参照课本P34图2.6，图上表示了北半球平直等压线的情况。初始状态时，空气质点垂直等压线运动（按水平气压梯度力的方向）；最终状态时，风向平行于等压线。这个过程是水平气压梯度力和水平地转偏向力逐步建立平衡的过程，在这个过程中，空气质点始终是按两个力的合力方向运动，而水平地转偏向力始终是垂直于运动方向之右侧，所以使得风向不断地右偏。最后，风向平行于等压线，此时，水平气压梯度力与水平地转偏向力大小相等、方向相反，其合力为零，达到平衡状态，空气运动不再偏转而做惯性运动，形成了平行于等压线吹的稳定的风。通常把这种稳定的风叫地转风，因为它只考虑了气压梯度力和地球自转的影响，所以叫地转风。
地转风是大气运动最简单的情况，它在高空平直等压线的状况下是实际存在的。依地转风原理，可以推导出风与气压场之间的关系：人背风而立，低压在左，高压在右。通常称之为风压定律。
2.摩擦力对风的影响：如果在近地面的大气层里平直等压线的情况下，就要考虑水平气压梯度力、水平地转偏向力和摩擦力的作用。当水平气压梯度力与其他两种力的合力达到平衡时，形成斜穿等压线吹的风，这便是近地面风的情况。课本P34图2.7表示出水平气压梯度力与其他两种力的合力达到平衡时形成风的情况。
从图中可以看出，因为摩擦力永远和运动方向相反，即与风向相反，而水平地转偏向力又在运动方向右侧90°，所以，摩擦力与水平地转偏向力的合力和水平气压梯度力达到平衡时，风是斜穿等压线吹的。
一般摩擦力的影响可达离地面1500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。当摩擦力为零时（高空的情况）风向便平行于等压线了。因此，在实际大气中因摩擦力随高度增加而逐渐减小，所以风向随着高度的增加而逐渐右偏，即愈往高空，风向与等压线之间的夹角愈小，最后，风向与等压线平行。这就是风向随高度变化最一般的规律。风速则随高度的增加而加大。
陆地表面和海洋表面的摩擦力不同，地面摩擦力大，洋面摩擦力小，所以在相同的气压条件下，陆地表面的风与等压线间的夹角大，风速小；海洋表面的风与等压线间的夹角小，风速大。
风斜穿等压线吹，具有很重要的意义。因为风本身进行着大气质量的输送，风穿越等压线吹，就会把高压区的大气向低压区输送，它直接影响着高低压的兴衰状况。高低压的兴衰又导致气流的变化，所以气压系统与大气运动相互影响、相互制约，构成千变万化的大气活动舞台。
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一、水循环概述
（一）水循环基本过程
1.水循环基本过程
水循环是指地球上各种形态的水，在太阳辐射、地心引力等作用下，通过蒸发、水汽输送、凝结降水、下渗以及径流等环节，不断地发生相态转换和周而复始运动的过程。
从全球整体角度来说，这个循环过程可以设想从海洋的蒸发开始；蒸发的水汽升入空中，并被气流输送至各地，大部分留在海洋上空，少部分深入内陆，在适当条件下，这些水汽凝结降水。其中海面上的降水直接回归海洋，降落到陆地表面的雨雪，除重新蒸发升入空中的水汽外，一部分成为地面径流补给江河、湖泊，另一部分渗入岩土层中，转化为壤中流与地下径流。地面径流、壤中流与地下径流，最后亦流入海洋，构成全球性统一的、连续有序的动态大系统。
为全球海陆间水循环过程的概化图。整个过程可分解为水汽蒸发、水汽输送、凝结降水、水分入渗，以及地表径流、地下径流等5个基本环节。这5个环节相互联系、相互影响，又交错并存、相对独立，并在不同的环境条件下，呈现不同的组合，在全球各地形成一系列不同规模的地区水循环。
2.水循环机理
第一，水循环服从于质量守恒定律。整个循环过程保持着连续性，既无开始，也没有结尾。从实质上说，水循环乃是物质与能量的传输、储存和转化过程，而且存在于每一环节。在蒸发环节中，伴随液态水转化为气态水的是热能的消耗，伴随着凝结降水的是潜热的释放，所以蒸发与降水就是地面向大气输送热量的过程。据测算，全球海陆日平均蒸发量为1.5808万亿立方米，是长江全年入海径流量的1.6倍，蒸发这些水汽的总耗热量高达 3.878×1021焦耳，如折合电能为10.77×1014千瓦时，等于1990年全世界各国总发电量的近100倍，所以地面潜热交换成为大气热量的主要来源。
由降水转化为地面与地下径流的过程，则是势能转化为动能的过程。这些动能成为水流的动力，消耗于沿途的冲刷、搬运和堆积作用，直到注入海洋才消耗殆尽。
第二，太阳辐射与重力作用，是水循环的基本动力。此动力不消失，水循环将永恒存在，水的物理性质，在常温、常压条件下液态、气态、固态三相变化的特性是水循环的前提条件；外部环境包括地理纬度、海陆分布、地貌形态等则制约了水循环的路径、规模与强度。
第三，水循环广及整个水圈，并深入大气圈、岩石圈及生物圈。其循环路径并非单一的，而是通过无数条路线实现循环和相变的，所以水循环系统是由无数不同尺度、不同规模的局部水循环所组合而成的复杂巨系统。
第四，全球水循环是闭合系统，但局部水循环却是开放系统。因为地球与宇宙空间之间虽亦存在水分交换，但每年交换的水量还不到地球上总贮水量的1/15，所以可将全球水循环系统近似地视为既无输入，又无输出的一个封闭系统，但对地球内部各大圈层，对海洋、陆地或陆地上某一特定地区，某个水体而言，既有水分输入，又有水分输出，因而是开放系统。
第五，地球上的水分在交替循环过程中，总是溶解并携带着某些物质一起运动，诸如溶于水中的各种化学元素、气体以及泥沙等固体杂质。不过这些物质不可能像水分那样，构成完整的循环系统，所以通常意义上的水文循环仅指水分循环，简称水循环。
（二）水循环的类型与层次结构
1.水循环的基本类型
通常按水循环的不同途径与规模，将全球的水循环区分为大循环与小循环。
（1）大循环发生于全球海洋与陆地之间的水分交换过程，由于广及全球，故名大循环，又称外循环。
大循环的主要特点是，在循环过程中，水分通过蒸发与降水两大基本环节，在空中与海洋、空中与陆地之间进行垂向交换，与此同时，又以水汽输送和径流的形式进行横向交换。
交换过程中，海面上的年蒸发量大于年降水量，陆面上情况正好相反，降水大于蒸发；在横向交换过程中，海洋上空向陆地输送的水汽要多于陆地上空向海洋回送的水汽，两者之差称为海洋的有效水汽输送。正是这部分有效的水汽输送，在陆地上转化为地表及地下径流，最后回流入海，在海陆之间维持水量的相对平衡。
（2）小循环是指发生于海洋与大气之间，或陆地与大气之间的水分交换过程。小循环又称内部循环，前者又可称为海洋小循环，后者称陆地小循环。
海洋小循环主要包括海面的蒸发与降水两大环节，所以比较简单。陆地小循环的情况则要复杂得多，并且内部存在明显的差别。从水汽来源看，有陆面自身蒸发的水汽，也有自海洋输送来的水汽，并在地区分布上很不均匀，一般规律是距海愈远，水汽含量愈少，因而水循环强度具有自海洋向内陆深处逐步递减的趋势，如果地区内部植被条件好，贮水比较丰富，那么自身蒸发的水汽量比较多，有利于降水的形成，因而可以促进地区小循环。
陆地小循环可进一步区分为大陆外流区小循环和内流区小循环。其中外流区小循环除自身垂向的水分交换外，还有多余的水量，以地表径流及地下径流的方式输向海洋，高空中必然有等量的水分从海洋送至陆地，所以还存在与海洋之间的横向水分交换。而陆地上的内流区，其多年平均降水量等于蒸发量，自成一个独立的水循环系统，地面上并不直接和海洋相沟通，水分交换以垂向为主，仅借助于大气环流运动，在高空与外界之间，进行一定量的水汽输送与交换活动。
2.全球水循环系统的层次结构
如前所述，全球水循环是由海洋的、陆地的以及海洋与陆地之间的各种不同尺度、不同等级的水循环所组合而成的动态大系统。由于这些分子水循环系统既紧密联系、相互影响，又相对独立。所以对这个全球性的动态大系统，可以根据海陆分布，各分子系统的尺度、规模不同，以及相互之间上下隶属关系，建立如图所示的水循环分子等级系统。
陆地水循环系统结构比海洋水循环系统要复杂，而且在四级以下还可进一步区分，例如长江流域为四级水循环系统，汉江作为长江的一级支流，就属于五级水循环系统，而丹江是汉江的支流，是长江的二级支流，因而属于六级水循环系统。
（三）水体的更替周期
水体的更替周期，是指水体在参与水循环过程中全部水量被交替更新一次所需的时间，通常可用下式作近似计算：
式中，T为更替周期（年或日、时）；W为水体总贮水量（米3）；ΔW为水体年平均参与水循环的活动量（米3/年）。
以世界大洋为例，总储水量为13.38×1017米3，每年海水总蒸发量为50.5×1013米3，以此计算，海水全部更新一次约需要2650年；如果以入海径流量4.7×1013米3为准，则更新一次需要28468年。又如世界河流的河床中瞬时贮水量为21.2×1011米3，而其全年输送入海的水量为4.7×1013米3，因此一年内河床中水分可更替22次，平均每16天就更新一次。大气水更替的速度还要快，平均循环周期只有8天，然而位于极地的冰川，更替速度极为缓慢，循环周期长达万年。
各种水体更替周期
水体
周期
水体
周期
极地冰川
10000 a
沼泽水
5 a
永冻地带地下冰
9700 a
土壤水
1 a
世界大洋
2500 a
河水
16天
高山冰川
1600 a
大气水
8天
深层地下水
1400 a
生物水
12 h
湖泊水
17 a
表中所列的更替周期，是在有规律的逐步轮换这一假设条件下得出的平均所需时间。实际情况要复杂得多，如深海盆的水需要依靠大洋深层环流才能缓慢地发生更替；其周期要超过2650年，而海洋表层的海水直接受到蒸发和降水的影响，其更替周期显然无需2000多年。尤其是边缘海受入海径流影响，周期更短。以我国渤海为例，总贮水量约19.0×1011米3，而黄河、辽河、海河多年平均入海水量达14.55×1010米3，仅此一项就使渤水13年内就可更新一次。又如世界湖泊平均循环周期需要17年，而我国长江中下游地区的湖泊，出入水量大，交换速度快，一年中就可更换若干次。
水体的更替周期是反映水循环强度的重要指标，亦是反映水体水资源可利用率的基本参数。因为从水资源永续利用的角度来衡量，水体的储水量并非全部都能利用，只有其中积极参与水循环的那部分水量，由于利用后能得到恢复，才能算作可利用的水资源量。而这部分水量的多少，主要决定于水体的循环更新速度和周期的长短，循环速度愈快，周期愈短，可开发利用的水量就愈大。以我国高山冰川来说，其总贮水量约为5×1013米3，而实际参与循环的水量年平均为5.46×1011米3，仅为总贮水量的1/100左右，如果我们想用人工融冰化雪的方法，增加其开发利用量，就会减少其贮水量，影响到后续的利用。
（四）水循环的作用与效应
水循环作为地球上最基本的物质大循环和最活跃的自然现象，它深刻地影响到全球地理环境，影响生态平衡，影响水资源的开发利用，对自然界的水文过程来说，水循环是千变万化的水文现象的根源。
1.水文循环与地球圈层构造
地球表层系由大气圈、岩石圈、生物圈以及水圈组合而成。在这一有序的庞大层次结构中，水圈居于主导地位，正是水圈中的水，通过周流不息的循环运动，积极参与了圈层之间界面活动，并且深入四大圈层内部，将它们耦合在一起。
水循环，它上达15千米的高空，成为大气圈的有机组成部分，担当了大气循环过程的主角；下深地表以下1—3千米深处，积极参与岩石圈中化学元素的迁移过程，成为地质大循环的主要动力因素；同时水作为生命活动的源泉，生物有机体的组成部分，它全面地参与了生物大循环，成为沟通无机界和有机界联系的纽带，并将四大圈层串联在一起，组合成相互影响、相互制约的统一整体。从这一意义上说，水循环深刻地影响了地球表层结构的形成以及今后的演变与发展。
2.水循环与全球气候
水循环一方面受到全球气候变化，尤其是大气环流活动的影响，另一方面它又深入大气系统内部，极其深刻地制约了全球气候。
首先，水循环是大气系统能量的主要传输、储存和转化者。因为虽然太阳辐射是地球表层的根本热源，但是大气得到太阳的直接辐射，仅占它吸收总能量的30％，而来自地面的长波辐射占23％，地面与大气之间湿热交换占11％，来自蒸发潜热输送的能量要占到36％，居第一位。对此，前苏联学者M.H.德科研究指出，大气循环的能量，主要是由水循环过程中汽化潜热的转化所提供的。他还通过计算表明，如果大气圈中的水汽含量比现在减少一半，地球表面的平均气温将降低5 ℃，两极地区的冰盖将大大扩展，地球将进入冰期。
其次，水循环通过对地表太阳辐射能的重新再分配，使不同纬度热量收支不平衡矛盾得到缓解。在南北纬35°之间地区，吸收太阳辐射量大于地面辐射支出量；而在纬度高于35°的地带则支出大于收入。
据估算，如果没有热平流来调节高低纬度之间的这种热量分配的不均状态，那么赤道附近地区的温度要比现今增加10 ℃以上，两极地区则要降低20 ℃。此外，昼夜的温差亦要远远超过现今的状况。
再次，水循环的强弱及其路径，还会直接影响到各地的天气过程，甚至可以决定地区的气候基本特征。在这方面，海洋环流系统的气候效应表现得最为强烈。诸如墨西哥湾流与北大西洋西风漂流对整个西北欧地区的天气影响，使得55°N—70°N大洋东岸最冷月平均气温比之同纬度大洋西岸高出16—20 ℃，并在北极圈内出现了不冻港。太平洋的黑潮海流对大陆东海岸的影响，以及著名的厄尔尼诺现象与秘鲁海流的关系等，就是这方面典型的例子。
此外，像雨、雪、霜、霰以及台风暴雨等天气现象，本身就是水循环的产物，没有水循环，亦就不存在这类天气现象。
3.水循环与地貌形态及地壳运动
地壳构造运动奠定了全球海陆分布，以及陆地表面上高山、深谷、盆地、平原等地表形态的基本轮廓。水循环过程中的流水以其持续不断的冲刷、侵蚀作用、搬运与堆积作用，以及水的溶蚀作用，在地质构造的基底上重新塑造了全球的地貌形态，从两极与高山地区的冰川地貌、滨海地区的海岸地貌、到河流冲积、堆积地貌以及千姿百态的岩溶地貌，无不是水循环的杰作。
水循环不仅重新塑造了地表形态，而且还影响到地壳表层内应力的平衡，是触发地震，甚至引起地壳运动的重要原因。据统计，由于流水的冲刷、搬运作用，全世界河流每年携带入海离子径流总量为2.74×109吨，每年入海的固体物质多达22.0×109吨，折合130×108米3。按此速率，只需2500万年左右就可将大西洋填平，另据地质学家斯·马·格里戈也夫估算，按现今风吹、水蚀的速度，经1.1亿年，现在的陆地表面将被削成与世界大洋面齐平。这种日积月累的迁移、搬运与堆积作用，逐渐改变地壳表层的应力平衡，一旦超出其平衡点，就可能触发地震，甚至引起地壳运动，发生沧海桑田的剧变。像我国新丰江等大型水库在建成蓄水后，诱发六级地震，是这方面的具体例证。
4.水循环与生态平衡
水是生命之源，又是生物有机体的基本组成物质，无论是动物还是植物，细胞原生质中大部分是水，如人体组织中70％是水。据计算地球上所有生物体中含有的水分总量约有11.2×1010吨，相当于世界河流瞬时贮水量的1/2，它们积极地参与了水循环过程，其平均循环周期仅几小时，远远高于一般水体的循环速度。没有水循环，就不会有生命活动，亦就不存在生物圈。
同时，水循环的强度及其时空变化，还是制约一个地区生态环境平衡或失调的关键；是影响地区内生物有机体活动旺盛、繁茂，或凋萎、贫泛的主要因子。例如，同属于热带，水循环强盛的地区，可以成为生物繁茂的热带雨林，水循环弱的地区可能成为干旱草原，甚至热带沙漠。处于同一纬度带的大陆东西两岸，凡是受海洋影响大的海岸，水循环强盛，往往风调雨顺，生态环境比较适合生物生长；反之水循环弱的海岸，相对来说生态环境比较脆弱，自然灾害比较频繁。
此外，对于同一地区来说，水循环强度的时空变化，又是造成本区洪、涝、旱等自然灾害的主要原因，循环强度过大，可能引发洪水与洪涝灾害；循环过弱，可能产生水资源不足，形成旱灾。
我国华北、西北地区相对于东南沿海地区来说，生态环境显得比较严峻，主要原因一是本地区水循环强度总体上比较弱，二是时空变化比较大。
5.水循环与水资源开发利用
水是人类赖以生存、发展的宝贵资源，是廉价、清洁的能源，是农业的命脉、工业的血液和运输的大动脉，它与其他自然资源相比较主要不同点是水资源具有再生性和可以永续利用的特点。这一特点正是水循环所赋予的。
如果自然界不存在水循环现象，那么水资源亦就不能再生，无法永续利用。但必须指出的是水资源的再生性和可以永续利用不能简单地理解为“取之不尽，用之不竭”。因为水资源永续利用是以水资源开发利用后能获得补充、更新为条件的。更新速度和补给量要受到水循环的强度、循环周期的长短的制约，一旦水资源开发强度超过地区水循环更新速度或者遭受严重的污染，那么就会面临水资源不足，甚至枯竭的严重局面。所以对于特定地区而言，可开发利用的水资源量是有限的。必须重视水资源的合理利用与保护。只有在开发利用强度不超过地区水循环更新速度以及控制水污染的条件下，水资源才能不断获得更新，才能永续利用。
6.水循环与水文现象以及水文学科的发展
水循环是地球上一切水文现象的根源，没有水循环，地球上也就不会发生蒸发、降水，径流；不存在江河、湖泊。所以研究地球上的水循环，是认识和掌握自然界错综复杂的水文现象的一把钥匙；是把握自然界各种水体的性质、运动变化及其相互关系的有效方法和手段。可以说水循环与水量平衡的研究引导了以往水文学科的发展，亦将指导水文学的未来，并正从宏观与微观双向尺度上，不断拓宽与加深水文学科。
从宏观上讲，着重全球水循环与全球生物圈、全球气候系统以及岩石圈之间界面过程的研究，借助卫星遥感手段，全球大气圈层和陆地表面的系统观测资料，用以确定全球尺度的水文循环与能量通量，以及它们对环境变迁、人类活动的影响等。
从微观方面来说，除了继续发展各类流域水文模型外，正深入到单元尺度的细微观测与计算模拟，开展不同自然地理区的水循环微观过程的实证，以及土壤水分动态平衡、蒸发、蒸腾水文模型等研究。
总之，宏观与微观水循环的研究相结合，将进一步推动今后水文学向纵深方向发展。
二、黄河断流探析（王云科）
（一）黄河断流实况
黄河频繁的季节性断流始于20世纪70年代初，有关资料显示，自20世纪70年代以来，黄河入海年径流量逐渐变小：20世纪60年代为575亿立方米，70年代为313亿立方米，80年代为284亿立方米，90年代中期为187亿立方米。在短短的几十年里，黄河入海径流总量锐减了一多半。与此同时，黄河下游多次断流，特别是进入90年代之后，断流现象更为严重。
这种情况在2000年得到了改变，2000年没有断流。反而，到2003年9月，黄河中上游连连降雨，水势上涨，河南兰考段蔡集控导工程28号坝被撕裂，出现决堤现象，造成重大财产经济损失。但是，黄河断流这一影响重大而广泛的现象依然值得我们分析探究。
（二）黄河断流成因浅析
1.黄河断流的自然原因
黄河流域近年来降水量减少是黄河断流最主要的自然原因，而降水又直接受气侯变化的影响。综合各种情况来看，致使黄河断流的自然原因主要有以下几种：
（1）太阳辐射的改变。太阳辐射是地球气候的能源，所以太阳辐射输出量的改变势必导致地球气候的变化。根据观测，20世纪70年代开始，太阳辐射量在不断增强，地球气温不断升高，蒸发加强，使我国黄河流域乃至华北、西北地区更加干旱。
（2）太阳黑子。根据观测分析发现，亚洲东南部的季风气候与太阳黑子的11年周期有一定的相关性。一般情况下，在太阳黑子极值年附近，我国地面大气环流中的季风成分大于行星风成分。20世纪90年代中期，处于太阳黑子两个极值年之间，所以，我国的季风势力较往年减弱，尤其表现在黄土高原和华北地区，使季风降水雨带多徘徊于长江中下游地区，造成我国华北干旱显著（如1997年黄河断流最严重）。
（3）间冰期。根据考古分析，地球上的气候冷暖干湿相互交替，变化的周期长短不一。在大冰期之间是比较温暖的大间冰期。在第四纪大冰期中，又分为几个亚冰期和亚间冰期，而当今世界处在第四纪的亚间冰期，气温逐年上升，降水量逐年下降，尤其在黄河流域，出现干旱气候。黄河河南花园口以上流域1990—1995年间平均降水量减少12％。
（4）大气透明度的变化。地表气候受太阳辐射的影响。太阳辐射除受太阳本身变化影响外，到达地球的部分也受大气透明度的影响。火山活动对大气透明度的影响最大，火山爆发喷出的灰尘能强烈地反射和散射太阳辐射，而对地面发出的长波辐射却没有显著影响。据计算，火山尘埃散射太阳辐射的能力比散射地面长波辐射大30倍，尘埃反射太阳辐射的作用比大气分子强得多。根据实测结果，火山活动较多的年份，相应地到达地面的太阳辐射也较少。1912年至20世纪90年代，北半球火山活动相对较少，大气混浊程度减少，可以吸收更多的太阳辐射。因此气温增高，形成一个温暖期，蒸发加强，气候变得干燥。
（5）流域状况。黄河流域大部分属于干旱、半干旱的大陆性气候区。多年平均降水量476毫米，降水年内分配不均，大约60％的降水量集中在6—9月。径流的补给主要靠降水，因此年内分配不均匀，且年际变化大，天然河川径流量658亿立方米，实测年径流量431亿立方米。干流最大年径流量与最小年径流量的比值为2—3。降水量本来就不充沛，水资源不足，进入温暖期后蒸发加强，降水减少，旱情加重，水资源供求关系更加吃紧。最终导致黄河断流现象出现。
（6）下游补给。黄河下游流经华北平原，河床宽坦，水流缓慢，泥沙大量淤积，成为世界上著名的地上河，使该段黄河不仅得不到两岸地下含水层的水源补给，反而要用河水下渗补给地下含水层，越是干旱越是下渗严重。
（7）上中游补给。黄河径流主要来自于上中游以降水补给为主的地表径流与地下径流，流域内降水量的下降直接减少了径流的水源补给量。
2.黄河断流的人为原因
人类对水资源的不合理利用和对环境的破坏也是黄河断流的主要原因之一。
（1）森林覆盖率低，水土流失严重。历史上植被状况的恶化对黄河断流影响很大，在黄土高原，原有的茂密森林在唐代、宋代之后遭到人为的毁灭性破坏，直到今天，黄河流域的森林覆盖率仍然远低于全国平均水平，其生态破坏的趋势远未能得到根本性的遏制，甚至于有所发展。水土流失量惊人，使得土地蓄水、保水性能很差。生态环境的恶化、森林的消失是造成黄河洪灾与断流并存的历史原因。
（2）人口、经济迅速发展，耗水量剧增。20世纪50年代以来，黄河流域人口猛增，人类生产与生活规模无节制扩大，耗水量呈现急剧上升态势。50年代时，黄河下游灌区灌溉140万公顷农田，90年代灌溉面积上升到500万公顷，工业生产用水也数十倍地增长。在50年代初期，黄河供水地区年均耗水量122亿立方米，90年代初达到300亿立方米，而同时年均降水量反而有所下降。与50年代相比，90年代黄河下游非汛期来水减少24.5亿立方米，同期耗水量反而增加８1.5亿立方米，水资源供需矛盾尖锐，黄河水资源供远小于求，断流在所难免。
（3）水资源管理不协调。在枯水年份或者枯水季节，黄河沿岸各地只从自身利益考虑，纷纷引水、蓄水、争水、抢水，水资源管理混乱，水量分配不合理，水荒矛盾更加突出。加重了下游水资源匮乏的程度。
（4）水费偏低，农业灌溉方式原始，水资源浪费惊人。黄河流经了我国北方重要的农业产区，农业灌溉用水即占全河流用水总量的90％以上，而引黄渠每立方米水费仅为3.6厘钱，远远低于供水的生产成本，如此低廉的水价自然难以唤起人们的节约用水意识。目前，黄河流域共有水浇地500万公顷，农业灌溉仍然主要采用大畦漫灌、串灌等原始灌溉方式，一些灌区每公顷地年均毛用水量竟然高达60立方米，粗放经营的农业生产方式使黄河水资源的有效利用率不及40％，水资源浪费程度令人触目惊心。
（5）水体污染严重，水体质量不佳。随着人口的剧增、经济的发展，黄河流域水污染程度逐年加重，水体质量的明显下降既影响了人体的健康，也降低了黄河水资源的开发利用率，“水荒”矛盾更加尖锐。
（6）温室效应。二氧化碳等温室气体产生的温室效应，加速了气温的升高，蒸发量增大，降水减少，干旱加剧。
（7）海洋沙漠化。目前每年大约有18亿吨的石油通过海上运往消费地。由于运输不当或油轮失事等原因，每年约有180万吨石油流入海洋。另外，还有工业过程中产生的废油排入海洋。有人估计，每年倾注到海洋中的石油量达200万—1500万吨，其中一部分形成油膜浮在海面上，抑制海水的蒸发，使参与水汽输送的水量减少。同时又减少了海面的潜热的转化，使海洋减小了调节气候的作用，产生“海洋沙漠化效应”。尤其在20世纪70年代以来，在我国近海越来越显著，直接影响我国的气候、降水，使我国降水量有所减少。
（8）人为热释放。随着工业、交通运输业的发展，世界能量的消耗迅速增长。仅2000年全世界消耗的能量就相当于燃烧了380亿吨煤所放出的能量，在一定程度上增强了大气的干燥度，使陆地降水量减少。
（9）沿海城市气候的截流。由于城市的热岛效应造成市区与郊区之间的温度差，因而形成局部的热力环流，其在大范围气压梯度小时，表现比较明显。在白天市区中心有强烈的上升气流。这样，市区因凝结核特别多，又有上升气流，所以，降水量比郊区多，一般可增加 5％—10％。近年来，我国东部城市化进程特别快，城市发展规模大，数量多，众多的城市群对进入大陆空气中的水分有明显的“截流”作用，使之在当地产生降水，减少了进入内陆（如黄河中上游地区）的水量，使黄河主要补给区降水减少。
（三）黄河断流的影响
1.黄河断流对沿岸自然生态环境的危害
黄河断流能够引起河道萎缩，原来输入海洋的大量泥沙只能在沿岸地区沉积，由此抬高河床，不利于汛期洪水下泄，容易诱发更大的洪涝灾害。干涸河道中泥沙的骤然增多使河道潜在地有演变成一条巨大沙带的可能，久而久之，昔日黄河故道风沙弥漫的悲剧就可能会重现，沿岸土地缺乏水源保护，土地沙化、荒漠化的可能性增大。黄河季节性断流后，黄河三角洲地区缺乏足够的泥沙沉积与水量输入，地下水位下降，海水入浸，土壤盐碱化速度加快，生物种群多样化的优势将丧失殆尽。总之，黄河断流使黄河下游地区的自然生态环境趋向恶化，生态平衡失调，土壤肥力下降，不利于人类的生存和发展。
2.黄河断流对沿岸人类活动的影响
因黄河断流，黄河下游地区1972—1996年累计造成工农业损失约26８亿元，每年平均损失14亿元以上，受旱农田累计500万公顷，减少粮食100亿吨，黄河断流严重地扰乱了沿岸人民的生活，山东境内10余万居民长期供水不足。黄河季节性断流使其下游地区水源减少，而排入黄河的工业污水与生活废水却逐年增多，黄河的自净能力减弱，地下水水质恶化，威胁着人们的健康状况。黄河的季节性断流极大地制约了华北地区社会、经济的健康发展。
（四）黄河断流的对策探讨
1.植林种草，绿化大地，改善局部气候 植林种草，扩大植被覆盖率，发展生态经济，资源开发与水土保持相结合，涵养水源，保持水土，防止水土流失，改善局部气候，减少洪水危害，增加土壤肥力，增加地下径流。
2.控制人口数量，提高人口素质 黄河流域应重视对人口增长的有效控制，同时促使公民自觉地保护环境与水资源，合理用水，节约用水。
3.统一规划、协调开发黄河水资源 统一管理、统筹编制黄河水资源利用与调度方案，兼顾各地情况，充分发挥大型水利工程枢纽作用，拦蓄洪水调节径流。
4.加收水资源使用费，促进节约用水 实施水资源有偿使用制度，依法征收水资源使用费，适当提高水价，以刺激人们的水消费观念，唤醒节水意识，避免或减少水资源的浪费。
5.调整流域内的农业结构，减少用水量 在流域内大力培育推广耐旱作物，使灌溉用水量减少。
6.科学种田，实施节水灌溉新技术 管灌、喷灌、滴灌、渗灌是国际上一致公认的节水灌溉新技术，节水灌溉每公顷农田用水量仅为传统灌溉用水的1／5。黄河流域耕地面积宽广，传统灌溉方式普遍，节水灌溉新技术有着广阔的市场，其节水潜力相当可观。这不仅要在黄河中下游推广，更应在黄河用水大户的宁夏平原和河套平原推广。
7.加强污水的净化处理工作，提高水资源的重复利用率 提高水资源的重复利用率是工业节水的重要手段，努力搞好污染水体的净化处理工作，尽可能地提高工业用水的重复利用率，节约用水。
8.南水北调，跨流域调水 南水北调，引长江水进入黄河是解决黄河流域水资源紧张状况的重要措施。
9.更新工业和交通设备 设计出吸热存热新器械，使交通和工业中释放出的热能被再利用。减少人为热释放，降低陆地上空气的干燥度。
10.减少洋面浮油 通过有效措施，回收利用废油，合理运油，减少入海石油。设计“洋面吸油器”，对洋面定时“清扫”浮油，以减弱海洋沙漠化现象。
11.减少CO2排放 普及使用太阳能、地热等清洁能源，减少排放CO2，减缓“温室效应”的作用，降低空气干燥度。（资料来源：黄河网）
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一、构造运动的基本特征
（一）构造运动的方向性
按照构造运动的方向，大致可分为两类——水平运动和垂直运动。
1.水平运动
地壳或岩石圈物质大致沿地球表面切线方向进行的运动，叫水平运动。这种运动常表现为岩石水平方向的挤压和拉张，也就是产生水平方向的位移以及形成褶皱和断裂，在构造上形成巨大的褶皱山系和地堑、裂谷等。所以，从19世纪中叶开始，也称这种运动为造山运动。
目前可以找到许多例证，说明现代水平运动。如1970年云南通海地震，一条NWW向的断裂，长60 km，其水平位移量达2.2 m。1976年7月28日唐山地震，其水平位移达1 m多。又如，著名的美国西部圣安德列斯断层，沿此断层经常有地震活动（如1906年旧金山大地震），在1882—1946年，65年中进行4次三角测量，结果表明断层西盘主要向NE方向移动，平均速度为1 cm/a。近几年利用卫星测量资料，证明在断层两侧两个点（昆西和奥泰山）之间，4年内共靠拢了35.6 cm，平均每年水平位移达8.9 cm，出现了运动速度加快的趋势。
（2）垂直运动
地壳或岩石圈物质沿地球半径方向的运动，叫垂直运动，也叫升降运动。它常表现为大规模的缓慢的上升或下降，形成规模不等的隆起或凹陷，并引起海侵、海退，也就是导致海陆的变化。1890年，G.K.吉尔伯特称这种大面积的升降运动为“造陆运动”。
从现代垂直运动来看，大量的是缓慢运动，其上升或下降速度值一般为每年几毫米到几厘米。如据大地水准测量，喜马拉雅山的北坡地区，以每年3.3—12.7 mm的速度不断上升。但有时也产生快速垂直运动，特别是在地震过程中，沿着断层在瞬息间即可产生较大的垂直位移，如1957年蒙古博各多断层，在一次活动中垂直位移达300 cm。不仅是垂直运动如此，对于水平运动来说也有缓慢和迅速之分。
实际上把构造运动分为水平运动和垂直运动，并不意味着运动完全沿着水平方向或垂直方向进行。在自然界，这两种运动往往相伴而生，这里所说的“相伴”有两重意思，一是在自然界，构造运动的方向不一定都是单纯的水平或垂直方向，比如一条断层更多的情况是两侧岩层斜着相对滑动，其中既有水平位移分量，也有垂直位移分量；二是从两种类型运动的相互关系看，水平运动必然引起垂直运动，而垂直运动也会引起水平运动。例如岩层因挤压而褶皱，有些地方隆起，有些地方凹陷；岩层因拉张而断裂，同样也有些地方上升，有些地方陷落。
在地球发展历史当中，构造运动到底是以水平运动为主，还是以垂直运动为主，曾经有过很大争论。但从当前发展趋势看，大多数人认为应以水平运动为主。从狭义角度看，所谓水平运动还仅仅是指地壳上层岩石受到挤压而产生变形或错位。
在这里不妨简单地回顾一下两种关于地球演化的相互对立的观点，一是固定论，一是活动论。固定论者认为大陆自形成以来，其基底位置是固定不变的，这种观点也称为大陆固定论或大洋永恒论。从这种观点出发，自然主张地壳构造是垂直运动的产物，他们也承认有水平运动，但认为是由垂直运动派生出来的。活动论者认为在地球历史演变过程中，大陆在地球表面的位置曾发生过显著的水平移动。说得更确切些，这种水平运动不是一般的原地附近的水平位移和变形，而是整个岩石圈分成许多“板块”，这些“板块”在软流圈上进行“飘移”。这种观点由于“海底扩张”和“板块构造理论”的提出为越来越多的人所接受。因此，当今活动论比固定论占有更大的优势。
（二）构造运动的速度和幅度
除去地震、断层等在短暂时间内可引起显著的变形、位移外，一般地讲，构造运动是岩石圈的一种长期而缓慢的运动，其速度以每年若干毫米或若干厘米计，因此凭人们的感官无法直接感觉出来。但是不管构造运动有多么缓慢，由于地球发展历史经历了漫长悠久的时间，因而便会产生巨大的变化。例如，喜马拉雅山是今天世界上最高大的一列山脉。在3000万年以前那里还是一片东西横亘的汪洋大海（古地中海的一部分），长期处于缓慢下沉和沉积阶段，但所形成的海相沉积岩总厚度竟达30000 m，这是一个多么惊人的数字。后来亚洲大陆（板块）受到印度大陆（板块）的碰撞，岩层褶皱，大约在2500万年前开始从海底升起，到200万年前初具规模，虽然上升速度很慢，平均每年只有4 mm，但现在已居世界之巅，并仍处于继续上升的过程中。
又如，非洲和阿拉伯半岛本来连在一起，后来中间撕开一个裂口，并逐渐加宽，形成现在的红海，经测量证明，非洲已水平移动离开阿拉伯半岛200 km。再以印度次大陆为例，根据地质、地层、古生物、古气候、古地磁等资料都证明它是从南半球漂移过来的。若以孟买所在的地理位置为标准点，侏罗纪时在40°S；而在1.9亿年之后的今天，漂移到19°N的地方，即每年以几厘米的速度向北移动了7000 km。
强调水平运动的存在，并不等于否定垂直运动的存在，例如板块的俯冲或仰冲，地壳的隆起和凹陷，岩层的褶皱和断裂，都会引起地壳的升降运动。升降运动的速度和幅度常随着时间的发展和地区的不同而有差异。例如，在同一地区，常表现为升降交替进行的情况。比方上升为下降所代替，下降又常为上升所代替。在同一时间，常表现为甲地上升而乙地下降，或者相反，彼此互相交替。无论从时间看还是从空间看，运动总是呈现波浪起伏的情况。
（三）构造运动的周期性和阶段性
在地球演化历史中，构造运动无论是水平运动还是垂直运动，都表现为比较平静时期和比较强烈时期交替出现。在比较平静时期，运动速度和幅度都小；在比较强烈时期，运动速度和幅度都大。在漫长的地史发展过程中，曾有过多次构造运动相对缓和和相对强烈阶段，因而使构造运动表现出明显的周期性。构造运动从缓和到强烈，叫做一次构造旋回。一次构造旋回往往要经历2亿年左右的时间。
地球历史每经过一次大的构造旋回，都要引起世界性的或区域性的海陆、气候、生物、环境的巨大变化；同时，一次大的构造旋回还往往包括若干次一级的和更次一级的构造旋回，导致区域性的或局部性的地理变化。构造运动的周期性，自然也就决定了地球历史发展的阶段性。所以地史可以划分为许多代，代又分为若干纪，纪还可分为几个世，就是这种阶段性的反映。
虽然构造运动具有全球的周期性，但不同地区又有自己的周期性，而且不能认为每次构造运动都会波及整个地球，也不能设想每次构造运动在所有地方都会有相同的反映形式。例如，从晚第三纪以来，喜马拉雅山从古地中海升起，上升幅度达七八千米；而在同一时间，江汉平原地区却表现为缓慢下降，沉积了近1000米沉积层；在内蒙古高原地区表现为断裂活动和大面积的玄武岩喷发活动。
应该指出，在板块构造学说出现之前，对于构造运动在时空的表现规律，其主导认识是构造运动具有全球的同时性，承认有统一的构造旋回，具有可对比性。板块构造学说兴起后，认识到岩石圈板块是以大致均匀的速率不间断地运动的。因此在一定意义上否定了构造旋回的存在。但更新的理论对于这一客观存在必将会作出新的解释。
（摘自《地质学基础》宋春青、张振春）
二、地壳的岩石类型
岩石是由一种或一种以上的矿物或岩屑组成的有规律的集合体，是地质作用的产物。岩石是组成岩石圈的基本单位。岩石类型复杂多样，按岩石形成的自然作用类型，可将它们分为岩浆岩、沉积岩和变质岩三大岩类。
1.岩浆岩
岩浆岩是由炽热的岩浆冷凝结晶而成的岩石，它可以分成两个成因系列：一是由岩浆侵入地壳并在地壳中结晶形成的岩石，称为侵入岩；二是岩浆喷出地表（突破地壳），在海上或大气中冷却形成的岩石，称为火山岩。
在侵入岩中最为熟悉的是花岗岩，可以作为岩浆岩的代表。
2.沉积岩
沉积岩仅占地壳岩石总体积的5％，但由于它形成于广泛分布的陆地表面及海洋盆地中由沉积作用形成，因而，它占据地表75％的面积，沉积岩最显著的特征是成层性，在山区常常可以看到一层层的岩石，这就是沉积岩。组成沉积岩的物质来自陆地上已生成的各类岩石，它们称为沉积岩的母岩（或源岩）。除以上母岩外，火山喷出物、生物物质、水体中的化学沉淀物也是沉积岩的组成部分，在一定条件下，沉积岩中还有宇宙物质加入。
沉积岩根据物质来源、沉积物搬运和沉积作用方式可以分为陆源碎屑岩和化学及生物化学沉积岩两大类。
3.变质岩
地壳内早先形成的岩石（岩浆岩、沉积岩）为适应新的温度和压力条件，在不断发生整体熔融的固态前提下，矿物成分和岩石结构发生不同程度的变化，称为变质作用。经过变质作用后形成的岩石称变质岩。变质岩形成后还可经历新的变质作用过程，有的变质岩是多次变质作用的产物。
虽然岩浆岩和变质岩都是内生地质作用的产物，但两者的形成机制和特征有很大的不同。它们之间的主要区别是：前者主要是从流体相（岩浆）结晶转变成固相（岩石）的降温过程产物；后者主要经历了温度和压力的变化，是从一种固相转变为另一种固相的结晶过程。
沉积岩和岩浆岩可以通过变质作用成为变质岩。在地球表面，岩浆岩、变质岩又可以通过风化—搬运—沉积转变成沉积岩；变质岩、沉积岩进入地下深处，在一定的温度压力条件下熔融成岩浆，再经历冷却结晶作用又可生成岩浆岩。因此，在地壳—地幔范围内，三类岩石处于不断循环演化过程中。
〔摘自刘本培、蔡运龙主编的《地球科学导论》（高等教育出版社）一书〕
三、岩石的分类及其成因与矿产
岩石按成因分为岩浆岩、沉积岩、变质岩三大类。岩浆岩的成因是地球内部岩浆在巨大的压力作用下，沿着地壳薄弱地带侵入地壳上部或喷出地表形成火山喷发，随着温度压力的减小，冷却凝固而形成的岩石。常见的岩浆岩有花岗岩、玄武岩、流纹岩等。在岩浆岩形成过程中，有用矿物富集就形成了矿产，多金属矿。沉积岩是在外力作用下形成的。裸露在地表的岩石，在风吹、雨打、日晒以及生物作用下被破坏，这些碎屑物经风力流水的搬运作用由一地搬运到另一地沉积下来，经过压紧固结作用而形成的岩石就是沉积岩。沉积岩具有层理构造的特点，一层层的岩层记录了不同时代的地层。不同的地层，含有本时期的生物遗体或足迹，就是化石。根据化石可推测岩石的时代和当时的地理环境，沉积岩多外生矿产。变质岩是已形成的岩石，在岩浆活动、地壳运动产生的高温高压作用，使原来岩石的成分性质发生改变而形成新的岩石，就是变质岩。例如，石灰岩变成大理岩、页岩变成板岩等，变质岩多形成变质矿产。
四、地壳运动
地壳运动是连续不断、长期而缓慢地进行的。在不同区域和不同时期内，运动的性质和强度不一样，在同一地区不同时期内可出现不同的运动形式，而在同时期内不同地区里也表现为不同的形式，因此，地壳运动的性质和强度，存在着区域性和时间上的差异性。
1.地壳运动的类型
地壳运动的类型是复杂多样的，根据其性质和方向，可归纳为垂直运动和水平运动两种。前者表现为大规模的、长期缓慢的隆起和下沉；后者表现为岩层被挤压变形。两者都能使岩层发生断裂，并在空间上和时间上密切联系。
地壳的垂直运动又称升降运动、造陆运动或振荡运动。这种运动表现为范围较广地区的隆起和相邻地区的下降，可引起海侵和海退，使海陆发生变化和重新分配，可形成高原、断块山和凹陷、盆地和平原。地壳的水平运动又称造山运动或褶皱运动。这是大致平行于地球表面的运动，使岩层受到水平挤压力而发生褶皱和断裂，可产生一些大规模的褶皱带、挤压带，形成狭长的山地和凹陷、岛弧和海沟。
2.地壳运动的原因
地壳为什么会发生运动?运动的力量从何而来?为了解这个问题，科学家们曾提出过许多学说。近年来根据大量调查研究资料，又提出了新的学说。综合起来，主要的地壳运动学说有大陆漂移、海底扩张、板块构造、地质力学等。
（1）大陆漂移说
大陆漂移说是德国地球物理学家魏格纳在1912年提出的。他根据大西洋两岸两块大陆，如非洲和南美洲两个大陆的种种相似性和连续性，包括海岸线的形状、地层、构造、岩相、古生物等以及古气候、大地测量、地球物理的证据，认为由硅铝层组成的大陆能够像船一样在较重的硅镁层上漂浮。由于当时科学水平的限制，有些证据说服力不强，理论上也不够完善，所以存在着漂移和反漂移的争论。到了50年代中期，由于发现了新的强有力的证据，大陆漂移说重新被重视，并得到新的发展。例如，大陆和海底大规模平移断裂的存在、古磁极的迁移等都证明存在大陆漂移这样大规模的水平运动。根据一套完整的大陆漂移图证明，二叠纪时地球上只有一个联合古陆，大西洋和印度洋还不存在，非洲的东岸与南极大陆相连。联合古陆自三叠纪开始分裂以后，南北美洲、南极洲和印度大陆、澳大利亚分别向西、向南、向北漂移。侏罗纪时，北大西洋和印度洋继续发展。侏罗纪末期，南美洲和非洲开始分裂，南大西洋开始出现。白垩纪时，北大西洋向北延伸，南大西洋扩展，西班牙半岛向左旋转形成比斯开湾；马达加斯加岛由非洲裂出；澳大利亚与南极洲脱离；印度大陆继续北移。新生代时，澳大利亚北移很快，新西兰半岛由其东部分开；大西洋继续向北延伸，将格陵兰岛由欧洲分开；非洲略向北移，印度大陆与亚洲大陆汇合形成喜马拉雅山系。大陆为什么能在硅镁层上漂移呢?海底扩张说回答了这个问题。
（2）海底扩张说
海底扩张说是20世纪60年代初期由美国的赫斯和迪茨提出的。他们根据大量的大洋地质、地貌和地球物理调查资料分析，发现地壳厚约70—100千米的岩石层下部为厚几百千米的软流层。对流作用发生在软流层内，对流速度每年约1厘米至几厘米，对流所产生的拽力作用于岩石的底部，而不是地壳的底部。深部物质在大洋中脊处涌升，形成新的大洋岩石圈。它们从中脊的轴部向外做对称运动或扩张，到汇聚区又流入地下，熔化在软流层中。这个循环系统可达几千千米。海岭是对流的上升区，海沟是下降区。海岭两边地形非常崎岖不平；海岭上热流较高；离大洋中脊愈近，沉积物愈薄；基底地层愈近中脊愈年青；海底死火山和平顶山离海岭愈远，年龄愈老；具有交替变化的极性磁异带常在中脊两侧作对称排列，记录了各时期玄武质岩浆的磁场方向。这些都是海底扩张的证据。由于海底的扩张，整个海底每三四亿年就要更新一次。这就是海底沉积很薄和海底没有比中生代更老的岩层的原因。对流的形态决定了地球内部的情况，而与大陆的位置无关。大陆随硅镁层一起流动。当大陆达到对流的汇聚点时，因大陆较轻，便相对稳定。而硅镁层由大陆下部拐入地下，所以一般说，大陆常坐落在对流汇聚的地点；但如果一个新的对流循环恰由一块大陆下面上升，则大陆将被冲破而形成新的断裂。所以，大陆常处在压性应力之下，从而产生褶皱、逆掩断层和其他挤压型构造；海洋盆地则处于张性应力之下，从而海岭、海沟常被转换断层所切断。另外，若大陆随硅镁层一起漂移，它的前缘并不受力因而比较稳定，这相当于大西洋海岸的形式；若硅镁层由大陆下部拐入地下，由于拽力将在大陆边缘形成山脉和岛弧，这相当于太平洋海岸的形式。
（3）板块构造说
板块构造说是海底扩张说的具体引申。地球的岩石圈并不是整体一块，而是被一些构造活动带如海岭、岛弧构造、水平大陆断裂等所割裂，形成不连续的单元，叫板块。美国的勒比雄把岩石层分为欧亚、美洲、非洲、太平洋、澳大利亚和南极六大板块。这些板块的界限是海岭、岛弧和大断裂，而不是大陆的边缘。六大板块除太平洋板块完全是水域外，其他板块都包括部分海洋和大陆。板块由于对流的带动由海岭向两边扩张，在岛弧地区或活动的大陆边缘处沉入地下，通过软流层完成对流循环。大地构造活动的基本原因是几个巨大的岩石层板块相互作用所引起的。这些板块的强度很大，主要的变形仅发生在它们的边缘部分，如喜马拉雅、阿尔卑斯等山脉就是板块相撞后缝合线上的产物。板块内部则以强度大的断块为主。由于天然地震是大地构造活动的表现之一，所以世界上的大地震带就分布在板块的分界线附近。
五、河口三角洲
河流注入海洋或湖泊时，水流流来向外扩散，动能显著减弱，并将所带的泥沙堆积下来，形成一片向海或向湖伸出的平地，外形常呈“△”状，所以称为三角洲。
从河口区的动力特点来看，在潮流界上下移动的范围内，因河水受潮流的顶托，流速较小，最易形成心滩和江心洲，使河流发生分汊。在河口口门处，因水流扩散，流速减缓，泥沙常堆积成浅滩，横阻河口，故名拦门沙，为河口区航运的主要障碍。
河口三角洲的形成，是在河流作用超过受水体作用的条件下，泥沙在河口大量堆积的结果。冲积物在河口堆积，开始先出现一系列水下浅滩、心滩或沙嘴，水流发生分汊，同时形成向海倾斜的水下三角洲。随着各汊道的消长与心滩的归并扩大，使水下三角洲的前缘不断向海推进，而其后缘因滩地淤高，并盖上洪水泛滥堆积物，便变为水上三角洲的组成部分。由于汊道的不断变迁，在三角洲上往往形成许多交错的滨河床沙堤及湖沼洼地。
三角洲的主要类型有扇形三角洲、鸟足形三角洲和尖形三角洲。
在海水浅波浪作用较强能将伸出河口的沙嘴冲刷夷平的地区，常形成弧形扇状三角洲。我国黄河三角洲就是在弱潮、多沙条件下形成的扇形三角洲。它的特点是：河流入海泥沙多，三角洲上河道变迁频繁，有时分几股入海。泥沙在河口迅速淤积，形成大的河口沙嘴，沙嘴延伸至一定程度，因比降减小，水流不畅而改道，在新的河口又迅速形成新的沙嘴。而老河口断流后，又受波浪与海流作用，沙嘴逐渐被蚀后退，形成扇状轮廓。直至其上再有新河道流经时，这段岸线才又迅速向前推进。因此，随着河口的不断变迁，三角洲海岸是交替向前推进的，并在海滨分布许多沙嘴，使三角洲岸线路呈锯齿状。
在波浪作用较弱的河口区，河流又分为几股同时入海，各汊流的泥沙堆积量均超过波浪的侵蚀量，泥沙沿各汊道堆积延伸，形成长条形大沙嘴伸入海中，使三角洲外形呈鸟足状。由于这种汊道比较稳定，两侧常发育天然堤，天然堤又起着约束水流的作用，使汊流能够继续向海伸长。天然堤一旦被洪水冲积，就会产生新的汊流。美国密西西比河三角洲就是一个典型的鸟足形三角洲。在注入湖泊的河口，也常见有鸟足形三角洲。如我国的鄱阳湖、滇池等湖泊沿岸发育有许多大小不一的鸟足形三角洲。
在波浪作用较强的河口地区，河流以单股入海，或只有小规模的交汊，在此情况下，只有主流出口处沉积量超过波浪的侵蚀量，使三角洲以主流为中心，呈尖形向外伸长，称为尖形三角洲。长江三角洲即属这一类型。
此外，与三角洲形成过程相反，河流来沙量较小，河口受潮流的强烈冲刷作用，无三角洲形成，常成喇叭形，这种河口称为三角港或三角湾，如杭州湾（钱塘江口）就是一个典型的三角港。钱塘江挟沙少，河口海岸下降，潮差大，不仅使河流携带的泥沙不能在河口堆积，而且引起强烈的冲刷，使河口加深与展宽，逐渐形成三角港。三角港更加大了潮差，因而形成著名的钱塘江涌潮。涌潮使泥沙在河口区上段堆积成凸起的拦门沙。
六、冲积扇与冲积平原
冲积扇是河流出山口处的扇形堆积体。河流出山口后，比降显著减小，水流又分成许多交汊，呈扇状向外流动，河流能量显著降低，大量物质堆积下来，又有利于河流改道。随着各支汊的不断堆积和变迁，就形成冲积扇。冲积扇的物质结构，一般是顶部物质较粗，主要为沙、砾，随着水流搬运能力向边缘减弱，堆积的物质逐渐变细，分选也较好，一般多为沙、粉沙及亚黏土，所以冲积扇是较好的含水层，边缘常有泉水出露。可发展自流灌溉。若山地河谷随山地间歇抬升，也可形成叠置冲积扇。
冲积平原系指大面积的河漫滩、三角洲平原以及山前冲积扇和山间盆地冲积平原。它可由一条或几条河流形成。冲积平原多发生在地壳下沉的地区，这里地势平坦，有深厚的沉积层。例如华北平原上天津市内老西井钻井，深达863.4米，均为第四纪松散沉积物。江淮平原第四纪松散沉积物的厚度也达数百米，组成物质主要为冲积物，表层大多为亚黏土及黏土。下部为砾石、沙及粉沙。密西西比平原、西西伯利亚平原、亚马孙平原和恒河平原等都是世界有名的大冲积平原。
冲积平原的形态与物质结构主要取决于河流的特性。由于河流泛滥，粗粒物质首先在沿河地带堆积，而较细物质被带至较远的地方，慢慢堆积下来，使沿河两岸往往形成由沙、粉沙构成的略微高起的天然堤。而河间地带地势相对低下，常有湖沼分布，组成物质多为亚黏土、黏土和湖沼的沉积物。
随着河床不断堆积，天然堤逐渐增高，特别由于筑堤以防洪水。堤内河床堆积更多，进一步抬高了河床，人工堤亦必须随之加高，于是河床显著高出于两岸，成为地上河，如黄河郑州京广桥以下河段。一旦洪水冲决人工堤防或天然堤，就使河流改道，原来的河间低地为河流所占据。形成新的河床和天然堤，并逐渐堆积加高，而废弃的河道和天然堤相形低下，或逐渐埋没于黏土、亚黏土和湖沼堆积之下，使冲积平原的形态与结构复杂化。平原中往往粗细物质相间成层，其中古河床的沙砾层为丰富的含水层，漫滩上部黏土为相对的隔水层。所以对冲积平原的形态特征与物质结构的研究，关系到农业生产地下水的探测。
规模较大的冲积平原主要有三种类型：一种是山前平原，属冲积—洪积型，由洪积扇的合并或大冲积扇构成，如黄河出孟津形成的大冲积扇；一种是泛滥平原，即广阔的河漫滩平原，一般分布在河流中下游或山间盆地，主要由冲积物组成，如长江中游平原（江汉平原）；再一种为三角洲平原，属于冲积—海积型，沉积物质颗粒较细，泛滥带与河间低地地势高差很小，沼泽面积较大，海面升降或周期性海潮入侵，造成海积层与冲积层相互交替的现象。它主要分布在沿海地区以及太湖湖滨地带。华北平原主要就是由黄河和海河等三角洲不断向海滩推进而形成的冲积平原。在沿底湖西部，有宽广的湖成三角洲平原。
七、风沙对地表的作用
干燥地区风力对地表物质进行作用是通过风蚀（吹蚀和磨蚀）搬运和堆积三种过程来完成的。这三种过程的结果就产生各种类型的风成地貌。风成地貌除在干燥区分布外，在沙源充足、地面平坦的海滨平原或湖滨平原等地也可形成。由于风沙活动在一个广阔的空间，而且风向随时都有变化，因此它在某一地区不同时间内，就会出现不同的过程；在一定时间内，不同的地区也可出现不同的作用过程，甚至在某些地段的很短距离内，也有可能同时看到风蚀、搬运和堆积作用。
风吹经地面时，因为地面不平，气流发生乱流作用，可以吹扬地面的沙粒。风吹起沙粒并挟带沙粒向前移动，运动的沙粒对岩石表面或岩石裂等凹部进行摩擦和旋磨，因此风蚀作用实际上包括对地表的吹蚀和对岩石的磨蚀两方面。在这两种作用下形成了各种风蚀地貌。在离地面2米高处的风速达4米／秒左右时，风就可将地面松散的细沙粒（0.01—0.25毫米）扬起，并挟带沙粒随风前进，即形成风沙流。风沙流含沙量是随高度增加而减少的，如：风速5米／小时，沙粒90％集中在近地面11厘米高的气流中移动；风速7米／秒时，沙粒99.9％分布在近地面76厘米以下的高度内的气流中移动。
根据风速和沙粒粗细的不同，风的搬运形式也不一样，可分为悬移、跃移和蠕移三种形式。
风力减弱，使气流中含量相对增多，或风沙流在前进中遇到障碍物而使风力减小等，均可使沙粒发生堆积。经风搬运和堆积的碎屑物称为风积物。风积物主要有沙漠堆积和风成黄土。沙漠堆积通常为风成沙，其特点是：一般分选良好，构成沙丘的风成沙主要为粒径 0.1—0.25毫米的细沙，有时能具有斜层理和交错层理；磨圆度高；硬度大的矿物含量高，以石英为主。由风堆积的风成沙，可形成各式各样的沙丘。
（1）风蚀地貌
常见的风蚀地貌有雅丹、风蚀洼地、风蚀蘑菇、风蚀谷和风蚀残丘。下面着重介绍两种：
风蚀洼地 由疏松物质组成的地面，经风蚀后，常形成宽广而轮廓不大明显的、成群分布的洼地。称为风蚀洼地。其外形多呈长椭圆形，长轴与主风向一致，也有的洼地呈新月形。新月形洼地，弧形突出的一端面对主风方向。风蚀洼地一般深度不超过10米，长度在1000—2000米，在我国柴达木盆地西部有广泛的发育。
风蚀蘑菇 在发育有垂直节理的基岩地区，经强风长期侵蚀后，就会形成一些孤立的石柱，即为风蚀柱。由于接近地表部分的气流中含沙量较多，磨蚀强烈，如再加上基岩岩性的差异，风蚀柱常被蚀成菌状，称为风蚀蘑菇。
（2）风积地貌
风积作用形成的沙丘，是沙漠地区最基本的地貌形态。沙丘的形成发展是干燥气候条件下和沙质地表的相互作用，并受地形、地面物质（沙源供应情况）和植物条件等因素影响的产物。由于这些因素在各地多变，因此产生多种类型的沙丘，主要有新月形沙丘、纵向沙垅、格状沙丘等。
新月形沙丘在单一方向的风或两种相反方向的风（其中有一个为主风向）的作用下，常形成一种平原上呈新月状的沙丘，称为新月形沙丘。它的纵剖面两坡不对称，迎风坡坡形微凸，坡度较小（10°—20°），背风坡坡形下凹，坡度较大（28°—34°，相当沙粒的静止角）。在背风坡两侧顺着风向延伸对称的两翼；在背风坡与迎风坡相连结的地方形成弧形的丘脊。新月形沙丘高度自数米至30米不等，其弓径长度（两翼间距离）一般在数十米到300米之间。这是风积地貌中非常普通的形态，分布也极为广泛。在北非撒哈拉和我国的塔克拉玛干、柴达木、巴丹吉林等地区都有广泛分布。
（摘自《自然地理基础》）
八、平原
平原是陆地上最平坦的地域，它好像铺在大地上的绿色地毯，坦荡千里，辽阔无垠。平原地貌宽广低平，起伏很小，海拔多在200米以下。世界平原总面积约占全球陆地面积的1／4。
平原可以分成两类。一类是冲积平原，主要由河流冲积而成。它的特点是地面平坦，面积广大，多分布在大江、大河的中、下游两岸地区。另一类是侵蚀平原，主要由海水、风、冰川等外力的不断剥蚀、切割而成。这种平原地面起伏较大。
我国的华北平原是一个地域辽阔的典型的冲积平原。它的形成一直可以追溯到一亿三千多万年以前的燕山运动时期。那时我国北方地区曾发生过一次强烈的地壳运动，山西与河北交界的地带猛然隆起，形成高耸的太行山。东面的华北平原地区断裂下陷，被海水淹没。到了距今3000万年前的喜马拉雅运动时，太行山再次抬升，东部地区继续下陷。随着这种西高东低的地貌结构的形成，从西部黄土高原延伸的条条河流，挟带着大量泥沙不断向东部低地冲刷而下，到了河流的中、下游地区，水面宽阔，地势平坦，河水的流速将大大减慢，其携带的泥沙也慢慢沉积下来。久而久之，就在山麓东部形成一大片扇面状冲积平原，其中以黄河沿岸的古冲积扇面积为最大。由于黄河、海河、滦河等水系每年都要挟带大量泥沙，自西而东冲刷和堆积到东部低洼地区，使古冲积扇面积不断向东延伸扩大，最后终于形成了坦荡辽阔的华北平原。
我国平原面积约100多万平方千米，占全国总面积的1／10。除华北大平原外，还有东北大平原和长江中下游平原。在世界的其他地区，著名的大平原有前苏联的西伯利亚大平原、南美洲的亚马孙平原、印度的恒河平原、北美洲的密西西比大平原等。
平原地区面积广大，土地肥沃，水网密布，交通发达，是经济、文化发展较早的地方。历史上四大文明古国都是从大河附近的平原上发展起来的。我国的长江中下游平原素有“鱼米之乡”的美称。平原底下的有些地质构造有利于煤和石油等矿产资源的形成，许多重要的煤矿和油田往往在平原地区发现。今天大陆边缘的浅海，其实也是些暂时被水淹没的平原，那里的煤，特别是石油储藏量相当丰富。
九、沙漠
沙漠，是大自然留给人类的不幸之地。全世界有1／10的陆地是沙漠，总面积达1535万平方千米。我国的沙漠面积也有64万平方千米，占全国面积的11%。有些荒漠中见不到沙，尽是些光秃秃的石滩和砾石，这就是常说的戈壁。我国的戈壁面积有46万平方千米。
世界上的沙漠大多分布在南北纬度15°—35°的信风带。这些地方气压高、天气稳定，风总是从陆地吹向海洋，海上的潮湿空气却进不到陆地上，因此雨量极少，非常干旱。地面上的岩石经风化后形成细小的沙粒，沙粒随风飘扬，堆积起来，就形成了沙丘。沙丘广布，就变成了浩瀚的沙漠。有些地方岩石风化的速度较慢，形成大片砾石，这就是荒漠。

备课资料
一、演化着的宇宙
宇宙有没有起源和终结，它是永恒的还是演化的，各种文明都有自己的解释。在中国有盘古开天地的传说，在西方有上帝创造宇宙的传说。在很长的一个历史时期中，“天不变，道亦不变”的宇宙观由于符合封建统治者的利益而得到广泛传播。17世纪以后，各门自然科学的飞速发展，不断冲击着这一僵化自然观的统治地位。直到20世纪，以众多观测事实为依据的科学的宇宙起源和演化理论才正式宣告诞生。
20世纪20年代以后，天文观测发现银河系以外的天体都在远离我们而去，这说明宇宙是膨胀的。美国天文学家哈勃总结后退的速度与距离的关系，距离越远后退的速度越快，这就是哈勃常数。据推测，宇宙在150亿—200亿年以前半径为零。这就是说宇宙由于某种原因，在150亿—200亿年前发生了一次大爆炸，开始形成。60年代发现的类星体，认为是宇宙早期天体，它们处于宇宙的边缘。它们的距离大约在150亿—200亿光年。
早在20世纪30年代初期，有人根据大爆炸理论计算出，大爆炸后最初几分钟，宇宙就像一颗氢弹爆炸时产生的火球，处处充满了温度高达1.0×109K的光辐射。随着宇宙的膨胀，辐射温度不断降低。作为这种过程的遗迹，当时宇宙中应存在温度约为5 K的背景黑体辐射（由于这种辐射的峰值波长在1 mm附近，处于微波波段，故又称为微波背景辐射）。60年代中期，美国贝尔电话实验室的彭齐亚斯和威尔逊，发现全天各方向都有相当于2.7 K的微波辐射。30年前是用宇宙半径为100亿光年计算的宇宙平均温度为5 K，若用150亿光年计算，与2.7 K更接近。这个结果有力地支持了宇宙大爆炸理论。
宇宙是否要永远地膨胀下去？有的科学家认为目前宇宙的平均密度还未达到宇宙的临界密度，宇宙可能要继续膨胀下去；有的科学家认为宇宙中有大量的隐物质，如看不见的暗星云和黑洞等，加上这些物质，宇宙的平均密度就要比临界密度大多了。宇宙迟早会收缩，这样的宇宙是一个脉动的宇宙，膨胀、收缩、再膨胀、再收缩，周而复始地继续下去。
二、天文学与人类
远古时代，游牧民族逐水草而迁徙需要辨别方向，农业民族按时令播种需要确定季节。在年复一年的长期实践中，他们逐渐发现了这些影响自己生活的大事与日月星辰等天文现象之间的密切关系。巴比伦的泥碑、埃及的金字塔、中国殷墟的甲骨文里，都留下了天文学诞生时期的丰富例证。在以后几千年的发展进程中，天文学对人类文明的进步一直作出巨大贡献。16世纪哥白尼的日心说使自然科学第一次从中世纪神学的桎梏下解放出来。17世纪伽利略、牛顿为研究太阳系天体运动规律而建立的经典力学体系，至今仍是现代工程学（包括宇航科学）的基础。20世纪30年代对太阳和恒星内部结构和能源的研究导致了热核聚变的概念，为人类利用核能提供了依据。特别是近半个世纪以来，人类探索宇宙的热情有力地推动了遥测遥控、空间技术、计算机等一系列高新技术的发展，并使之直接服务于全球通讯、资源调查、气象预报等国民经济部门，而这些技术在天文上的应用则使人们对宇宙的认识突飞猛进，第一次有可能用统一的原理来说明从基本粒子到化学元素、从星系到恒星、从太阳到地球、从原生物到人的长达上百亿年的演化史。
三、地球生命和地外文明
这个问题使许多人感兴趣，并引起了许多科学幻想的故事，然而在这个问题上至今还有许多谜。
地球上的生命之所以产生，是因为地球在太阳系中特殊的位置和太阳长时间稳定造成的，主要包括以下条件。
1.有必要的物质组成，即能合成有机物的碳、氢、氧、氮等元素。
2.生命需要适中的光和热。温度过高，碳原子的化学键被破坏；温度过低，又会使生命过程停顿。
3.有液态的水，这是生物体绝对不可缺少的组成部分。
4.有大气。大气有三个作用：一是大气通过紫外线照射和电火花合成有机物；二是保护生命安全不受陨石和宇宙射线损伤；三是保持地球表面的温度。
5.以上条件能够维持很长时间，使生命有一个产生、发展、进化的过程。
以上条件目前只有地球才能满足。
生命是宇宙物质最高级和最复杂的运动形式，是物质在一定条件下演化的产物。从这一点来看，生命在宇宙中具有普遍性。那么宇宙中哪些地方可能会有生命呢？宇宙中每天有许多恒星诞生。据推算，在目前已知的宇宙范围内，每年就有可能诞生30多万颗新的恒星。在这30多万颗恒星中，带有行星的恒星会有多少呢？一种看法认为，行星是由两颗恒星相碰，甩出来的物质经冷凝而成的。如果是这样，生命就不可能出现。因为恒星间距离遥远，彼此间碰撞的机会极少。另一种看法认为，太阳、行星、小行星和彗星都是同一块星云形成的。当这块星云冷凝时，极大部分物质聚集在中心形成太阳，剩下部分形成扁平的盘状体环绕着太阳。圆盘中的小颗粒彼此碰撞聚集在一起，形成了行星和卫星。如果是这样，银河系中除双星和聚星外，大约有1000亿颗恒星是带有行星的。整个宇宙中带有行星的恒星，数目将是十分可观的。这样，宇宙中可能有生命的地方就很多了。从太阳系来看，生命只出现在地球上，这说明恒星的周围可能会有一个生命带。在这里温度既不太高又不太低，适合于水的存在。小质量的恒星，这个带会很窄；大质量的恒星，这个带可能较宽。地球上形成现在这个文明社会，已经经历了将近50亿年，小质量的恒星和大质量的恒星都不会有那么长的稳定期。只有像太阳这样，温度、大小都合适，才能提供良好的条件，使生命在其生命带的行星上出现。由此可知，要在宇宙中寻觅知音，应该去找发出的能量既不太大又不太小的单颗恒星。对行星来说也要找质量不要太大也不能太小，距离恒星要适中的行星。行星的运行轨道近似圆形，这样它的环境不至于变化太大。
四、太阳能的利用
太阳的核聚变反应 在太阳核心内部进行着4个氢原子核（质子）聚变成1个氦原子核（α）粒子的过程，同时放出大量的能。要想使带正电的氢原子核有足够的动能克服它们之间的斥力而结合，必须有高温、高压的核反应条件。太阳内部有0.15亿K的高温、2.5×106 Pa的大气压，氢核聚变成氦核是可以做到的。形成氦核以后，若要再继续聚变，则要求有更高的温度和压力条件，但太阳内部的这个条件就不够了。
太阳内部的聚变反应有两种类型，一种是不经过任何媒质直接反应，叫质子—质子反应，聚变以这种反应为主；另一种是通过媒质碳起催化作用，叫碳—氮原子循环。无论是哪种类型都是4个质子变成1个氦原子。在这个过程中释放出大量的原子核能。据计算，聚变反应可以维持太阳辐射的时间为百亿年。
太阳能利用方式主要有太阳能的热利用和太阳能光电利用两种方式。
（一）太阳能热利用。将太阳能转换为热能后使用。实现转换的器件为集热器。由于利用的目的不同，集热器及其匹配系统各不相同。
1.太阳灶从原理和结构上大致分为三类：箱式太阳灶、聚光太阳灶、热管式太阳灶。我国是推广应用太阳灶最多的国家，尤其是在太阳能丰富而能源短缺的地区，很受农牧民欢迎。
2.太阳能热水器是太阳能热利用中具有代表性的一种装置，供应生活用或工农业用的低温（40—60 ℃）热水。
3.太阳能干燥器是利用太阳能干燥农副产品的一种装置。
4.太阳房是利用太阳能采暖和降温的房子。又分被动太阳房和主动太阳房。被动太阳房是指完全依靠建筑结构本身的吸热、隔热、保温和通风特性，不需要安装特殊的动力设备，即可利用太阳能达到夏凉冬暖的房屋。主动太阳房一般由集热器、传热流体、蓄热器、控制系统及适当的辅助能源系统构成。它需要热交换器、水泵和风机等设备。这种太阳房造价较高，但室温能主动控制。
5.太阳能发电利用集热器把太阳辐射能变成热能，然后通过汽轮机、发电机来发电。又可分为高温发电和低温发电两大类。
（二）太阳能光电利用指太阳的辐射能光子通过半导体物质转变为电能的过程，通常称“光生伏打效应”。
1.近年来一些发达国家先后建立起太阳能光发电站。
2.太阳能电池又有单晶硅太阳电池和非晶硅太阳电池之分。
五、载人飞船、航天站和航天飞机
载人飞船是能保证航天员在外层空间生活和工作，以执行航天任务并返回地面的航天器，也称为宇宙飞船。它是运行时间有限，仅能一次使用的返回型载人航天器。1961年原苏联发射了第一艘“东方”号飞船。航天站是可供多名航天员巡访、长期工作和居住的载人航天器，又称空间站或轨道站。在航天站运行期间，航天员的替换和物资设备的补充可以由载人飞船或航天飞机运送，物资运输设备也可由无人航天器运送。1971年，原苏联发射了世界上第一个航天站——“礼炮”1号航天站。航天飞机是可以重复使用的、往返于地球表面和近地轨道之间运送有效载荷的飞行器。在轨道上运行时可在机载有效载荷和成员的配合下完成多种任务。航天飞机通常设计成火箭推进的飞机，返回地面时能像滑翔机或飞机那样下滑和着陆。它的特点是可以多次重复使用，发射成本较低和用途广泛。1981年4月，美国成功地发射了世界第一架航天飞机——“哥伦比亚”号。
人类发射的空间探测器举例
“火星”号探测器是前苏联行星和星际探测器系列，主要任务是探测火星和它周围的空间。从1962年11月到1973年8月共发射7个，其中2个探测器的轨道舱飞越火星，2个探测器的轨道舱越过火星后进入日心轨道，另外3个探测器的轨道舱进入绕火星轨道，成为人造火星卫星。探测器的一个着陆舱落到火星表面，2个着陆舱在火星表面软着陆。“火星”号探测器由轨道舱和着陆舱组成，轨道舱内为探测器的主要系统和设备，着陆舱有逼近火星飞行时探测火星的科学仪器。探测器在发射过程中测量地球外大气层，在向火星飞行中探测行星际空间环境，在到达火星附近时，从不同高度观测火星表面。探测器在火星表面软着陆后，测量火星表面的化学和物理特性，向地球发回火星的电视图像。
“阿波罗”工程也称“阿波罗”计划，是美国于20世纪60—70年代初组织实施的载人登月工程。这一工程的目的是实现载人登月飞行和人对月球的实地考察，为载人行星飞行和探测进行技术准备。它是世界航天史上具有划时代意义的一项成就。工程开始于1961年5月，至1972年12月第6次登月成功结束，历时约11年，耗资255亿美元。在工程高峰时期，参加工程的有2万家企业、200多所大学和80多个科研机构，总人数超过30万人。整个“阿波罗”工程包括：（1）确定登月方案；（2）为登月飞行作准备的4项辅助计划（第一，“徘徊者”号探测器计划，共发射9个探测器，在不同的月球轨道上拍摄月球表面状况照片近2万张，以了解在月面着陆的可能性。第二，“勘测者”号探测器计划，共发射5个自动探测器在月球表面软着陆，通过电视发回8.6万张月面照片。第三，“月球轨道环行器”计划，共发射3个绕月飞行的探测器，对40多个预选着陆区拍摄高分辨率照片，获得1000多张小比例尺高清晰度的月面照片，据此选出约10个预计的登月点。第四，“双子星座”号飞船计划，先后发射10艘各载2名宇航员的飞船，进行医学生物学研究和操纵飞船机动飞行、对接和进行舱外活动的训练。）；（3）研制“土星”号运载火箭（用于发射“阿波罗”号飞船）；（4）进行试验飞行；（5）研制“阿波罗”号飞船；（6）实现载人登月飞行。
“天空实验室”是美国第一个实验性航天站。1973年5月14日发射，进入离地面 435 km 的近圆轨道。“天空实验室”共接待3批航天员，每批3人，在航天站内分别工作了28天、59天和84天。用58种仪器进行了270多项天文、地理、遥感、宇宙生物学和航天医学试验研究。重要的项目有：用太阳望远镜观测太阳并拍摄了18万张太阳活动的照片；用6种遥感仪器对地球进行了观测，共拍摄了4万多张地面照片；用7种仪器研究太阳系和银河系的情况；用特殊的医疗器械研究长期失重对人体生理的影响；还进行了失重条件下材料加工试验。
“哥伦比亚”号航天飞机是第一架成功实现近地轨道飞行的美国航天飞机。1981年4月12日首次试飞，在轨道上运行54小时后安全着陆。到1984年10月共飞行5次。航天飞机为人类自由进出宇宙空间提供了很好的工具，是航天史上的一个重要的里程碑。
六、生命在宇宙中普遍存在吗？
“机遇”号传回火星土壤显微照片，显示火星曾经存在液态水的迹象。
只要有水，怎样恶劣的环境条件下都有可能产生和存在生命。
假如火星上存在生命，则太阳系之外的行星同样可以存在生命。
2004年1月30日，美国宇航局宣布，“机遇”号火星车在其着陆点附近已发现火星曾经有水存在的初步证据，暗示这个红色星球上从前比现在更“湿润”，适合于生物的生存。负责火星探测项目的主任泰辛格说，“机遇”号在其着陆点附近发现了赤铁矿存在的线索，而这种矿物通常只在有液态水的环境下生成。
这是对火星探测的一次重大突破。有液态水存在，就有演化出生命的可能。英国《新科学家》甚至怀疑，美国人或许已经在火星表面找到了生命，只是不愿公布而已。他们这么怀疑的理由是：美国人在公布出来的火星照片中，“故意”把其中的绿色成分隐去了。
火星上真的有生命存在吗？严肃的科学家会考虑到火星上恶劣的环境：火星比地球要冷得多，以至于二氧化碳都会结成干冰；火星的大气稀薄，且成分跟地球完全不一样；火星表面处于强宇宙射线笼罩之下；火星上目前没有液态水。
这些都是生命存在的极端条件。实际上，在对地球上同样恶劣的环境进行研究后，科学家已经发现，这些地方依然存在着生物。生命的顽强，远远超出人们的想象之外。
七、冷热不是问题
在过去20年中，科学家开始研究南极等雪地上的生态环境，研究这些看上去不可能有生命的地方的甲烷、二氧化碳含量。直到最近，研究者还认为在类似雪地的低温冻土环境中，一切新陈代谢都理应停止进行。
然而2003年9月，一个日本科研小组发现了富士山覆盖白雪的山顶上有着数量丰富的各种微生物。这第一次证明了雪覆盖的地表拥有异常活跃的生态环境。让人不解的是，冬季，这里单位面积上的微生物总量要比夏季高出三倍之多，微生物在冬季达到最为活跃的程度。
“一些种类的微生物在-20 ℃以下的极冷环境下表现还很活跃，它们被称为嗜冷微生物。”国内最早研究极端环境下生物生长情况的科学家周培瑾告诉本刊记者，“即使在南极冰川的地表深处，微生物同样可以生长得很好。”
也有不怕热的生物。1977年，海洋生物学家在海底火山口附近发现了生物，尽管火山口水温高达350 ℃，周围生命却依然生机勃勃。在火山附近的热水中生活着巨蛤、贻贝还有孔线虫和其他一些说不出名的生物，它们不需要阳光，仅仅依靠海水中的硫化物作为能量。海底火山口附近还有一些较高级的动物，如虾、蟹等，它们能在极端恶劣条件下生存、繁衍，连科学家都感到惊讶。
另一种极端情况是，甚至在热核反应堆中也可以找到生命。
“超热微生物可以生活在130 ℃以上的高温环境下。在这样的温度环境中，它们的蛋白质也不会变性（也就是不会被煮熟）。”周培瑾介绍说。其实，对于这些动物而言，极端的条件也许正是它们的天堂。
八、黑暗中的生命
许多生命不惧黑暗，它们可以生活在没有一丝阳光的深海底，也可以生活在地球深层的岩石中，忍受高温和高压。
科学家在美国爱达荷州200米的地下发现了一些微小的能产生甲烷的细菌，它们以氢为食物，喷出甲烷。和人们以前所知的地球生物不同，它们几乎不需要普通生物所需的营养成分，也不需要阳光和氧气，地下温泉周围含氢的岩石就是它们的乐土，这些细菌构成了生态系统的最底层。科学家认为，这种产甲烷的细菌属于一种古老的细菌群体，适于在极端的环境中生存。
其实，原始的生命可能就是不需要阳光的。中国科学家在长城附近采集的矿石标本中，找到了距今14亿年前的海底原始生命的遗迹。这些细菌不但可以适应高温、高压、没有阳光和缺乏氧气的极端环境，而且可能借助火山活动喷发的硫化氢等物质，把对普通生命有毒的气体转化为养分。
九、水是唯一必要条件？
顽强的生命在地球上几乎无处不在，包括充满紫外线的大气上界和高压作用下的岩石圈中。假如其他星球具有类似地球上这样的极限环境，就可能找到相似的微生物生命体。生物学家进行极端环境下微生物群生态系统的研究，就是希望能对外星生命的探寻有所借鉴。
“就现在看来，水是生命存在的唯一必要条件。”周培瑾说，“而且从理论上说，一个存在液态水的星球，只要给出足够长的发展时间，就有可能演化出生命。”
基于此，现在初步发现曾经存在过液态水的火星上，存在生命的可能性当然比较大，因为其“极端性”并没有超出上述范围。另一颗更有希望存在生命的太阳系内星球是木卫二，这颗叫做欧罗巴的卫星表面温度是-162 ℃，终年结冰，但科学家推测，因其围绕木星高速旋转，潮涨潮落所产生的巨大热能足以使冰层下出现液态海洋（与地球南极发现的冰下隐形湖相似），冰下海洋如果有类似地球海底火山的喷发（这种可能性极大），就具备产生生命的条件。
“研究火星，最重要的意义在于解决宇宙中生命的起源和演化（由低级到高级、由高级到文明、由文明到科技）是不是普遍规律。目前只知道地球上有生命，还不知道另外任何一个天体上有。如果火星上有生命，那么在太阳系中除了地球，还有另外的星球有过或者曾经有过生命，则太阳系之外别的星球也可能会有，这就说明生命的起源与发展在宇宙中更接近于普遍规律。”国内著名天文学家李竞这样告诉记者。
换言之，如果这一次美国探测火星的科学家能给出确切的答案，即火星上有水，并且有生命存在的迹象，那就可以间接证明，生命在宇宙中同样普遍存在；过去悬而未决的很多谜团，这一次可以得出确切的结论。
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地理系统
系统性是事物所普遍具有的规律，地理事物或景观的系统性特征表现得十分强烈。传统上地理学家用“综合性”来称呼地理事物的这种特性。我们知道，地球表层各圈层之间和各内部成分之间相互联系与作用，构成了最大的地理系统——地球表层系统。按系统科学家钱学森的意见，地球表层系统（狭义的地球系统）是开放的复杂的巨系统。所谓开放，就是它与外界有物质能量的交换。太阳辐射是最主要的输入流，长波辐射则是主要的输出流。复杂指的是系统内部单元多，类型极不统一，这样一个系统是巨系统。它有别于统计规律占优势的大量同类型粒子组成的宏系统。理论上，巨系统是最为复杂的。
不仅整个地球表层是系统，而且作为地球表层个别表现形式的环境和区域也具有系统性，一个草地环境的各单元相互联系和作用形成系统结构图。各圈层单元构成了地理系统的单元，地理过程联系了系统的内部单元。大量的研究致力于单元相互作用的具体形式。
像所有的系统一样，地理系统是有特征和状态的。状态是一个具有特殊含义的系统科学用语，它是足以刻画系统过去、现在和未来状况的特征或特征量的集合。一个系统的状态描述，并不意味着对系统所有特征的罗列。其实这种罗列的特征可以无限多。例如，对草地环境选取了不同的状态集合，这样系统内部联系也有所不同。值得注意的是，增加系统的复杂程度，未必能有效地改进系统描述，因此系统科学家卡曼指出，状态是描述系统性状的最小特征集合。
地理系统在许多情况下是个热力学系统，它满足能量守恒、质量守恒的要求，因此联系地理系统的状态特征或单元的状态描述量之间会达到某种力学上的、物质量之间的平衡。如一个空间系统，包含有若干资源需求的城市和资源供应的城市，城市与城市之间有若干物资流的联系。显然，长期地看，实际供给出的总资源量，等于实际总需求的资源量，在空间资源各路径的流量达到某种平衡，这时系统成某种平衡的地理空间（流量）结构。在这个过程中，资源不能创生也不能被消灭，系统依质量守恒律确定状态量之间的平衡（当输送的是电能等，由能量守恒定律确定）。
我们可以设想，由于运费和杂税消耗等，必然有一种或几种空间结构可能使运费最少或消耗最小，这类结构在给定的地理原则下是最优的，而人类的主动或被动的自我调节会使资源分配的空间流结构趋向于某种关于空间市场需求量、空间道路利用率的状态集合。
总之，我们看到地理单元之间会因热力学守恒律的存在而形成某些平衡状态或结构，而这些允许的状态中又可能存在某种给定的地理原则下最优的状态或结构，地理过程有驱动地理系统趋向于这种最优状态或结构的可能性。我们称这是地理系统的平衡特性。
实际的地理系统往往是动态的，它们的状态会发生变化。特别是当外界有输入时，系统会有自己特定的状态动态过程（或称状态响应）与输出。如一段河流，上游来水来沙是它的输入，约定河流对下游的输沙量、含沙分布为输出，取河流横断面形式，河槽深泓线深度与蜿蜒形态、弯道水流结构等为状态，当来水量、来沙量变化时，河流有自己特定的状态响应，结果有对下游特定的泥沙量及分布输出。同样的可能，来水来沙量对另一河段可能给出另外的状态响应和输出形式。显然，决定对下游输沙状况的不是河道断面，也不是深泓线，而是作为一个整体的河流系统。地理系统表现为统一的功能体，系统输入与系统功能特性共同决定了输出，这就是地理系统的功能特性。
地理系统的另一种特性是它的自组织特性。系统论认为系统的平衡有两种可能，不同的系统数学结构，数学结构不一样，系统可能的状态集合和演化行为是不一样的。偏离稳定平衡状态的状态，会以衰减的形式或衰减波动的形式趋向平衡状态。由数学分析证明，状态还可以趋近某一周期运动，似周期非周期地混沌运动等。
地理学中早就发现地理系统趋向于某一稳定状态的现象。在河流地貌学中，提出了均衡剖面的概念，认为河流系统状态（地貌系统状态）存在某一稳定状态——均衡剖面，系统状态演化到均衡剖面附近时，在小的干扰下，只要系统的结构不改变，河流就能通过冲淤等地貌过程消除干扰，保持均衡剖面不变。均衡剖面就是局部稳定平衡态。戴维斯的准平原实际上相当于地貌系统演化的全局稳定平衡点。
不仅地貌系统有自组织特性，一般的地理系统也有自组织特性，在景观生态系统中，景观生态被认为存在稳定态。在城市系统中，稳定态的观点也被普遍地引用。一个森林生态系统从皆伐到趋向于稳定态的过程，一个生态系统的稳定态被定义为第一性生产力与呼吸量的平衡，景观生态的稳定态可以理解为群落结构与格局保持不变。从图中可以看出，趋稳过程是复杂的，认识各种趋稳过程阶段，是地理学的一个方向。
当系统受到大的干扰或系统的条件改变时，地理系统会发生突变。突变有两种情况，一种是大的干扰，另一种是系统的条件发生变化，这时系统基本结构发生变化，对于生态系统来说，突变的形式为生态系统的演替，生物种群、群落及其格局都发生变化。气候的演变常常是生态系统突变的动因。类似地，在地貌系统中构造运动往往改变系统的结构，引起地貌部位发生突变。在地球的发展史中，大气圈、岩石圈的演化从来没有停止过，因此生态系统、地貌系统的突变是经常的。突变现象是地理系统的普遍现象。有的学者认为，由于银河系、太阳系、地球系统的演化从来没有停止过，因此真实的地球系统（地球表层系统）从来没有达到过任何真正意义上的稳定状态，缓变与突变构成了地理系统的演化系列。
地理系统的一种表现是地理现象的节律性，也就是说节律性是地理事物系统性的一种表现形式。地球绕日运动过程中，出现太阳辐射输入的周期性变化，地理系统的功能特性，使之发生状态响应，于是，出现地理景观的年周期节律现象。在一个地理系统内部状态调整过程中，当系统趋向于稳定的周期运动形式或混沌运动时，我们可以观察到地理现象的周期性节律或伊萨钦科所谓的旋回性节律。如在若干个城市之间迁移的人口，在一定的政策条件下，就可能出现人口在城市之间周期性地或混沌性地流动。
值得一提的是，由于实际的地理系统总是开放的，来自宇宙的，以及人类行动的干扰不断地作用于地理系统，因此我们可以断言，地理系统的非稳定的平衡几乎是不可能的，地理系统的可观察平衡，总是稳定平衡。同时，由于干扰的存在，地理系统也不可能出现严格的周期运动。又由于混沌运动是一种对初始值敏感的运动，处于混沌状态的地理系统受到小的干扰时，会出现与未受干扰时完全不同的演化行为。因此，历史过程对地理系统的演化有时显得十分重要。从这一点看，“必须历史地理解地理现象”，如河流的改道可能引起区域系统完全不同的发展。
地理系统有时还表现出对时间的滞后效应和继承性。例如，气候变化并不能引起森林生态系统的同步变化，一般讲，生物圈变化总是滞后于大气圈变化的，地理系统对输入有一定的滞后效应。当气候突变时，只要这种突变不是太大，一般讲，土壤—植被系统并不发生相应的变化，原生的植被可以残存下来。地理现象表现出了继承性，这是因为地理系统的突变要求干扰达到一定的阈值，这个阈值对各个地理子系统可以不一样。滞后现象和继承现象都要求我们“必须历史地理解地理现象”。总之，在地理学中，历史主义的分析方法是基于地理事物系统性的，是十分有价值的。
地理事物经常表现为宏系统（marco-system），宏系统就是由大量不可区分的粒子构成的系统，这些粒子或单元有相同的随机性质，宏观上对这些“微观”的粒子或单元可以作统计分析，而且统计分析得出的平均状态可看成宏观上可测的状态。例如人口构成了宏系统，它的特征由统计的人口金字塔、生育模式、迁移模式来表述，不必也不可能追溯个别人或人群的生死过程、迁移过程；在这种宏观分析中，人口不可区别或区分个体无意义。又如第二章所述，气候是统计特征，地貌坡面是统计单元，地域的范围、缘带的性质也是统计的。地理事物的宏系统性保障了地理现象可作统计分析，统计分析在地理学中一直占有重要的地位。
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一、傅科
傅科（Jean Bernard Leon Foucault，1819—1868）法国实验物理学家，1819年9月18日生于巴黎。幼年时即喜欢精巧手工的创制活动。为此，他早年学习外科和显微医学，后转向照相术和物理学方面的实验研究。1853年由于光速的测定获物理学博士学位，并被拿破仑三世委任为巴黎天文台物理学教授。因为他博学多才，有多项发明创造，因此受各国科学界垂青，1864年当选为英国皇家学会会员，以及柏林科学院、圣彼得堡科学院院士。1868年被选为巴黎科学院院士。1868年2月11日逝世于巴黎，终年49岁。
1851年，傅科进行了著名的傅科摆实验。他根据地球自转的理论，提出除地球赤道以外的其他地方，单摆的振动面会发生旋转的现象，并付诸实验。他选用直径为30厘米、重28千克的摆锤，摆长为67米，将它悬挂在巴黎万神殿圆屋顶的中央，使它可以在任何方向自由摆动。下面放有直径6米的沙盘和启动栓。如果地球没有自转，则摆的振动面将保持不变；如果地球在不停地自转，则摆的振动面在地球上的人看来将发生转动。当人们亲眼看到摆每振动一次（周期为16.5秒），摆尖在沙盘边沿画出的路线移动约3毫米，每小时偏转 11°20′（即 31小时 47分回到原处）时，许多教徒目瞪口呆，有人甚至在久久凝视以后说：“确实觉得自己脚底下的地球在转动！”这一实验又曾移到巴黎天文台重做，结论相同。后又在不同地点进行实验，发现摆的振动面的旋转周期随地点而异，其周期正比于单摆所处地点的纬度的正弦，在两极的旋转周期为24小时。振动面旋转方向，北半球为顺时针，南半球为逆时针。以上实验就是著名的傅科摆实验，它是地球自转的最好证明。由此，傅科被授予荣誉骑士五级勋章。还有人曾在很深的矿井中进行试验，结果是：自井口中心下落的物体，总是在一定的深度同矿井东壁相碰撞，这就从另一侧面证实了地球的自转。
二、恒星日和恒星年
教材从地球真运动的角度介绍了地球运动的周期恒星日和恒星年。我们还可以从地球视运动的角度来说明这个问题。首先要建立天球的概念。在晴朗的夜晚观察星空，看到的恒星、行星和月球等，我们都感觉不出它们的远近。当观测点有小距离移动时，我们仍感觉不到星空的变化，这是因为恒星离观测点很远。可以认为，星光都是平行光，只要朝平行的方向看去，看到的就是同一个点，所有的星体都好像镶嵌在一个球面上，无法判断星体的距离。这个球面从观测者的头顶一直向四面八方延伸到地平线。这就是我们对天球的认识。虽然实际上不存在这个天球，它却和我们的感觉很一致，因此，可以借助它来分析和测量天体的位置和运动。
在天球上，我们可以定义恒星日和恒星年。在科学工作中，我们常采用恒星时计时系统，它是采用不动的恒星为参考点。天空中的恒星很多，我们常采用春分点（春分点是黄道与天赤道的交点之一）作为标准。恒星日是春分点在天球上连续两次由东向西通过同一子午圈所需要的时间。恒星年是太阳在天球上连续两次通过某一恒星所需要的时间间隔。
三、角速度与线速度
角速度是做圆周运动的物体单位时间转过的角度。地球是固体球，因此，自转时球面上各点在单位时间内转过的角度相同，也就是角速度相同。线速度是单位时间转过的弧长。弧长等于半径乘以弧所对应的角。当角度相同时，半径越长则弧长越长。地球上各点都是绕同一个自转轴旋转，纬度不同的地点，对应的自转半径就是当地纬圈的半径，这里粗略地把地球看成球体，因此自转半径＝cosφ×赤道半径。可见，纬度越高，自转半径越小，转过的弧长越小〔弧长＝自转半径×转过的角度（弧度）〕，也就是线速度越小。在南、北极点，自转半径为零，角速度和线速度均为零。
四、验证地球自转
远古时代，人们认为地球是平的，太阳落到地平面下面，天就黑了。也有人认为，地球是不动的，太阳嵌在天幕上，由于天幕不停地转动才引起太阳东升和西落。
现在，人们已经明白：每隔24小时经历的一次白天和黑夜是地球自转造成的。
1851年，杰出的法国物理学家傅科在巴黎伟人祠巨大的圆穹顶下，通过70米摆长的单摆摆动平面的转动演示，有力地证明了地球的自转。
其实，我们通过浮在水面上的吹塑纸条的旋转也完全能雄辩地证明：地球是自转的。
取直径为50厘米的白色搪瓷面盆1只。为便于观察，用特种铅笔，在面盆边缘沿顺时针方向每隔30°作一标记，将其12等分，分别为0°、30°、60°、90°……360°。为防止外界振动和干扰，将盛满清水的面盆置于底楼的水泥地面上。取一张吹塑纸，用刀片剪裁成宽0.1—0.2厘米，长8厘米的纸条。将吹塑纸条浮于面盆水面上，两端平稳地指向0°和180°。为防止风吹和外界影响，可在面盆上盖一薄板。经过3—4小时，轻轻打开薄板，你会惊奇地发现，吹塑纸条沿顺时针方向“转过”一个角度。由于面盆随着地表做逆时针方向转动，而浮于水面的吹塑纸条并没有转动，其指示的转动角度，恰恰验证了地球的自转。
五、地球转动之谜
众所周知，地球在一个椭圆形轨道上围绕太阳公转，同时又绕地轴自转。因为这种不停的公转和自转，地球上才有了季节变化和昼夜交替。然而，是什么力量驱使地球这样永不停息地运动呢？地球运动的过去、现在、将来又是怎样的呢？
人们最容易产生的错觉是认为地球的运动是一种标准的匀速运动，否则，一日的长短就会改变。伟大的牛顿就是这样认为的。他将整个宇宙天体的运动，看成是上好发条的机械，准确无误，完美无缺。
其实，地球的运动是在变化着，而且极不稳定。根据“古生物钟”的研究发现，地球公转和自转速度在逐年变慢。如在4.4亿年前的晚奥陶纪，地球公转一周要412天；到4.2亿年前的中志留纪，每年只有400天；3.7亿年前的中泥盆纪，一年为398天。到了2.8亿年前的晚石炭纪，每年约为385天；6500万年前的白垩纪，每年约为376天；而现在一年只有365.25天。据天体物理学的计算，证明了地球自转速度正在变慢。科学家将此现象解释为是月球和太阳对地球的潮汐作用引起的。
石英钟的发明，使人们能更准确地测量和记录时间。通过石英钟记时观测日地的相对运动，发现在一年内地球自转存在着时快时慢的周期性变化：春季自转变慢，秋季加快。
科学家经过长期观测认为，引起这种周期性变化是与地球上的大气和冰的季节性变化有关。此外，地球内部物质的运动，如重元素下沉，向地心集中，轻元素上浮、岩浆喷发等，都会影响地球的自转速度。
除了地球的自转外，地球的公转也不是匀速运动。这是因为地球公转的轨道是一椭圆，最远点与最近点相差约500万千米。当地球从远日点向近日点运动时，离太阳越近，受太阳引力的作用越强，速度越快。由近日点到远日点时则相反，运行速度减慢。
还有，地球自转轴与公转轨道并不垂直；地轴也并不稳定，而是像一个陀螺在地球轨道面上做圆锥形的旋转。地轴的两端并非始终如一地指向天空中的某一个方向，如北极点，而是围绕着这个点不规则地画着圆圈。地轴指向的这种不规则，是地球的运动所造成的。
科学家还发现，地球运动时，地轴向天空划的圆圈并不规整。就是说地轴在天空上的轨迹根本就不是在圆周上的移动，而是在圆周以外做周期性的摆动，摆幅为9″。
由此可以看出，地球的公转和自转是许多复杂运动的组合，而不是简单的线速或角速运动。地球就像一个年老体弱的病人，一边时快时慢、摇摇摆摆地绕日运动着，一边又颤颤巍巍地自己旋转着。
地球还随太阳系一道围绕银河系运动，并随着银河系在宇宙中飞驰。地球在宇宙中运动不息，这种奔波可能自它形成时起便开始了。
就现在地球在太阳系中的运动而言，其加速或减速都离不开太阳、月球及太阳系其他行星的引力。人们一定会问，地球最初是如何运动起来的呢？未来将如何运动下去？其自转速度会一直变慢吗？
也许，人们还会问，地球运动需要消耗能量吗？若是这样，地球消耗的能量又是从何而来？它若不需消耗能量，那它是“永动机”吗？最初又是什么使它开始运动的呢？存在着所为第一推动力吗？
第一推动力至今还只是一种推断。牛顿在总结发现的三大运动定律和万有引力定律之后，曾尽其后半生精力来研究、探索第三推动力。
他的研究结论是：上帝设计并塑造了这完美的宇宙运动机制，且给予了第一次动力，使它们运动起来。而现代科学的回答是否定的。那么，地球，乃至整个宇宙的运动之谜的谜底究竟是什么呢？
六、地球的公转周期
地球的自转运动有两个周期即恒星日和太阳日，那么，地球的公转运动是否只有回归年一个周期呢？地球绕日公转存在三个周期：恒星年、近点年和回归年。
（1）恒星年：以某一遥远的恒星作为参照物，地球绕太阳运转360°的历时，T＝3６5.25６3６日，它是地球公转的真正周期。只有用恒星年才能准确真实地计算出地球公转的角速度和线速度。
（2）回归年是太阳直射点回归运动的周期，T=3６5.2422日，它比恒星年短0.0141６日。
回归年略短于恒星年的现象叫做岁差，岁差是地球公转和地轴运动相结合的结果，这种结合决定了二分二至地球位置不是定点，而是在公转轨道上不断西移的动点，从而导致地球公转一周不等于太阳直射点纬度变化一周。回归年虽不是地球公转的真正周期，但它是地球上季节变化的周期，对人类有着十分重要的意义，我们生活中的“年”的概念，通常就是指回归年，阳历中的具体年历就是依据回归年来排定的，这也就成为我们学习的重点内容。
七、开普勒定律
开普勒定律是开普勒发现的关于行星运动的定律
开普勒在1609发表了关于行星运动的两条定律：
开普勒第一定律（椭圆定律）：每一行星沿一个椭圆轨道环绕太阳，而太阳则处在椭圆的一个焦点中。
开普勒第二定律（面积定律）：从太阳到行星所连接的直线在相等时间内扫过同等的面积。
用公式表示为：SAB=SCD=SEK（如下图）。
1609年，这两条定律发表在他出版的《新天文学》上。
1618年，开普勒又发现了第三条定律：
开普勒第三定律（调和定律）：行星绕日一圈时间的平方和行星各自离日的平均距离的立方成正比。
用公式表示为：a3/T2=K
a=行星公转轨道半长轴
T=行星公转周期
K=常数
1619年，他出版了《宇宙的和谐》一书，介绍了第三定律，他写道：认识到这一真理，这是超出我的最美好的期望的。大局已定，这本书是写出来了，可能当代有人阅读，也可能是供后人阅读的。它很可能要等一个世纪才有信奉者一样，这一点我不管了。
开普勒发现的行星运动定律改变了整个天文学，彻底摧毁了托勒密复杂的宇宙体系，完善并简化了哥白尼的日心说。开普勒定律为伊萨克·牛顿发现万有引力定律奠定了基础。
开普勒第三定律的修正
开普勒研究所根据的资料都是凭肉眼观测的。随着望远镜等精密仪器的出现，发现开普勒定律只是近似的，行星实际运行的情况与开普勒定律有少许偏离。造成这种情况的原因是：由于太阳也受到行星的吸引，它也有加速度，并不是静止不动的，实际上太阳和行星都绕它们的质心各自沿椭圆轨道运动。因此行星椭圆轨道半长轴（平均半径）三次方与运行周期二次方之比已不再是常数，开普勒第三定律应修正为：

式中的R1和R2分别是质量为m1和m2的行星轨道半长轴，T1和T2分别是它们的运行周期，M是太阳的质量。实际上太阳系中质量最大的行星是木星，它的质量是太阳质量的1/1047，上式之比与1相差极微，所以开普勒第三定律虽然只是近似的，但近似程度是相当高的。以上结论只考虑了行星与太阳间的相互吸引，在理论力学中称为二体问题，如果要考虑任一行星还受到其他行星的吸引，则成为多体问题，此时只能用微扰法来近似求解。
八、闰年
在公历（格里历）纪年中，有闰日的年份叫闰年，一般年份为365天，闰年为366天。由于地球绕太阳运行周期为365天5小时48分46秒（合365.24219天）即一回归年，公历把一年定为365天。所余下的时间约为四年累计一天，加在2月里，所以平常年份每年365天，2月为28天，闰年为366天，2月为29天。因此，每400年中有97个闰年，闰年在2月末增加一天，闰年366天。闰年的计算方法：公元纪年的年数可以被四整除，即为闰年；被100整除而不能被400整除为平年；被100整除也可被400整除的为闰年。如2000年是闰年，而1900年不是。
中国旧历农历纪年中，有闰月的一年称为闰年。一般年份为12个月，354或355天，闰年则为13个月，383或384天。农历作为阴阳历的一种，每月的天数依照月亏而定，一年的时间以12个月为基准；为了合上地球围绕太阳运行周期即回归年，每隔2到4年，增加一个月，增加的这个月为闰月，因此农历的闰年为13个月。
农历没有第十三月的称谓，闰月按照历法规则，排放在从二月到十月的过后重复同一个月，重复的这个月为闰月，如四月过后的闰月称为闰四月。
2001年5月27日、1982年5月27日和1963年5月27日这个日子，都是闰四月初五。
闰月加到哪个月，以农历历法规则推断，主要依照与农历的二十四节气相符合来确定；农历的闰月天数与正常月份天数一样，为29或30天。
农历所谓“闰”的说法，只有闰年和闰月称谓，公历也有闰年的称谓。
运动物体的水平偏向图
九、地转偏向力
地球自转产生的效应很多，其中一个很重要的效应就是产生地转偏向力。地转偏向力产生的条件有：（1）地球在自转；（2）地面上的物体在水平方向有运动速度。产生的现象是，当观察者面向运动方向时，北半球运动的物体向右偏，南半球运动的物体向左偏，在赤道上运动的物体不偏转。随纬度的增高，偏转现象越明显。
物体运动方向为什么会向右或向左偏转呢？我们可以作一个粗略的定性分析。沿地表做水平运动的物体，由于惯性的作用，总是力图保持原来的方向和速度。例如，在北半球，质点向北沿经线取A1B1方向做水平运动，经过一定时间后，经线L1转至L2的位置。沿经线方向运动的质点，由于惯性，必然保持原来的方向和速度，取A2B2的方向前进。这时在L2位置上的人看来，运动质点已经离经线方向而右偏了。
地球一刻不停地自转着，地球上做水平运动的物体，都会受地转偏向力的影响。例如，赤道地区，终年高温多雨，空气受热上升，在近地面的空间形成一个低气压带，赤道两边地区的气流就要向赤道方向流动。如果没有地转偏向力的影响，赤道以北应该经常刮北风，赤道以南应该经常刮南风。但是由于受地转偏向力的作用，风向发生了改变，赤道以北向右偏，形成了东北风；赤道以南向左偏，形成了东南风。地转偏向力对河流的影响也很明显。在北半球，从南向北流的河流，河水冲刷东岸；从北向南流的河流，河水冲刷西岸；从东向西流的河流，河水冲刷北岸；从西向东流的河流，河水冲刷南岸。同样道理，在北半球行驶的火车，加于右侧轨道的压力，要比对左侧轨道的压力大些。
十、正午太阳高度
一地正午太阳高度的大小，可以用下面的公式来计算：
H=90°-｜φ-δ｜
式中H为正午太阳高度，φ为当地地理纬度，永远取正值；δ为直射点的纬度（任何一天的δ可以在天文年历上查到），当地夏半年取正值，冬半年取负值。以二分和二至日北京（39°54′）为例：
春、秋分日H＝90°-｜39°54′-0°｜=50°06′
（太阳直射赤道，δ=0°）
夏至日H=90°-｜39°54′-23°26′｜=73°32′
（太阳直射北回归线，δ=23°26′）
冬至日H=90°-｜39°54′+23°26′｜=26°40′
（太阳直射南回归线，δ=-23°26′）
如果某地的正午太阳高度H小于0°，说明该地处于极夜，这种情况只会出现在两极地区。
十一、昼夜长短的变化
二分二至各地昼夜长短的变化可列表如下：
纬度
北极圈以内
0°＜φ＜66°34′N
φ=0°
0°＜φ＜66°34′S
南极圈以内
春分日
昼=夜
昼=夜
昼=夜
昼=夜
昼=夜
夏至日
极昼
昼＞夜
昼＝夜
昼＜夜
极夜
秋分日
昼=夜
昼=夜
昼=夜
昼=夜
昼=夜
冬至日
极夜
昼＜夜
昼=夜
昼＞夜
极昼
从表中可以看出，在春、秋分日不管什么地点，在赤道处不管什么时间，都是昼夜相等，而其他地区则不同，在一年内昼夜长短是不断变化的，即便是在极圈之内，极昼极夜的时间长短也不一样。以北半球中纬度地区一年内的变化为例，春分日时，昼夜相等，春分日过后，开始昼长于夜，随着太阳直射点的北移，昼变得越来越长，直到夏至日，太阳直射北回归线，这一天昼最长、夜最短。如北京，夏至日白昼长约15小时，夜晚只有约9小时。然后昼长开始减小，直到秋分日再次回到昼夜相等。秋分日过后，夜开始增长，昼开始缩短，到了冬至日昼最短、夜最长。冬至日后夜开始缩短，直到下一个春分日，完成一个回归年。
以北半球为例，夏至日太阳直射北回归线，北半球昼最长、夜最短；冬至日太阳直射南回归线，北半球昼最短、夜最长；春分日（秋分日）太阳直射赤道，全球昼夜等长。同时还要分清昼夜状况还是昼夜变化趋势，这就要注意以下规律：太阳直射点在哪个半球（南、北半球），哪个半球就昼长于夜；太阳直射点向哪方（南方、北方）移动，哪个半球就昼变长夜变短。
备课资料
一、气团的分类和特性
为了分析气团的特征、分布移动规律，常常对地球上的气团进行分类，分类的方法大多采用地理分类法和热力分类法两种。
（1）热力分类法：气团按其热力特性可分为冷气团和暖气团两大类。凡是气团温度低于流经地区下垫面温度的，叫冷气团；相反，凡是气团温度高于流经地区下垫面温度的，叫暖气团。这里所谓冷、暖均是比较而言，至于温度低到多少度才是冷气团，温度高到多少度才是暖气团，则没有绝对的数量界限。一般形成在冷源地的气团是冷气团，形成在暖源地的气团是暖气团。两气团相遇，温度低的是冷气团，温度高的是暖气团。
（2）地理分类法：根据气团形成源地的地理位置，对气团进行分类，称为气团的地理分类。按这种分类法气团分成北极气团、温带气团、热带气团、赤道气团四大类。由于源地地表性质不同，又将每种气团（赤道气团除外）分为海洋性和大陆性两种，这样，总共分为七种气团。
①北极（冰洋）大陆气团（Ac）：源地在北极附近的冰雪表面上，特点是温度低、气压高、湿度小、气层稳定。当它侵入一个地区时，就形成寒潮。我国境内看不到它的活动。
②北极（冰洋）海洋气团（Am）：源地也在北极地区，是北冰洋未封冻时所形成的，它的特点是比前者温度稍高，湿度较大，多在高纬度地区活动。
③温带（极地）大陆气团（Pc）：源地在西伯利亚和蒙古。冬季，这种气团形成于强烈冷却、积雪覆盖的大陆表面上。低层温度很低，有强烈逆温现象，空气层稳定；夏季，受大陆热力状况的影响，空气层不稳定。冬季出现在我国东北地区北部、新疆北部和内蒙地区。影响我国的多是变性温带大陆气团，势力强，维持时间长，影响范围广，是我国冷空气活动的主要来源。
④温带（极地）海洋气团（Pm）：源于温带洋面，冬夏情况有显著不同。冬季低层接触洋面，温度较高，湿度较大，常不稳定，易形成对流云，有时产生降水；夏季与温带大陆气团性质差不多，对我国影响不大。
⑤热带海洋气团（Tm）：太平洋副热带高压区域和大西洋亚速尔高压区域是它的主要源地。特征是温度高，湿度大，在海上因空气下沉，天气晴朗，影响我国的是变性热带海洋气团。夏季，它是控制我国天气的主要气团之一，在它控制下，可以出现干旱、晴热的天气，当它的北缘与变性温带气团相遇时，可出现降水天气。
⑥热带大陆气团（Tc）：主要源于副热带沙漠地区。如中亚、西南亚、北非撒哈拉沙漠等地。特征是炎热、干燥。夏季常影响我国西北地区，为最干热的气团。
⑦赤道气团（E）：形成于赤道附近的洋面，具有高温高湿的特征。盛夏时，它影响我国华南一带，天气湿热，常有雷雨产生。
二、中国境内的气团活动和气团天气
由于不同的气团具有不同的温度、湿度和压力等物理特性，在它们控制下的地区，就分别具有不同的天气特点。例如，当冷气团向南移行至另一地区时，不仅会使这个地区变冷，且由于气团底部增暖，使该地区上空气层的稳定度减小，产生不稳定性的天气；当暖气团向北移行至另一地区时，不仅会使这个地区变暖，且由于气团底部变冷，会使该地上空气层的稳定度增大，产生稳定性天气（如平流雾、低云和毛毛雨）。但冷暖气团的天气特征在不同季节、不同地区有相当大的差别。例如，夏季暖空气，如遇外力抬升，可出现阵雨、雷暴等不稳定天气；冬季的冷气团，如果气层稳定，逆温深厚，也可以产生稳定性天气。
我国大部分处于中纬度地区，冷、暖气流交绥频繁，缺少气团形成的环流条件；同时，地表性质复杂，没有大范围均匀的下垫面可作气团源地，因而，活动在我国境内的气团，大多是从其他地区移来的变性气团，其中最主要的是极地大陆气团和热带海洋气团。
冬半年，通常受极地大陆气团影响，它的源地在西伯利亚和蒙古，我们称之为西伯利亚气团。这种气团的地面流场特征为很强的冷性反气旋，中低空有下沉逆温，它所控制的地区，天气干冷。当它与热带海洋气团相遇时，在交界处则能构成阴沉多雨的天气，冬季华南常见到这种天气。热带海洋气团可影响到华南、华东和云南等地，其他地区除高空外，它一般影响不到地面。北极气团也可南下侵袭我国，造成气温急剧下降的强寒潮天气。
夏半年，西伯利亚气团在我国长城以北和西北地区活动频繁，它与南方热带海洋气团交绥，是构成我国盛夏南北方区域性降水的主要原因。热带大陆气团常影响我国西部地区，被它持久控制的地区，就会出现严重干旱和酷暑。来自印度洋的赤道气团，可造成长江流域以南地区大量降水。
春季，西伯利亚气团和热带海洋气团两者势力相当，互有进退，因此是锋系及气旋活动最盛的时期。
秋季，变性的西伯利亚气团占主要地位，热带海洋气团退居东南海上，我国东部地区在单一的气团控制下，出现全年最宜人的秋高气爽的天气。
三、锋面的三大特征
锋是两种性质不同的气团相互作用的过渡带，因而锋两侧的温度、湿度、稳定度以及风、云、气压等气象要素具有明显差异，可以把锋看成是大气中气象要素的不连续面。
（1）锋面有坡度：锋面在空间向冷区倾斜，具有一定坡度。锋在空间呈倾斜状态是锋的一个重要特征。锋面坡度的形成和保持是地转偏转力作用的结果。一般锋面的坡度约在1／50—1／200，由于锋面坡度很小，锋面所遮掩的地区必然很大。如坡度为1／100，锋线长为1000千米、高为10千米的锋，其掩盖的面积可达100万平方千米；由于有坡度，可使暖空气沿倾斜面上升，为云雨天气的形成提供了有利条件。
（2）气象要素有突变：气团内部的温、湿、压等气象要素的差异很小，而锋两侧的气象要素的差异很大。
① 温度场：气团内部的气温水平分布比较均匀，通常在100千米内的气温差为1 ℃，最多不超过2 ℃。而锋附近区域内，在水平方向上的温度差异非常明显，100千米的水平距离内可相差近10 ℃，比气团内部的温度差异大5—10倍；在垂直方向上，气团中温度垂直分布是随高度递减的。然而锋区附近，由于下部是冷气团，上部是暖气团，锋面上下温度差异比较大，锋面往往是逆温层。
② 气压场：锋面两侧是密度不同的冷、暖气团，因而锋区的气压变化比气团内部的气压变化要大得多。锋附近区域气压的分布不均匀，锋处于气压槽中，等压线通过锋面有指向高压的折角，或锋处于两个高压之间气压相对较低的地区，等压线几乎与锋面平行。
③ 锋附近风场：风在锋面两侧有明显的逆向转变，即由锋后到锋前，风向呈逆时针方向变化。
（3）锋面附近天气变化剧烈：由于锋面有坡度，冷暖空气交绥，暖空气可沿坡上升或被迫抬升，且暖空气中含有较多的水汽，因而，空气绝热上升，水汽凝结，易形成云雨天气。由于锋面是各种气象要素水平差异较大地区，能量集中，天气变化剧烈。所以，锋是天气变化剧烈的地带。
四、锋的类型
关于锋的分类，目前主要有两种分类方法：
（1）根据锋面两侧冷、暖气团的移动方向及结构状况，锋可以分为下列四种：
①冷锋：是冷气团向暖气团方向移动的锋。暖气团被迫而上滑，锋面坡度较大，冷暖两方中，冷气团占主导的地位。
②暖锋：是暖气团向冷气团方向移动的锋。暖气团沿冷气团向上滑升，锋面坡度较小，冷暖两方中，暖空气占据主导地位。
③准静止锋：是冷、暖气团势力相当，使锋面呈来回摆动，这种锋的移动速度很小，可近似看作静止。
④锢囚锋：是冷锋追上暖锋，将地面空气挤至空中，地面完全为冷空气所占据，造成冷锋后面冷空气与暖锋前部的冷空气相接触的锋面。如果前面的冷气团比较暖湿，后面的冷气团比较寒干，则后面的冷气团就楔入前面冷气团的底部，形成冷式锢囚锋；如果后面的冷空气不如前面的冷空气那样冷而干，则后面相对暖的冷气团会滑行于前面冷气团之上，形成暖式锢囚锋。
在冷式锢囚情况下，暖锋脱离地面，成为高空暖锋，位于锢囚锋之后面；在暖式锢囚情况下，冷锋离开地面，成为高空冷锋，位于锢囚锋的前面。
（2）地理分类：锋还可以按照它所处的地理位置分类，从北到南分为：北极（冰洋）锋、温带锋（极锋）热带锋。
①冰洋锋是冰洋气团和极地气团之间的界面，处于高纬地区，势力较弱，位置变化不大；
②极锋是极地气团和热带气团之间的界面，冷、暖交绥强烈，位置变化大，对中纬地区影响很大。
③热带锋是赤道气流和信风气流之间的界面，由于两种气流之间的温差小，以气流辐合为主，可称为辐合线。它也有位置的季节变化，夏季移至北半球，冬季移至南半球。多出现在海上，是热带风暴的源地。
此外，还有处于空中的副热带锋，处于特定条件下的地中海锋等。
五、冷锋与冷锋云系
冷锋是冷气团向暖气团方向移动形成的锋面。根据冷气团移动的快慢不同，冷锋又分为两类：移动慢的叫第一型冷锋或缓行冷锋，移动快的叫第二型冷锋或急行冷锋。
（1）第一型冷锋：这种锋面处于高空槽线前部，多稳定性天气。这种锋移动缓慢，锋面坡度不大（约1/100），锋后冷空气迫使暖空气沿锋面平稳地上升，当暖空气比较稳定，水汽比较充沛时，会形成与暖锋相似的范围比较广阔的层状云系，只是云系出现在锋线后面，而且云系的分布次序与暖锋云系相反，降水性质与暖锋相似，在锋线附近降水区内还常有层积云、碎雨云形成。降水区出现在锋后，多为稳定性降水。如果锋前暖空气不稳定时，在地面锋线附近也常出现积雨云和雷阵雨天气。夏季，在我国西北、华北等地，以及冬季在我国南方地区出现的冷锋天气多属这一类型。
（2）第二型冷锋：这是一种移动快、坡度大（1/40—1/80）的冷锋。锋后冷空气移动速度远较暖气团为快，它冲击暖气团并迫使产生强烈上升。而在高层，因暖气团移速大于冷空气，出现暖空气沿锋面下滑现象，由于这种锋面处于高空槽后或槽线附近，更加强了锋线附近的上升运动和高空锋区上的下沉运动。夏季，在这种冷锋的地面锋线附近，一般会产生强烈发展的积雨云，出现雷暴、甚至冰雹、飑线等对流性不稳定天气。而高层锋面上，则往往没有云形成。所以第二型冷锋云系呈现出沿着锋线排列的狭长的积状云带，好似一道宽度约有10千米，高达十多千米的云堤。在地面锋线前方也常常出现高层云、高积云、积云。这种冷锋过境时，往往乌云翻滚，狂风大作，电闪雷鸣，大雨倾盆，气象要素发生剧变。这种天气历时短暂，锋线过后，天空豁然晴朗。在冬季，由于暖气团湿度较小，气温不可能发展成强烈不稳定天气，只在锋线前方出现卷云、卷层云、高层云、雨层云等云系。当水汽充足时，地面锋线附近可能有很厚、很低的云层，和宽度不大的连续性降水。地面锋过境后，云层很快消失，风速增大，并常出现大风。在干旱的季节，空气湿度小，地面干燥、裸露，还会有沙暴天气。这种冷锋天气多出现在我国北方的冬、春季节。
冷锋在我国活动范围甚广，几乎遍及全国，尤其在冬半年，北方地区更为常见，它是影响我国天气的最重要的天气系统之一。冬季我国大陆上空气干燥，冷锋大多从俄罗斯、蒙古进入我国西北地区，然后南下，从西伯利亚带来的冷空气与当地较暖的空气相遇，在锋面上很少形成降水，所以，冬季寒潮冷锋过境时，只形成大风降温天气。冬季时多第二型冷锋，影响范围可达华南，但移到长江流域和华南地区后，常常转变为第一型冷锋或准静止锋。夏季时多第一型冷锋，影响范围较小，一般只达黄河流域，我国北方夏季雷阵雨天气和冷锋活动有很大的关系。
六、暖锋与暖锋云系
当暖气团前进，冷气团后退，这时形成的锋面为“暖锋”。暖锋的坡度很小，约为1/150。由于暖空气一般都含有比较多的水汽，且又起主导作用，主动上升前进，在冷气团之上慢慢地向上滑升可以达到很高的高度，暖空气在上升过程中绝热冷却，达到凝结高度后，在锋面上便产生云系。如果暖空气滑升的高度足够高，水汽又比较充沛时，暖锋上常常出现广阔的、系统的层状云系。云系序列为：卷云（Ci）、卷层云（Cs）、高层云（As）、雨层云（Ns）。云层的厚度视暖空气上升的高度而异，一般情况下可达几千米，厚者可达对流层顶，而且愈接近地面锋线云层愈厚。暖锋降水主要发生在雨层云内，是连续性降水，降水宽度随锋面坡度大小而有变化，一般300—400千米。暖锋云系有时因为空气湿度和垂直速度分布不均匀而造成不连续，可能出现几十千米，甚至几百千米的无云空隙。
在暖锋锋下的冷气团中，由于空气比较潮湿，在气流辐合作用和湍流作用下，常产生层积云和积云。如果从锋上暖空气中降下的雨滴在冷气团内发生蒸发，使冷气团中水汽含量增多，达到饱和时，会产生碎积云和碎层云。如果这种饱和凝结现象出现在锋线附近的地面层时，将形成锋面雾。以上是暖锋天气的一般情况，但是在夏季暖空气不稳定时，也可能出现积雨云、雷雨等阵性降水。在春季暖气团中水汽含量很少时，则仅仅出现一些高云，很少有降水。
明显的暖锋在我国出现得较少，大多伴随着气旋出现。春秋季一般出现在江淮流域和东北地区，夏季多出现在黄河流域。
七、准静止锋与连阴雨
很少移动或移动缓慢的锋叫准静止锋。它的两侧冷、暖气团往往形成“对峙”状态，暖气团前进，为冷气团所阻，暖气团被迫沿锋面上滑，情况与暖锋类似，出现的云系与暖锋云系大致相同。由于准静止锋的坡度比暖锋还小，沿锋面上滑的暖空气可以伸展到距离锋线很远的地方，所以云区和降水区比暖锋更为宽广。但是降水强度小，持续时间长，可能造成“雨霏霏，连日不开”的连阴雨天气。
准静止锋天气一般分为两类：一类是云系发展在锋上，有明显的降水。例如，我国华南准静止锋，大多是于冷锋减弱演变而成，天气和第一型冷锋相似，只是锋面坡度更小，云区、降水区更为宽广，其降水区并不限于锋线地区，可延伸到锋面后很大的范围内，降水强度比较小，为连续性降水。由于准静止锋移动缓慢，并常常来回摆动，使阴雨天气持续时间长达10天至半个月，甚至一个月以上，“清明时节雨纷纷”就是江南地区这种天气的写照。这种阴雨天气，直至该准静止锋转为冷锋或暖锋移出该地区或锋消失以后，天气才能转晴。初夏时，如果暖气团湿度增大，低层升温，气层可能呈现不稳定状态，锋上也可能形成积雨云和雷阵雨天气；另一类是主要云系发展在锋下，并无明显降水的准静止锋，例如昆明准静止锋，它是南下冷空气为山所阻而呈静止状态，锋上暖空气干燥而且滑升缓慢，产生不了大规模云系和降水，而锋下的冷空气沿山坡滑升和湍流混合作用，在锋下可形成不太厚的雨层云，并常伴有连续性降水。
我国准静止锋主要出现在华南、西南和天山北侧，出现时间多在冬半年，对这些地区及其附近天气的影响很大。
八、我国锋面活动的特点
我国境内的锋面活动有五大特点：
（1）因我国大部分地区处在中纬，是冷暖气流交汇的重要场所，所以我国锋面活动非常活跃，并且它与气旋结合为一体，以锋面气旋的形式影响着我国广大地区。
（2）我国锋面活动以冷锋最为显著，特别是在冬季更为突出，势力强，范围广。
（3）我国地域广大，地形复杂，锋面特点和锋面天气具有明显的地区差异。
（4）我国锋面活动主要集中在南北两带，与气旋活动分布相一致。
（5）冬季南北两个锋带基本上是发生在极地大陆气团与变性的极地大陆气团之间（昆明准静止锋和华南准静止锋除外），夏季锋带主要发生在极地大陆气团与热带海洋气团之间。
九、气旋与反气旋的特征和分类
大气中存在着各种大型的旋涡运动，有的呈逆时针方向旋转，有的呈顺时针方向旋转；有的一面旋转一面向前运动，有的却停留原地少动；有的随生随消，有的却出现时间相当长。它们就像江河里的水的旋涡一样。这些大型旋涡在气象学上称为气旋和反气旋。
气旋和反气旋是常见的天气系统，它们的活动对高低纬度之间的热量交换和各地的天气变化有很大的影响。


（1）气旋风和反气旋的特征
气旋是中心气压比四周低的水平旋涡。在北半球，气旋区域内空气作逆时针方向流动，在南半球则相反。反气旋是中心气压高、四周气压低的水平旋涡。在北半球，反气旋区域内的空气作顺时针方向流动，在南半球则相反。气旋和反气旋一般也称低压和高压。
在低层大气里，特别是在近地面附近，风向与等压线斜交，所以气旋在北半球是一个按逆时针方向旋转向中心汇集的气流系统；在南半球是按顺时针方向旋转向中心汇集的气流系统。由于气流从四面八方在气旋中心相汇，必然产生上升运动，气流升至高空又向四周流出，这样才能保证低层大气不断地从四周向中心流入，气旋才能存在和发展。所以气旋的存在和发展必须有一个由水平运动和垂直运动所组成的环流系统。因为在气旋中心是垂直上升气流，如果大气中水汽含量较大，就容易产生云雨天气。所以每当低气压（或气旋）移到本区时，云量就会增多，甚至出现阴天降雨的天气。
在低压层大气里，特别是在近地面附近，因为反气旋的气流是由中心旋转向外流动。所以，在反气旋中心必然有下沉气流，以补充向四周外流的空气。否则，反气旋就不能存在和发展。所以反气旋的存在和发展必须具备一个垂直运动与水平运动紧密结合的完整的环流系统。由于在反气旋中心是下沉气流，不利于云雨的形成。所以，在反气旋控制下的天气一般是晴朗无云。若是在夏季，则天气炎热而干燥。如果反气旋长期稳定少动，则常出现旱灾。我国长江流域的伏旱，就是在副热带反气旋长期控制下造成的。冬季，反气旋来自高纬大陆，往往带来干冷的气流，严重者可成为寒流。
气旋的直径一般为1000千米，大的可达2000—3000千米，小的只有200—300千米或者更小一些。反气旋大的可以和最大的大陆和海洋相比（如冬季亚洲的反气旋，往往占据整个亚洲大陆面积的3/4），小的直径也可达数百千米。
（2）气旋和反气旋的强度
气旋和反气旋的强弱不一。它们的强度可以用其最大风速来度量：最大风速大的表示强，最大风速小的表示弱。在强的气旋中，地面最大风速可达30米／秒以上。在强的反气旋中，地面最大风速为20—30米／秒。
气旋和反气旋的中心气压值常用来表示它们的强度。地面气旋的中心气压值一般为1010—970毫巴，个别中心值有低于930毫巴的。地面反气旋的中心气压值一般为1020—1030毫巴，冬季寒潮高压最强的高达1078.9毫巴以上。
（3）气旋和反气旋的分类
气旋和反气旋的分类方法比较多，按其生成的地理位置，气旋可分为温带气旋和热带气旋；反气旋可分为温带反气旋、副热带反气旋和极地反气旋。
按照结构的不同，温带气旋可分为锋面气旋、无锋面气旋；反气旋可分为冷性反气旋（或冷高压）和暖性反气旋（或暖高压）。
气旋之间，并不存在不可逾越的鸿沟。不同类型的气旋和反气旋，在一定条件下会互相转化。如锋面气旋可因一定条件转化为无锋面气旋（冷涡），无锋面气旋（热低压）可因一定条件转化为锋面气旋；冷性反气旋也可转化为暖性反气旋。气旋、反气旋都应看作是有条件的、可变动的、互相转化的。
十、气旋与反气旋的天气特征
气旋与反气旋天气，可以看成是以气旋和反气旋的空气运动特征为背景的气团天气与锋面天气的综合。
1.锋面气旋天气特征
锋面气旋天气是由各方面的因素决定的。锋面气旋的中部和前部在对流层中、下层主要以辐合上升气流占优势，但由于上升气流的强度和锋面结构各有差异。同时，由于季节和地面特征的不同，组成气旋的各个气团的属性也有所区别。因此锋面气旋的天气特征不仅是复杂的，而且随着发展阶段、季节和地区的不同而有差异。要给出锋面气旋在各种情况下的具体天气特征，确实有一定困难，同时也过于烦琐。但只要牢牢掌握住各种锋面、气团所具有的天气特征，各种天气现象（如云、雨和风等）的成因及气旋各部位流场的情况，那么由锋面气旋带来的各种天气现象就不难推断出来。
为了便于了解典型气旋的具体天气特征，现分阶段来讨论。
锋面气旋在波动阶段强度一般较弱，坏天气区域不广。暖锋前会形成雨层云，伴有连续性降水及较坏的能见度，云层最厚的地方在气旋中心附近。当大气层结构不稳定时，如夏季，暖锋上也可出现雷阵雨天气。在冷锋后，大多数是第二型冷锋天气。在气旋的暖区，如果是热带海洋气团，水汽充沛，则易出现层云、层积云，有时可出现雾和毛毛雨等天气现象。如果是热带大陆气团，则由于空气干燥，无降水，最多只有一些薄的云层。
当锋面气旋处于发展阶段时，气旋区域内的风速普遍增大，气旋前部具有暖锋云系和天气特征。云系向前伸展很远，尤其靠近气旋中心部分，云区最宽，离中心愈远，云区愈窄。气旋后部的云系和降水特征是第一型冷锋，还是第二型冷锋，则要视高空槽与地面锋线的配置情况及锋后风速分布情况而定。若高空槽在地面锋线的后面，地面上垂直于锋的风速小，则属于第一型冷锋；若地面锋位于高空槽线附近或后部，则属于第二型冷锋。
当锋面气旋发展到锢囚阶段时，气旋区内地面风速较大。辐合上升气流加强，当条件充足时，云和降水天气加剧，云系比较对称地分布在锢囚锋的两侧。
当锋面气旋进入消亡阶段，云和降水也就开始减弱，云底抬高。以后，随着气旋消亡，云和降水区也就逐渐减弱消失了。
以上所讲都是假定气团为热力稳定时的情况，如气团处于热力不稳定时，则在气旋各个部位，都可能有对流性天气发生，特别在暖区，还可产生暴雨。
2.反气旋的天气特征
反气旋的天气由于所处的发展阶段、气团性质和所在地理环境的不同而具有不同的特点。同时对某一个反气旋而言，随着反气旋结构变化、气团变性，天气情况也在变化。
反气旋的中下层，因有显著的辐散下沉运动，尤其在反气旋中心的前方冷平流最强的区域，下沉运动最强，所以天气情况比气旋中要好些，一般说来，常是晴朗天气。同时反气旋是由单一气团组成，而且近地面层有明显的辐散，所以反气旋内天气分布比较均。由于在反气旋区域内，近地面没有锋存在，所以气团特性和反气旋天气具有紧密关系。但在其不同部位天气也有所不同。通常在反气旋的中心附近，下沉气流强，天气晴朗。有时在夜间或清晨还会出现辐射雾，日出后逐渐消散。如果有辐射逆温或上空有下沉逆温或两者同时存在时，逆温层下面聚集了水汽和其他杂质，低层能见度较坏。当水汽较多时，在逆温层下往往出现层云、层积云、毛毛雨及雾等天气现象。在逆温层以上，能见度很好，碧空无云。反气旋的外围往往有锋面存在，边缘部分的上空且有锋面逆温。反气旋的东部或东南部，因接近冷锋，常有较大的风力或较厚的云层，甚至有降水，西部和西南部，冷锋往往处在高空槽前，上空就有暖湿空气滑升，而有暖锋前天气。
规模较小的位于两个气旋之间的反气旋天气是：前部具有冷锋后部的天气特征，后部具有暖锋前部的天气特征。
规模特大而强的冷性反气旋（即所谓寒潮高压），从西伯利亚和蒙古侵入我国时，能带来大量的冷空气，使所经之地，气温骤降，风速猛增，一般可达10—20米／秒，有时甚至可达25米/秒以上。
备课资料
一、世界水资源
水资源是指全球水量中可为人类生存、发展所利用的水量，主要是指逐年可以得到更新的那部分淡水量。最能反映水资源数量和特征的是年降水量和河流的年径流量。年径流量不仅包含降水时产生的地表水，而且还包括地下水的补给。所以，世界各国通常采用多年平均径流量来表示水资源量。
包括南极冰川在内，世界各大洲陆地年径流总量为4.68万，折合平均径流深为314毫米。1971年全世界人口为36.4亿，人均年径流量为12900立方米；1982年世界人口增加到45亿，则人均占有径流量减为10400立方米；1990年世界人均水资源占有径流量下降为7800立方米，我国人均为2338立方米。年径流量超过10000亿立方米的国家有巴西、加拿大、美国、印度尼西亚、中国、印度等。世界上人均占有年径流量超过10000立方米的国家有40多个，其中加拿大是人均径流量最多的国家，达129600立方米/人，其次为新西兰，达94640立方米/人。
水资源在不同地区、不同年份和不同季节的分配是极不均衡的。由于工农业的不断发展、人口的急剧增加和生活水平的提高，不合理地利用水和浪费水的现象则较为严重。在许多国家，不断增长的需水量与有限的水资源之间的矛盾日益突出。目前世界上60％的地区面临淡水不足的困境，40多个国家的水资源严重匮缺。有的国家大量排放污水造成的水资源污染，不仅更加加剧了水源不足的矛盾，而且使世界生态环境受到破坏，直接威胁着人类自身的健康和生存条件。
二、我国水资源
1.水资源总量
一个区域水资源总量，为当地降水形成的地表水和地下水的总和。由于地表水和地下水互相联系而又相互转化，因此计算水资源总量时，不能将地表水资源与地下水资源直接相加，应扣除相互转化的重复计算量。
全国多年平均地表水资源量为27115亿立方米，多年平均地下水资源量为8288亿立方米，扣除两者之间的重复计算水量7279亿立方米后，全国多年平均水资源总量为28124亿立方米。全国水资源利用分为9个一级区，北方5区多年平均水资源总量为5358亿立方米，占全国的19％，平均产水模数为8.8万立方米/平方千米，水资源贫乏；南方4区多年平均水资源总量为22766亿立方米，占全国的81％，平均产水模数为65.4万立方米/平方千米，为北方的7.4倍，水资源丰富。
2.水资源的时空变化
（1）地区分布 因受海陆位置、水汽来源、地形条件等因素影响，我国水资源的地区分布很不均匀，总趋势是由东南沿海向西北内陆递减。
降水是水资源的重要补给来源。河川径流的地区分布趋势与降水分布基本一致，但由于受地面因素的影响，地区分布更不均匀。按照年降水和年径流的多少，全国大致可划分为水资源条件不同的5个地带：
①多雨—丰水带 年降水量大于1600毫米，年径流深超过800毫米，年径流系数在0.5以上。包括浙江、福建、台湾、广东等省的大部分地区，广西东部、云南西南部、西藏东南隅，以及江西、湖南、四川西部的山地。其中台湾东北部和西藏东南的局部地区，年径流深高达5000毫米，是我国水资源最丰富的地区。
②湿润—多水带 年降水量800—1600毫米，年径流深200—800毫米，年径流系数为0.25—0.5。主要包括沂沭河下游和淮河两岸地区，秦岭以南汉水流域，长江中下游地区，云南、贵州、四川、广西等省区的大部分及东北的长白山区。
③半湿润—过渡带 年降水量400—800毫米，年径流深50—200毫米，年径流系数 0.1—0.25。包括黄淮海平原，东北三省、山西、陕西的大部分，甘肃和青海的东南部，新疆北部和西部山地，四川西北部和西藏东部。
④半干旱—少水带 年降水量200—400毫米，年径流深10—50毫米，年径流系数在0.1以下。包括东北地区西部，内蒙古、宁夏、甘肃的大部分地区，青海、新疆的西北部和西藏部分地区。
⑤干旱—干涸带 年降水量小于200毫米，年径流深不足10毫米，有的地区为无流区。包括内蒙古、宁夏、甘肃的荒漠和沙漠，青海的柴达木盆地，新疆的塔里木盆地和准噶尔盆地，西藏北部羌塘地区。
由于降水、地表水和水文地质条件的不同，我国平原地区地下水资源的差异也很大。
（2）多年变化 水资源通常以丰枯变化规律反映多年变化过程，以极值比表示年际变差幅度。
①丰枯变化规律 根据全国53个有长系列年降水和年径流资料的测站的模比系数差积曲线分析，全国水资源丰枯变化规律大致可归纳为三种类型：
a.有比较明显的60—80年长周期。属于这一类的测站最多，约占分析站数的58％，其特点是上升段和下降段很长，一般为25—35年。在地区上南北方不同步，大致相差半个周期，北方处于上升段，南方则为下降段，北方处于下降段，南方则为上升段，反映了全国时常出现的南涝北旱或北涝南旱的规律。
b.有比较明显的30—40年短周期。属于这一类的测站甚少，约占分析站数的10％，其特点是上升段和下降段短，一般为15—20年。
c.没有明显的周期性变化规律。这一类特点是上升段和下降段很短，而且无规律地出现。属于这类的测站约占分析站数的32％。
②极值比 系列中最大值与最小值的倍比值，称为极值比（Km），可以作为反映降水、径流年际变幅的指标。年径流极值比除了受气候因素影响外，还与下垫面条件和流域面积大小有密切关系，它的分布规律与年降水有些差别。
（3）季节变化 全国降水量以夏季为最多，冬季很少，春季和秋季介于冬、夏之间。春雨和秋雨各地不同，多气旋过境地方春雨较多，多台风过境的地方秋雨较多。
河川年径流量的季节变化取决于河流的补给条件。按照河流补给情况，全国大致可分为三区：
①秦岭以南主要为雨水补给区，河川径流量的季节变化主要受降水季节分配的影响，夏汛比较突出。因流域的调节作用，河流少雨季节一般比多雨季节滞后一个月左右。
②东北地区、华北部分地区、黄河上游和西北一些河流，为雨水和冰雪融水补给区，有春、夏两次汛期，年径流过程线呈双峰型。但一般春汛水量不大，多数河流占年径流量的5％左右，少数超过10％。
③西北内陆地区的祁连山、天山、阿尔泰山、昆仑山以及青藏高原部分河流，主要由高山冰雪融水补给，径流量的变化与气温有密切关系，年内分配比较均匀。
3.水资源条件和问题
（1）水资源总量不少，但人均、亩均水量较少，合理利用和保护水资源应作为我国长期坚持的国策。我国水资源总量为28124亿立方米，其中河川径流量为27115亿立方米，少于巴西、加拿大、美国和印度尼西亚，居世界第五位。从水资源总量来说不算少，但我国人口众多，1990年人均地表水量只有2338立方米，约为世界人均水量的1/4；耕地面积也不少，亩均水量1759立方米，约为世界亩均水量的3/4。可见我国水资源并不富裕。水是重要的资源，关系到国计民生，必须十分珍惜，合理开发利用，充分发挥有限资源的作用。
（2）水资源的地区分布很不均匀，与人口、耕地的分布不相适应，进行水量的地区调配是水资源开发利用的重要课题。从全国来说，南方水多、地少、人多，北方水少、地多，造成了南方水量有余，北方水量短缺的局面。南方四区水资源总量占全国的81％，人口占全国的54.7％，耕地只占全国的35.9％；而北方四区（不含内陆区）水资源总量只占全国的14.4％，耕地却占全国的58.3％，人口占全国的43.2％。北方四区人均水量为938立方米，其中海滦河流域只有430立方米；而南方四区人均水量为4170立方米，其中西南诸河高达38431立方米。北方四区亩均水量454立方米，其中海滦河流域只有251立方米；南方四区亩均水量4134立方米，其中西南诸河高达21783立方米。南方与北方比，人均水量为4.4倍，亩均水量为9.1倍；西南诸河与海滦河相比，人均水量为89倍，亩均水量为87倍。内陆诸河人均、亩均水量虽然不少，但有人居住地区水量有限，水量亦感不足。
为了从根本上改变北方用水紧张的局面，除了开源节流、合理开发利用和保护水资源外，应当积极研究跨流域调水工程措施，将南方多余的水量调至北方缺水地区，对水资源进行地区上的再分配。
（3）水量的年内、年际变化大，水旱灾害频繁，抗旱防洪涝始终是一项艰巨的任务。我国位于东亚季风区，降水和径流的年内分配很不均匀，年际变化大，少水年和多水年持续出现。这些特点是造成水旱灾害频繁、农业生产不稳定的主要原因。
1950—1983年34年中，全国平均每年水旱灾害面积约4亿亩，占耕地面积约26％；成灾面积约1.6亿亩，约占耕地面积的10％。水灾面积超过2亿亩的有4次，旱灾面积超过4亿亩的有8次，平均每三年发生一次较严重的水旱灾害。
全国各地几乎都有可能发生旱灾，但灾情差别大。全国有5个主要旱灾区，自北而南为松辽平原、黄淮海平原、黄土高原、四川盆地东部和北部、云贵高原至广东湛江一带。全国约有70％以上的受旱面积在这些地区，以黄淮海平原受旱最严重，受旱面积占全国受旱面积的一半以上。
洪涝灾害主要发生在黄河、海河、长江、珠江、松花江、辽河等七大河的中下游平原地区，其中以华北平原和长江中下游平原最为严重，受灾面积占全国水灾面积的3/4以上。这些地区耕地广布，人口众多，城镇密集，是中国工农业最发达的地区，地面高程多在江河洪水位以下，河岸虽有大堤防护，但大洪水的威胁仍然很大，防洪任务非常繁重。
（4）水土流失和泥沙淤积严重，破坏了生态平衡，增加了江河防洪困难，降低了水利工程效益。我国森林覆盖率很低，只有12.9％，水土流失严重，其流失面积为120万平方千米。根据近20年的泥沙观测资料统计分析，全国年输沙模数大于1000吨/平方千米的面积达60万平方千米，其中黄河流域29万平方千米，长江流域13万平方千米，辽河流域6.3万平方千米，海滦河5万平方千米。黄河中游黄土高原地带，是中国水土流失最严重的地区，年输沙模数大于5000吨/平方千米的面积就有15.6万平方千米，局部地区高达22000吨/平方千米。水土流失造成许多河流含沙量大，泥沙淤积严重，全国平均每年进入河流的悬移质泥沙约35亿吨，其中约有20亿吨淤积在外流区水库、湖泊、中下游河道和灌区内。黄河是中国含泥沙最多的河流，年平均含沙量和年输沙总量均居世界大河的首位。
水土流失不但造成土壤瘠薄、农业生态失调低产，而且给水资源开发利用带来许多困难。例如，黄河下游由于泥沙淤积造成河床不断抬高，行洪能力减少，增加了防洪难度；华北地区许多水库淤积严重，降低了防洪标准和供水效益；从多沙河流引水灌溉，泥沙处理也是一个难题。因此，除了开源节流、合理利用水资源外，应加强水土保持工作，通过生物措施和工程措施综合治理，使生态达到良性循环，减少河流泥沙，维持水利工程效益。
（5）地下水是我国重要的水资源，要合理开发利用，防止过量开采。我国地下水平均年资源量为8288亿立方米。山丘区地下水平均年资源量为6762亿立方米。平原区地下水平均年资源量为1873亿立方米（含与山丘区地下水资源量间重复计算量348亿立方米）。我国北方平原区地下水平均年资源量为1468亿立方米，占全国平原区地下水平均年资源量的78.4％。我国岩溶山区地下水资源也较丰富有105.9亿立方米。
我国北方地表水资源相对贫乏，但平原区地下水资源比较丰富且易开发利用。据1980年调查统计，东北诸河、海河、淮河和山东半岛、黄河、内陆诸河等北方五区的地下水开采量为540亿立方米，约占总供水量的1/4。其中海河流域地下水开采量已达202亿立方米（平原区为175亿立方米），占全流域供水量的53％。有些地区由于过量开采，地下水位不断下降，造成了许多不良后果。例如，单井出水量减少，耗电量增加，采水成本逐年提高；一些浅井报废，一些机井换泵，井越打越深，形成恶性循环；海水入侵，地下水恶化；城区地面下沉，影响城市建设等。
（6）天然水质相当良好，但人为污染日趋严重，防止水质恶化，保护水源已是当务之急。我国河流天然水质是相当好的，矿化度小于300毫克/升的面积占全国面积的53.2％，但由于人口不断增长和工业迅速发展，污水未经处理排放量增加很快，水质恶化日趋严重。全国1985年排放废水327.5亿立方米，1990年排放废水为353.8亿立方米。全国90％以上污水未经处理直接排入水域，使海洋、河流、湖泊、水库遭受了不同程度的污染。农村大量使用高残存留农药、化肥、乡镇企业排放的废水，也一定程度地污染了水源。由于水质恶化，在进行评价的92100千米河长中，有66％的水质达不到饮用水的标准，有11％的水质不符合农业灌溉要求，有6％的有毒物质含量超过污水排放标准，或受有机物质污染而达到黑臭的严重程度。人口密集、工业发达的城市附近，河流污染比较严重，华北地区有些河流完全成为排污河。一些城市的地下水也遭受了污染，北方城市较为严重。随着人口继续增加，工业持续发展，科学技术的进步及经济实力的增长，可以治理一些废污水，但当前总的趋势，废污水量还在继续增长。
三、水资源争端
由于中东地区的各种天然的地理条件的限制，各国的水资源分配高度不均，上游国家和下游国家为了水源的支配权就足以大动干戈。
“对手”一词，源自拉丁文，本意是“分享同一条溪水的人”。地球上由多国共享的河流和湖泊有214处，然而，水危机正在成为地区冲突和战争的导火线。许多专家发出警告说，由于许多国家都想控制珍贵的水资源，这个世界不久将面临越来越多的“水战争”。
专家们认为，最有可能发生冲突的4条国际河流中，除了印度河外，有3条在中东：以色列、约旦、叙利亚、黎巴嫩分享的约旦河，埃及、苏丹、埃塞俄比亚等国共享的尼罗河，流经土耳其、叙利亚、伊拉克的幼发拉底河—底格里斯河。
中东有着最丰富的石油，却最缺水。由于中东大部分地处干旱和半干旱荒漠地区，水资源的争夺尤为突出，其解决难度不亚于耶路撒冷地位、边界、定居点和难民问题。以色列已故总理拉宾曾指出，中东即便其他问题都得到了解决，单单是一个水的问题就能在犹太人和阿拉伯人之间再次引发一场战争。前苏联领导人戈尔巴乔夫前不久会见了约旦、以色列和巴勒斯坦领导人后预言，中东不久将爆发水战争。他说：“所有的领导人都说，如果现状毫无改变的话，今后10到15年内将爆发一场比目前更为严重的冲突。”
20年来，“水安全”这个新的常用词已编入了阿拉伯文辞典。孕育了三大宗教的约旦河，如今却是中东冲突最激烈的河流，中东四次战争都和它有关。1967年中东战争，以阿都把摧毁对方的水源作为首要战略目标。以色列占领了约旦河发源地，被称为“中东水塔”的戈兰高地。以色列外长佩雷斯曾说过，在以阿和谈中，首要的原则不是“以土地换和平”，而是“土地换水源”。叙以谈判的焦点表面上是戈兰高地，实际上是水资源。以色列同意归还全部戈兰高地，但坚持不让叙利亚染指加利利湖。
约旦和以色列曾于1994年10月签署和平条约，双方因为约旦河水额分歧而推迟签约好几个月。1995年约旦和叙利亚决定在河上建坝，以色列要求获得水库中的一份水，遭约旦拒绝。1997年5月以约签署附加协议，3年内合建海水淡化厂，供水3000万立方米。以色列第二年以干旱为由要求减少供水60％，约旦却坚持要求以色列履约供水，造成两国关系紧张。
黎巴嫩以色列争端由来已久。以色列指责黎巴嫩在哈茨巴尼河修建抽水站，还拟将河流改道。该河每年注入加利利湖1.1亿立方米水。以外长警告黎此举可能导致战争。黎则称抽水站只是供附近一个山村使用，符合沿岸居民自用的国际惯例。而且根据1955年协议，黎在该河的份额是3500万立方米，目前只取水1000万立方米，远远没有超标。
约旦河主权和分配是巴以谈判的五大难题之一。以色列在1995年9月协议中首次承认巴勒斯坦人对约旦河西岸水资源拥有权利。但当巴方要求和约旦一样分享约旦河水时，以色列人不干。其实，巴自治区水资源完全由以方控制，人均水量只有犹太定居者的1/4，而且在淡水的开采、供应和销售等方面受以色列的限制。
以色列禁止巴勒斯坦农民开掘水井，只许他们依靠存储有限的雨水来灌溉农作物，由此迫使许多巴勒斯坦农民离开土地，放弃了从事几代的农业，到以色列从事建筑和环卫行业。虽然近几年以色列对巴勒斯坦人打井放宽了限制，但仍禁止巴勒斯坦人开凿140米以上的深水井。以色列占领巴勒斯坦32年间，几乎向所有的定居点和军事设施都提供了供水系统，而大约50％的巴勒斯坦村庄仍缺乏供水系统。以色列占据了巴勒斯坦的大部分淡水，反过来再通过代表政府利益的公共饮水公司向巴勒斯坦人返销淡水，而且价格是卖给以色列人的两倍。去年巴以暴力冲突以来，巴自治区水资源无人管理维修，缺水更甚，居民一周洗不上一次澡。以色列对巴勒斯坦采取歧视性的用水政策，给巴勒斯坦人造成沉重负担。
土耳其是中东水资源丰富的大国，幼发拉底河流量的89％共310亿立方米、底格里斯河流量520亿立方米中的一半都源于其东部山区。土耳其自称对这两条河拥有绝对主权，并在幼发拉底河上建造阿塔图尔克水坝，减少了叙利亚和伊拉克的流量，遭到两国的强烈反对。叙利亚和伊拉克多次指责土耳其不顾他们的利益，单方面非法利用幼发拉底河的水资源。如1990年，土耳其水利专家为了使阿塔图尔克水坝的水库蓄满水，让幼发拉底河改变了流向，造成叙利亚一个月没水用。土耳其一些领导人认为，水像石油一样是一种商品，今后可以用石油和黄金进行贸易交换。
四、我国水资源的特点
1.人均水资源量少
人均水资源量少。我国水资源总量虽然居世界第6位，但我国人口众多，人均占有量仅2220 m3，不到世界人均水资源占有量的1/4。与德国、印度相近，仅相当于日本的1/2，美国的1/4，俄罗斯的1/12，巴西的1/20，加拿大的1/44。从相对意义上来讲，我国也属于水资源短缺国之一。
2.时空分布不均
我国东南和西南地区降水多，东南沿海部分地区年降水超过1600 mm；而广大北方地区降水普遍较少，特别是西北地区，属干旱带，有些地方年降水仅50 mm左右。我国的降水在时间分布上也不均匀，南方多集中在4—8月，北方多集中在6—9月。这样，使得我国水资源分布在时空上很不均匀。此外，我国的降水在年际间差别也很大。
3.水土匹配差
我国水资源与耕地、人口的分布不匹配。南方水多耕地少，北方水少耕地多。长江流域及以南地区年径流量占全国总径流量的82%，而耕地只占全国的35%；华北、东北及西北内陆诸河流域，耕地占全国的65%，但径流量只占全国的18%。特别是黄、淮、海流域，水量合计只占全国的5%，而耕地占全国的37%，人口占全国的30%，人均和亩均水资源量均远低于全国平均水平。
4.多数河水含沙量较高
我国水土流失严重，造成多数河水含沙量高。其中，含沙量最高的黄河，平均含沙量达37 kg/m3。由于泥沙淤积，黄河和长江的部分河段的河床已高出地面，全依赖堤防挡水。
5.我国水资源的优势
我国水资源具有自己的优势：
其一，可利用性较高。我国水资源量虽然偏少，人均拥有量也少，但是水资源的可利用程度较高。世界上许多大河，如著名的亚马孙河，大都流经人烟稀少的地区，所以，利用性很差。而我国利用性较差的河流，如雅鲁藏布江等，年径流量只占全国的12.2%，我国大多数河流均可开发利用。
其二，地下水赋存条件好。我国少水的北方平原，许多地区地下水赋存条件好，有利于降水入渗，形成相对丰富的地下水资源。这些地区的地下水，只要开采适量，就可以长期利用。
坎儿井是我国西北地区的人民在长期生产过程中，为适应干旱地区的自然环境而创造的一种地下水利工程，它与长城、运河一起并称我国古代三大工程。
坎儿井由竖井、暗渠、明渠、涝坝（积水潭）四部分组成。在高山雪水潜流处，寻其水源，在一定间隔打一深浅不等的竖井，然后再依地势高下在井底修通暗渠，沟通各井，引水下流。地下渠道的出水口与地面渠道相连接，把地下水引至地面灌溉桑田。坎儿井是在地下暗渠输水，不受季节、风沙影响，蒸发量小，流量稳定，可以常年自流灌溉。每当夏季，西北地区高山上的大量融雪和雨水流向盆地，渗入戈壁，汇成潜流，为坎儿井提供了丰富的地下水源。正是因为有了这独特的地下水利工程——坎儿井，把地下水引向地面，灌溉盆地数十万亩良田，才孕育了吐鲁番各族人民，使沙漠变成了绿洲。
自20世纪60年代以来，新疆坎儿井呈现急剧衰减的态势，平均每年减少20多条。目前仅剩614条，照此预测，20年后可能消失。
新疆坎儿井素有“地下万里长城”之称，主要分布在吐鲁番和哈密等地区，是新疆最古老的地下取水方式之一，这项具有2000多年历史的地下水利工程被称作是当地民众的生命之源。但随着地下水补给量逐年减少，加上过度的地下水开采，使水位下降，导致坎儿井逐渐干涸。
“坎儿井”是我国最长的地下灌溉系统，在吐鲁番地区总长就有4400千米，它与万里长城、京杭大运河并称为中国古代三大工程。新疆“坎儿井”早在2000年前的汉代已经出现雏形，吐鲁番是“坎儿井”的故乡。吐鲁番盆地高温少雨，水贵如油，年均降雨量只有16毫米，而蒸发量却高达3000毫米以上。天山雪水融化，渗入戈壁滩，在地下流淌，成为宝贵的水资源。于是，吐鲁番人创造性地开挖了“坎儿井”灌溉农田，世代相沿成习，至今不衰。“坎儿井”由竖井、暗渠、明渠和涝坝（蓄水池）四部分构成，长度从几千米到几十千米不等，数十条连贯成井网，长度可达上百千米，被誉为“地下大运河”。这种特殊的水利工程科学合理，具有很多优点：一是减少强烈的水分蒸发，节约水资源；二是深藏地下，避免地表污染，保证水质优良；三是没有阳光暴晒，水温较低，是最佳的“清凉剂”；四是由高向低，自流灌溉，不需外加动力。没有“坎儿井”，就没有吐鲁番，更没有葡萄沟。
据资料显示，1957年时坎儿井数量达到最高峰，有1237个，而到了2001年，仅剩446个。
问题研究 是否可以用南极冰山解决沙特阿拉伯的缺水问题
从容说课
在讲述了水循环和水资源的分布规律之后，设计一个研究主题，探讨用南极冰山解决沙特阿拉伯的缺水问题的可行性。初看上去，这是一个异想天开的事情，但实际上有很多方面值得去思考和研究。从问题的设计来看，首先还是为了能够引起学生的兴趣，激发学生研究的欲望。从本章知识的角度来讲，在研究过程中会涉及到许多有关水资源的知识，在选择运输路线的过程中要结合这一章中所学习的洋流知识。
本研究主题共分为四部分，第一部分提出问题，第二部分为相关背景资料分析，第三部分为运送冰山，第四部分是分析反思毁坏冰山对全球环境造成的影响。其中，第二部分内容主要考查学生综合运用气候和水资源知识分析问题的能力，第三部分培养学生运用洋流知识解决实际问题的能力，第四部分培养学生的综合反思和批判能力。
教学过程
导入新课
（视频导入：沙特阿拉伯和南极）

通过两段视频将两个地区进行比较，让学生直观地感受到两个地区巨大的反差：一个是气候干旱，沙漠广布；一个是晶莹剔透，冰雪世界。
推进新课
一、知识拓展
（阅读资料1：沙特阿拉伯的淡水资源）
师沙特阿拉伯为什么缺水？有几方面的原因？
生沙特阿拉伯缺水有两方面的原因：自然原因是处于热带沙漠地区，气候干旱；人为原因是人口的增长、工农业的发展和城市化进程使用水量不断上升。
师解决沙特阿拉伯缺水有什么好办法？所采取的措施有什么局限性？
（让学生分析如何解决沙特阿拉伯的缺水问题，主要是考查学生理论联系实际的能力。对于沙特阿拉伯来说，海水淡化成本太高；跨流域引水不合乎本区水资源紧缺的实际，同时还会牵扯到不同国家之间的利益分配问题。因此，教师在引导学生分析该问题时要注意考虑多种因素）
（阅读资料2：南极冰山的形成）
师要知道南极冰山的形成，首先要了解南极冰川是怎样形成的。
（课件展示：文字资料）
在极地和高山地区，气候严寒，常年积雪，当雪积聚在地面上后，如果温度降低到零度以下，可以受到它本身的压力作用或经再度结晶而造成雪粒，称为粒雪。当雪层增加，将粒雪往更深处埋，冰的结晶越变越粗，而粒雪的密度则因存在于粒雪颗粒间的空气体积不断减少而增加，使粒雪变得更为密实而形成蓝色的冰川冰，冰川冰形成后，因受自身很大的重力作用形成塑性体，沿斜坡缓慢运动或在冰层压力下缓缓流动形成冰川。南极的冰山则是南极冰川的前缘断裂入海形成的。
师南极地区年降水量是否丰富？为什么？
生南极地区降水量并不丰富，因为南极地区终年受极地高气压控制，盛行下沉气流，所以全年降水稀少。
师南极地区的年降水量只有55毫米，为什么会储藏着如此丰富的淡水资源？
生尽管南极地区年降水量很少，但因为终年严寒，降水多以固体形式出现，而且不易融化，经年积累，形成厚厚的冰川。
二、执行任务
（阅读教材，鼓励学生结合洋流知识，相互讨论分析）
师要将南极的大冰山运往北半球的热带地区，需要解决哪些技术问题？
生要将南极的大冰山运往北半球的热带地区，需要解决的两个关键问题是运送冰山的动力问题和防止冰山消融的技术问题。
师运送冰山的动力和防止冰山消融的技术这两个问题是相互联系的，因为动力越大，冰山移动的速度越快，冰山暴露消融的时间就越短，冰山融化的就越少。为了降低对动力的要求就要充分利用洋流的作用。你们认为该选择一年中的什么季节和一条什么样的航线来运送这座冰山？
生根据任务中冰山的位置，这样一条航线是比较合理的，即先沿着西风漂流加上向北的动力，到达澳大利亚大陆的西北角，顺着西澳大利亚寒流北上，在赤道附近利用南赤道暖流转向西，在索马里半岛附近利用北印度洋夏季的季风洋流靠近阿拉伯半岛。如果是这样一条航线，最佳季节应该是北半球的夏季。
三、分析反思
（阅读问题，指导学生相互讨论分析。对冰山融化所带来的环境问题，教师可以提示学生从气候变迁、海平面上升等几个方面进行讨论）
师假如我们大量地将南极的冰山运往热带地区以解决那里的淡水资源短缺问题，将会对全球的环境产生哪些影响？
生因为在将南极的冰山运往热带地区的路程中，冰山将会大量融化，可能会导致海平面上升，使许多沿海地区和岛屿有可能被淹没。
师对气候会有怎样的影响呢？
生如果我们大量地将南极的冰山运往热带地区，将会带来水资源空间分布的改变，从而影响到水循环和大气环流，影响气候。
师说得非常好！自然环境是一个整体，一个地区发生的变化往往会影响到其他地区，所以人类活动必须遵循自然规律，考虑到对全球生态的影响，否则将会遭到自然界的惩罚！
备课资料
一、沙特阿拉伯的海水淡化
位于阿拉伯半岛的沙特阿拉伯，面积达210万平方千米，人口1500万，是西亚最大的国家。由于受副热带高压的控制，气候炎热干燥，内陆最高气温达50—55 ℃，年降水量仅约100毫米。沙漠占全国面积的一半，南部的鲁卜哈利沙漠是世界大沙漠之一，面积达65万平方千米，年降水量不足50毫米。全国没有常年有水的河流和湖泊，水资源人均拥有量仅及世界平均水平的1.2％。由于水资源有限，所以长期以来雨水是沙特阿拉伯饮用水和农业用水的主要来源，人口主要居住在为数不多的几个绿洲上，可耕地仅占全国国土面积的1％。对这有限水资源的依靠使沙特阿拉伯面临一些严重的问题，迫使沙特阿拉伯寻求其他水源，以解决由于人口和工业项目不断增加所带来的对水的需求问题。
近一二十年以来，由于石油大规模开采带来了巨额的石油财富，政府为解决严重的缺水问题投入巨资，建立了25个大型海水淡化工厂，日淡化海水525万立方米，约占世界海水淡化总量的25.9％，淡化海水能力居世界第一位。目前，沙特阿拉伯海水淡化总公司正在红海和波斯湾沿岸的延布、查比勒、海卜尔和舍伊卜，建造4个新的海水淡化工厂，建成后将新增海水淡化能力73万吨。
沙特的海水淡化工厂不仅向沿海城市提供淡化水，而且还向内地一些人口稠密和缺乏饮用水的城市和地区提供淡化水，用钢铁和水泥等各种材料建造的输水管总长达2080千米，已形成一个遍布全国的庞大供水网。在有些地区，甚至还用淡化海水发展灌溉农业，使昔日黄沙广布的不毛之地，成为阡陌纵横的大片绿色农田，耕地面积迅速扩大，小麦、水稻的单产均达到世界先进水平。小麦不仅自给有余，还能向周围国家出口；奶制品、鸡蛋、家禽和大部分蔬菜也能满足国内需要，并开始出口。被人们称作沙海中创造出的“天方夜谭般的奇迹”。当然，用淡化海水灌溉成本过高，小麦的收购价比国际市场上高好几倍。
目前沙特阿拉伯淡化海水的成本还很高，每吨淡化海水成本约为1—1.6美元，今后主攻方向是降低成本，主要措施如开发利用工业废热以及用太阳能、风能、海洋能等廉价能源作为热能；发展大型淡化装置；选用耐腐蚀的最佳结构和材料；在淡化海水的同时，回收并综合利用海水中的化学资源。据估算，如果能将每吨淡化海水的成本降至0.02—0.05美元，则不仅可用于城市生活和生产，而且可为农业提供大量用水。到那时，沙特阿拉伯将会创造出比“天方夜谭”更为神奇的奇迹。（选自《中学地理教学参考》1999年第10期）
二、甘洌的南极冰水
南极洲是人类最大的淡水资源库，而且其冰盖是一千万年前形成的，没有受到任何污染，水质极好。如果用南极冰盖的冰制成饮料，毫不夸张地说，它是世界上特等纯净饮料。1986年10月在日本东京召开第八届南极矿产资源会议时，好客的日本国立基地研究所所长松田达郎先生就曾用南极冰招待贵宾，客人们饮后赞不绝口。因为南极冰不仅清醇甘洌，而且它在溶解时，冰晶体中的气泡溢出会发出清脆的响声，美妙悦耳。
三、运输冰山的方式
有的科学家曾提出过运输冰山形式水的构想。他们甚至还想出了将百吨重的冰山从南极洲运往沙特阿拉伯的几种可能的方案。联想到目前的科技水平，大抵可以通过以下三个方案来运输冰山。
以液态形式：但这需要花大量的资金来融化冰山；
以小冰块的形式：尽管这样会节省大量的资金，但花费在各种设备上的投入必将增加；
以大冰块的形式：尽管这种方法资金投入少，但可能会造成许多严重的装载问题。
由于这三种方法的资金投入都非常大，因此，无论采用哪种方法，运输冰山的成本都特别高。而目前，操作及运输设备方面的技术水平还不具备处理如此大密度、大面积重物的条件。同时，有冰山的地区（南极洲和格陵兰岛）也不适合这些重型设备和机械的操作。此外，地球上现在还没有能够承担运输这种巨型冰块任务的船只。
四、南极冰山丰富的淡水资源
南极冰盖由于受重力作用和大陆地形坡度的影响，不断从大陆内部向沿海流动，最后崩裂，坠入大海，成为漂浮的冰山。据估算，每年从南极大陆崩裂入海的冰山和冰块量达14000多亿吨，体积约1200立方千米。如果把这些冰山的10％拖运到干旱地区，也足以浇灌1000万公顷的农田，或者供5亿人口用水。因此，这不仅对那些干旱缺水的国家有很大的吸引力，甚至连美国这样淡水资源相当丰富的国家也对开发南极淡水资源很感兴趣。漂浮在南大洋上的冰山总量约22万座，总体积约18000立方千米。有记录的世界最大的冰山，其面积有30000多平方千米，长333千米，宽96千米，比整个比利时还大。这座冰山是1956年11月12日美国“冰川”号船在南太平洋斯科特岛以西240千米处观察到的。所以，南极的冰山是相当可观的淡水资源。

备课资料
一、河床地貌的形成
河流的水流，在河槽中受到河岸摩擦阻力，从而形成中间流速大、两岸流速小的结构。同时它一般又以螺旋流的形式进行，这样造成一岸冲刷一岸淤积，河流不断向冲刷岸迁移。此外水流又有蜿蜒流动的特征，这样又造成了河流的基本形态是蜿蜒的。关于河流蜿蜒的原因有多种学说，其中之一认为，如果最初河道是平直的，因为偶然的原因，局部河岸产生凹面，这是由于离心力的作用，水流流向并冲刷河岸使凹曲面发展，凹曲面又反射了前进的水流使它以螺旋流的形式冲向前方对岸，使前方河道也发生冲刷。这样河曲波不断生成，河流即发生蜿蜒。当蜿蜒过分发育时，水流流路过长，发洪期高水位就可能漫过凹岸发生切滩裁弯事件，发展成顺直的河道。蜿蜒和裁弯，使河流在地表摆荡起来，摆荡的结果形成了河流特有的沉积地貌结构。
（摘自《地理科学导论者按》王铮）
二、河流及其相关名词
1.河流
沿地表线形槽状凹地集中的经常性或周期性水流。在中国，河流的名称多种多样，如江、河、水、川、溪、涧、藏布、格勒等。
河流的水源多来自大气降水。降水一部分渗入地下，一部分蒸发返回大气层，剩下的沿地表流动，通过河流进入海洋。还有一些水源来自地下水的补给，高山、高纬地区冰雪融水的补给。
每条河流从河源到河口可以分为上、中、下游。河源是河流的发源地，河源以上可能是冰川、湖泊、泉水。河口可以是入海河口、入湖河口、入主流河口。流水是地球表面陆地上最经常、最普遍活跃的地貌营力。河流的侵蚀、搬运、堆积作用贯穿于上、中、下游，使地表形成各种地貌类型。一般大河流的上游位于山地或高原，以侵蚀作用为主；中游大多位于山地、平原交界的山前丘陵平原区，经常堆积与侵蚀作用兼而有之；下游多位于平原区，河谷宽阔平坦，以堆积作用为主。河口地区是受海、湖影响的交互作用地带。
在地球表面的总水量中，河流水量的比重很小，但循环速度快，是水的重要输送环节，也是促使自然环境中各类物质相互转换、代谢的动力之一。古代文明的发源地，无一不与河流联系在一起。一些大河的冲积平原、三角洲地区是人类社会经济、文化等的发达地区，是人类赖以生存的重要淡水区。随着人口增长及经济发展的需要，对淡水的需求急剧增加，因此，合理开发利用和治理、保护河流是全人类共同的使命。
2.河谷
河水所流经的带状延伸的凹地。河谷内包括了各种类型的河谷地貌。从河谷横剖面看，可分为谷底和谷坡两部分。谷底包括河床、河漫滩；谷坡是河谷两侧的岸坡，常有河流阶地发育。谷坡与谷底的交界处称谷坡麓，谷坡与原始山坡或地面的交界处，称为谷肩或谷缘。从纵剖面看，上游河谷狭窄多瀑布，中游展宽，发育河漫滩、阶地，下游河床坡度较小，多形成曲流和汊河，河口形成三角洲或三角湾。河谷是在流水侵蚀作用下形成与发展的：水流携带泥沙侵蚀使河谷下切；水流的侧蚀使谷坡剥蚀后退，包括谷坡上的片蚀、沟蚀、块体崩落；溯源侵蚀使河谷向上延伸，加长河谷。三类侵蚀方式经常同时进行，只是不同时间、地段各有所不同。河谷的发育受到气候与构造的影响。一般河谷形态类型有隘谷、峡谷、宽谷、复式河谷。
3.河漫滩
河流洪水期淹没的河床以外的谷底部分。它由河流的横向迁移和洪水漫堤的沉积作用形成。平原区的河漫滩比较发育。由于横向环流作用，“V”字形河谷展宽，冲积物组成浅滩，浅滩加宽，枯水期大片露出水面成为雏形河漫滩。之后洪水携带的物质不断沉积，形成河漫滩。河漫滩沉积大多具二元结构，下部是河床相沉积，上部为河漫滩相沉积。河漫滩的主要类型有：①河曲型河漫滩，发育于弯曲型河段，常在凸岸堆积为滨河床沙坝、迂回扇等；②汊道型河漫滩，为在汊道型河段中形成的浅滩及其附属的沙坝、沙嘴等；③堰堤型河漫滩，发育于较直型河段，形成天然堤；④平行鬃岗型河漫滩，为堰堤型河漫滩与河曲型或汊道型河漫滩的过渡类型，表现为一系列平行鬃岗系统，鬃岗之间为浅沟、洼地或湖泊。
4.河流阶地
河流下切侵蚀，使原先的河谷底部（河漫滩或河床）超出一般洪水位以上，呈阶梯状分布在河谷谷坡的地形。阶地由阶地面，阶地陡坎，阶地的前缘、后缘组成。阶地按上下层次分级，级数自下而上按顺序确定，愈向高处年代愈老。阶地物质下部为砂砾石，上部为粉砂、黏土，具二元结构。河流阶地是在相对稳定堆积和迅速下切过程中形成的。由于下切侵蚀的条件不同，阶地的成因也不相同。主要成因有气候的变化，形成气候阶地；构造运动，形成构造阶地；侵蚀基准面的变化；人类活动的影响，如水利工程建设，改变了基准面。
河流阶地按组成物质及其结构分为以下四类：①侵蚀阶地。由基岩构成，阶地面上往往很少保留冲积物。②堆积阶地。由冲积物组成。根据河流下切程度不同，形成阶地的切割叠置关系不同又可分为：上叠阶地，是新阶地叠于老阶地之上；内叠阶地，新阶地叠于老阶地之内。③基座阶地。阶地形成时，河流下切超过了老河谷谷底而达到并出露基岩。④埋藏阶地。即早期的阶地被新阶地埋藏。运用物理、化学、生物、年代学的方法研究阶地的级数、结构、年代、成因、分布的规律，在科学上与经济上都有着十分重要的意义。
5.溯源侵蚀
河流或沟谷发育过程中，下切侵蚀不仅加深河床或沟床，并使其向上游源头侵蚀后退的现象。又称向源侵蚀。溯源侵蚀在河流源头和河口地段最为明显。河谷或沟谷源头，因河床纵剖面较陡，下切侵蚀作用加强，引起向上游不断侵蚀，从而加长河谷的长度。在黄土地区溯源侵蚀现象最为明显，因为黄土土质松散并多节理，降雨后沿冲沟向上侵蚀。沟头地区每年向源侵蚀可达数十米，这是黄土区水土流失的原因之一。河口地段由于侵蚀基准面的下降，可以引起河流下切，产生溯源现象，形成多级阶地。
6.河流袭夺
分水岭的迁移导致一侧的河流夺取另一侧河流上游段的现象。在诸多河系中，往往有一个主要河系，其侵蚀活跃、下切深，为其支流提供了较低的河流侵蚀基准面。这些支流有较强的侵蚀能力，它们往往切穿分水岭，夺取了分水岭另一侧位置较高的河源段。因分水岭被破坏造成的迁移称主动河流袭夺；由新构造运动等非河流因素引起的称被动河流袭夺。河流袭夺后，被夺河的上游称改向河；被夺河下游被截而无头，称断头河。袭夺的突然拐弯处称袭夺弯，此处流水有明显的落差，称为跌水。被袭夺河原来的谷地形态称风口。风口内可以找到被袭夺前的沉积物，甚至老阶地。断头河亦因断源而有大量堆积沉积物，堵塞水流后形成湖沼。
河床是河谷中平水期水流所占据的谷底部分，又称河槽。河床横剖面呈一低洼的槽形。纵剖面，在山区较陡，深槽与浅滩交替，多跌水、瀑布；平原区坡度较缓，微有起伏。平面形态：山区河床多狭窄顺直，岸线因山嘴突出而呈犬牙交错；平原区河床多弯曲或分汊。
河床纵剖面是从河源到河口的河床最低点的连线。该纵剖面的发展，受河流侵蚀基准面的控制。河流的下切面是无止境的，往往受某一基面控制，河流下切到接近这一平面后即失去侵蚀能力，不再向下侵蚀，这一平面称为河流侵蚀基准面。影响河床纵剖面发展的因素有气候、构造、岩性及环境变迁等。
河床的类型一般可分为四类：
（1）顺直微弯型。河段顺直略有弯曲、深槽、浅滩交错分布。
（2）弯曲型。具有曲折的外形和蜿蜒蠕动的动态特性，分布很广，任意两相邻浅滩的间距约为河宽的5—7倍。
（3）分汊型。又称江心洲型河床，具有一个或几个江心洲，河身呈莲藕状，具两股以上的汊道，汊道交替消长。
（4）游荡型。河身顺直宽浅，沙滩众多，汊道交织，河床变形迅速，主槽摆动不定，水流散乱。
河床在水流作用下形成河床侵蚀地貌和堆积地貌。侵蚀地貌主要有深槽、壶穴、岩槛、深切曲流。当水流侵蚀能力增强，该段河床就被冲刷成深槽。在构造破碎带，节理发育与被湍急水流冲磨成的深穴称壶穴，可深达6—7米。横亘于河床底部上凸的坚硬岩石组成的坡坎称岩槛，常伴有瀑布或跌水。由于地壳抬升，深切到基岩之中的曲流称深切曲流。河床堆积地貌主要有河床展宽期间堆积的浅滩；布于岸边的边滩；布于河心的心滩，枯水位时露出水面，中水位以上出露的称江心洲。沿岸长条延伸的沙滩称沙嘴。边滩经生长，发育成河漫滩。河漫滩上随着动力作用的变化而发育多种类型的微地貌。
三、什么是河口
河流和受水体的结合地段。受水体可能是海洋、湖泊、水库和河流等，因而河口可分为入海河口、入湖河口、入库河口和支流河口等。就入海河口而言，它是一个半封闭的海岸水体，与海洋自由沟通，海水在其中被陆域来水所冲淡。根据动力条件和地貌形态的差异，一般把河口分为河流近口段、河口段和口外海滨。河流近口段以河流特性为主，口外海滨以海洋特性为主，河口段的河流因素和海洋因素则强弱交替地相互作用，有独特的性质。
河口是江河的入海口，在那里江河中的淡水和海洋中的咸水混合。河口及其周围地区是从陆地到海洋、从淡水到咸水的过渡地带。虽然受到潮汐的影响，但河口被其周围的各种暗礁、岛屿，或是伸出的陆地、淤泥层、沙滩等（它们规定着河口向海方向的边界）全力地保护着免受海浪和风暴的侵袭。河口的形状和大小各不相同，且有各种名称，如：海湾、礁湖、海港、入口、海峡等。（注意：所有这些名称并不一定代表河口，而根据河口的定义，其特征只是淡水和咸水的混合水域，而并非其名称）
由于世界各地的河口在水文、地质及形成过程等地理因素的差异，就造成河口在地形、物理条件、生态系统等方面，有不同的差异与利用。每个河口都是独一无二的，因此要下一个普遍性的定义就相当得困难。一般以“estuary”指河口或河口湾，乃因“estuary”一词来自拉丁字“aestus”（潮汐），所以在牛津大字典中，河口意为“大河的潮汐口”（The tidal mouth of a great river）。
若从物理的观点来严格定义河口，目前以Pritchard在1967年所提出的最被广泛地采用，认为“河口是一个半封闭性的海岸水体，它可自由地与开放的海洋相连接，在它之内，海水可以被内陆排出的淡水稀释，而稀释的程度是可以被量测的”。事实上，随着目的需要的不同，在进行河口范围界定时就有不同的考虑与划分，若要对河口进行管理就需同时考虑行政及环境特性两方面；而在地形研究上，就需充分考虑河口的自然特征。
河口的主要环境特性，是指海洋潮汐、波浪与河川的水文状况互动而成的环境现象与特质。因此，广义而言，只要是受到海水潮波动力影响到的河川范围皆属之。河口段内河川廊道纵向的起端点，是河川的上游感潮点，河水盐度接近零；而下游终端点，则是河川影响的终结点，该处盐度接近海水。由于河川流量、波浪、潮汐强弱有别，河口段的位置也常有变动，不易明显划分。
四、河口潮汐及其作用
河口在海洋潮波的作用下，出现河口潮汐现象。潮波在河口传播的过程中，发生变形，潮差递减，涨潮历时缩短，落潮历时加长。涨潮流上溯所达到的界线，称为潮流界。潮波影响所及的界线称为潮区界。
在河口水体中，盐水和淡水的混合，使悬浮物质絮凝而沉降，河口泥沙发生强烈的淤积。另外，细颗粒物质受海洋生物的作用而聚集成团，也促使河口泥沙沉积。
河流输出物对河口的填充，使三角洲不断推进和扩展。五六千年来，长江口建造了3万多平方千米的三角洲，黄河三角洲造陆速度为每年23.5平方千米。肥沃的土壤，丰富的水资源，使三角洲成为重要的农业基地。天然三角洲的湿地需要疏干，需要防范洪水大潮的侵袭。农业所需的灌溉用水，都直接受到河口动力因素和泥沙运动因素的影响。河流带来丰富的营养物质，经过河口，汇注海洋，使河口的近海水域，常为重要的渔场，如长江口外的舟山渔场、吕四渔场等。河口蕴藏着丰富的潮汐能源，又便于内地和外海的交通，故普遍在河口建港。正因为如此，世界上80％的大城市都分布在河口区。然而河口的动力因素和泥沙运动复杂，而且普遍存在拦门沙，必须整治和疏浚，以维护航道的水深，这也是水运事业中的关键问题。特别是船舶向大吨位方向发展，此问题就显得更加突出。此外，在河口区的城市建设中，有关供水、排污和环境保护等问题，日益受到关注。
五、河口的分类
根据河口成因的不同，分为下列三种类型：
（1）溺谷型河口。海侵淹没的河谷末端，海水直拍崖岸。由于河流较小，或流域来沙不多，虽在湾头或局部地段有泥沙堆积，但溺谷状态仍然保留。
溺谷型河口的下段，往往呈漏斗状，称为漏斗状河口或三角港。而对那些下段呈漏斗状和成形河流相接的，又称为河口湾，如中国的钱塘江河口和杭州湾。
漏斗状海湾受地形影响，潮差较大，成为强潮河口。其湾底地形常有潮流脊发育。
（2）三角洲河口。流域来沙丰富的河口，泥沙沉积于河口区，有三角洲发育。一般而言，三角洲发育于弱潮河口和某些中潮河口以及河流挟带的泥沙不易为沿岸流带走的地区。
水流分汊是河口常见的现象，有单汊、多汊和分汊再会合三种形式。三角洲汊河一般都较浅，在汊道的口门附近，常有沙体堆积，称为拦门沙。
（3）峡江型河口。在冰川作用过的地区，河槽受冰川挖掘刻蚀，谷坡陡峻，海侵后形成峡江，其河口的特点在于口门附近有深约几十米的岩坎，坎内水深可达数百米，向着内陆可延伸几百千米。这种河口常见于高纬度地带，如挪威的松恩峡湾和苏格兰的埃蒂夫湾。
影响河口的作用力主要有三者，但这些营力对河口地形的影响并不是绝对的。由于河口的水流扩散、减速、沉积物堆积不同也各自造成不同形态的河口地形。主要可以分为下列几种：
（1）河川主导型：河川主导的河口常发生在受潮汐影响较小的湖泊、河口、封闭或半封闭的海洋、或波浪能量较弱的近海浅坡部分。
（2）潮汐主导型：河口主要受到双向潮汐作用涨潮与退潮的影响。
（3）波浪主导型：河口主要受波浪营力影响，不同的波浪入射角度因造成泥沙移动的距离与方向不同，会造成不同的河口沙洲或沙嘴形态。
（摘自《中国河口海岸治理网》）
问题研究 崇明岛的未来是什么样子
从容说课
本研究课是在本章学习了内力和外力作用后以崇明岛的形成和发展为例，让学生初步学会综合分析地表形态的发展与变化。教师应指导学生学会如何去搜集相关资料，并将所获得的资料进行整理、分析、归纳，获得自己想要得到的信息。按照教材上建议的探究步骤即可，需要让学生明确的是，崇明岛是自然原因形成的，但人类活动对崇明岛的影响也是明显的，进而预测崇明岛的未来可能会是什么样子。从而认识地表形态的变化发展是有规律的，原因也是多样性的。这个研究的目的是使学生认识人类活动对地表形态的影响，并学会把自然因素和人为因素结合起来分析地表形态的演变。
三维目标
知识与技能
1.培养学生搜集资料的技巧和能力。
2.了解崇明岛的过去、现在，进而分析预测崇明岛的未来发展。
3.运用图表资料分析、表达地理事物的能力。
4.培养动手能力，用实验的方法模拟河口冲积岛的形成。
过程与方法
1.搜集资料，自主学习，分析讨论法。
2.实验模拟，观察分析河口冲积岛的形成。
3.用所搜集到的资料，分析人类活动对崇明岛的影响。
情感、态度与价值观
1.认识事物的发展是由内外因共同作用和影响的结果。
2.在尊重自然规律的基础上合理利用和保护自然。
教学重点
1.了解崇明岛的形成和发展。
2.分析预测崇明岛的未来。
3.认识人类活动对崇明岛的影响。
教学难点
崇明岛未来的预测。
课时安排
1课时
教学过程
导入新课
师同学们，我们在第三节中了解了河流地貌的发育类型及其对人类聚落分布的影响，特别是河流的堆积地貌对人类的影响尤为明显。世界的绝大部分人口都居住在冲积平原上，我们今天就来以崇明岛为例，进一步认识河流地貌的发育规律及其与人类的相互关系。
推进新课
师崇明岛是一个长江口的冲积岛，课前我们大家都分别搜集了一些资料，也做了大量的准备工作，大家把自己搜集到的关于河口冲积岛的形成资料现在分析整理一下，我们一起来看看它是怎样形成的。
（生展示资料）
（师总结）冲积岛是大陆岛的一个特殊类型，由于组成物质主要为泥沙，也称沙岛。冲积岛主要分布在河口地区。
（资料1分析） 河口冲积岛是在哪几种外力作用下形成的？
（模拟试验） 在准备好的水槽中，用沙土堆成山脉、河谷、平原、大海等地表形态，然后将水管接在水龙头上让一定量的水从喷嘴喷出，模仿下雨，让水流从山上流下来，观察泥沙在下游和河口的堆积情况，重复上述实验过程，直到有冲积岛形成。
师冲积岛发育于河流入海的口外海滨地区，它的形成不仅仅与流水有关，而是河流和海洋共同作用的结果。
我国共有400多个冲积岛。冲积岛的地质构造与河口两岸的冲积平原相同，地势低平，在岛屿四周围绕着广阔的滩涂。
冲积岛的成因不尽相同。长江口的沙岛是由于涨落潮流不一致，形成缓流区，使泥沙不断沉积而形成的。珠江口沙岛成因不一，有的是由河心滩发育而成；有的是由于河流中有岩岛阻挡产生河汊，在河汊流速较慢的一侧泥沙沉积而成沙垣，再发育成沙岛；有的由河口沙嘴发育而成，最典型的是台湾岛浊水溪三角洲外的一系列沙岛；还有一种是由波浪侵蚀沙泥海岸，从海岸分离出小块陆地，也成了沙岛，这种沙岛较为少见。
冲积岛由泥沙组成，结构松散，因而在外形轮廓上很不稳定。河口地区的冲积岛，每逢遇到强潮倒灌或洪水倾泻，强烈的冲蚀会使冲积岛四周形态发生改变。一般情况下，在冲积岛与河流和潮流平行的两边，总是一边经受侵蚀，一边逐渐淤积，久而久之，便形成平行两岸的长条形岛屿；而垂直于河流的两端，上游不断缩减，下游又逐渐增加。但是，有时整个岛屿被冲蚀消失；有时岛屿与大陆接近，最后连成一体。
地处长江口门户的崇明岛，面积1000余平方千米，仅次于台湾岛和海南岛，而位居第三位，亦是我国几个大岛中唯一的由泥沙堆积而成的冲积岛。
综上所述，河口冲积岛的形成是在侵蚀、搬运、沉积等几种外力作用下形成的。
（资料2分析）推测崇明岛的形成过程
对该资料的分析有一定难度。首先要读懂崇明岛的变迁图，根据不同时期崇明岛的位置和形状进行描述。可引导学生根据历史年代和崇明岛的位置来加以分析。从图中可以发现，在1101年前，崇明岛是一个小岛，而后分为南北两岛。南岛由西向东迁移，三易其位；北岛由南向北发展，四易其位。两岛于1530年前后合并，并向东迁移，于1583年形成现在的崇明岛；总体趋势是不断向海迁移。
引起崇明岛变迁的原因可以从河流的流量、河流的含沙量、岛屿本身的泥沙堆积结构等方面进行分析。
（资料3分析） 人类活动对崇明岛的影响主要表现在哪些方面？
人类活动对崇明岛形状的影响主要表现在围垦滩涂上，使崇明岛的面积不断增加。围海造陆扩大了人类的生存范围，但对自然环境还是有一定影响的，例如：改变了河口地区水流的速度和方向，对周围港口会有一定的影响；此外对这一水域的水生生物也会有一定的影响。
（活动探究）
围海造陆可能会对自然环境产生哪些影响？
（1）引发赤潮。围海造陆使海水潮差变小，潮汐的冲刷能力降低，海水自净能力减弱，水质趋于恶化，加之围海造陆的陆地多用于城市建设和工农业生产，污染物较多，尤其是污水直接排入大海，导致海水富营养化，赤潮的发生机会增加，给沿海的海水养殖业和海洋渔业生产带来巨大的危害。
（2）引发洪灾。围海造陆阻塞了部分入海河道，影响了洪水的下泄，同时，洪水造成的内涝，使地表水下渗到地下。同时，围海造陆也会导致某些天然泄出口受阻，因此又造成局部地下水位上升。广州、深圳近年来发现不少楼房基础受地下水浸泡，甚至导致楼房开裂、地下室进水等现象都与地下水位上升有关。
（3）破坏海岸生态。不合理的围海造陆，破坏海岸自然环境，破坏海洋生物链，使海洋生物锐减，不少海湾的自然环境因不合理的围海造陆被改变，严重损害栖息生物的生态环境，使原有生物群落结构遭破坏，物种减少。
（分析预测） 崇明岛在不久的将来会和北侧的陆地连在一起。
根据地转偏向力的原理，在北半球流水向右偏，所以崇明岛右（南）侧水道通过了主要的长江水量，北侧水道水流变小变缓，泥沙沉积，可以预测在不久的将来崇明岛会与北侧的陆地连在一起。
对于崇明岛的未来，可引导学生结合崇明岛的变迁历史和发展现状来分析。由各种地质作用所引起的地壳变动通常都是比较缓慢的，超出人类历史的范畴，而这个问题研究所选择的崇明岛，其发生发展的速度是比较快的，甚至是有文字记载的，这就为学生展开研究活动提供了方便。在研究过程中要大量应用到本单元中所学到的知识，特别是有关流水作用和人类活动对地表形态的影响。在研究过程中引导学生从自然和人文两个角度去分析问题、寻找原因，培养进行地理研究的基本思维方法。最后对地理事物的发展作出预测，这是问题研究的较高层次。
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崇明岛
崇明岛，形如一春蚕，东西长，南北狭。在它的旁边还有横沙、长兴两岛。崇明岛的形成与长江江口的演变相连在一起。由于长江口有着向东南伸展，且口门沙岛有不断北靠的趋势，因此，从前的崇明岛与现在的位置和形状相差甚远。据考，约在1000多年前的唐朝，长江口门在今扬州、镇江一带，那时的口门沙岛只是江中的两个小沙洲，称为东沙和西沙，面积亦甚小，约数十平方千米。岛上先民从附近江苏丹阳、句容等地迁来，以打鱼为生。到了唐神龙元年（705年），始建立崇明镇于西沙，大概这是最早“崇明”两字的出现。在这以后，崇明岛不断顺江下移，下涨上坍，于宋朝已在西沙西北面涨出了姚刘沙，东北面堆积而成了三沙，而原来的东沙和西沙则渐渐被崩塌冲走。接下来，三沙的命运亦和东沙、西沙一样，逐渐地被冲涨，旧去新来，在其下侧堆积形成了马家浜、平洋沙、长沙等沙洲，其中的长沙即是现在崇明岛的前身。
在历史的长河中，许多沙岛依次北靠或被冲坍消失了，然崇明岛发展到今日，正处于其顶峰时期。崇明岛亦是不稳定的，就连其县城亦是一再迁移。至明万历十一年（1583年），此前崇明县城已经有了五次大搬家。到了清朝光绪年间（1875—1908年），长沙南岸迅速地淤涨起来。后经当地百姓建石塘石坝等，制止了淤涨的势头，县城才得以保持并稳定下来。
目前的崇明岛北靠的趋势已十分明显，北支水道最宽处仅1.5千米左右，且水深甚浅，江底已日益淤死，估计不久的将来，随着北支的淤死，崇明岛将成为启东的一部分，而不再成为岛屿了。只是到那时候，今日的长兴、横沙两岛要取代崇明岛了。
崇明岛上，地势平坦，景观如同江南田地，初到崇明岛的人，甚至感觉不到已到了岛上。一片片绿油油的庄稼、一道道灌溉用的水渠，村落密布，道路交错，并无一般海岛的荒凉感觉。
但是，作为海岛，崇明岛当然有其一些独特的资源与景观。大致有三样特别之景：一是蟹多。崇明岛上，尤其在近海边的泥滩上，到处是小蟹，几乎黑压压的布满滩面。崇明岛的第二大特色是海滩芦苇成林，可称其为“环岛绿色长城”了。由于芦苇适宜于滩地生长，且长势甚猛，在崇明岛北岸及东南岸团结沙一带，我们曾看到宽达数千米的芦苇带。人行其中，似觉无边无际，可能当年沙家浜的芦苇荡之规模亦不过此。芦苇之初用，不仅可护岸促淤，而且可做造纸之原料。第三大特色是岛身形状迁徙无常，始终处于迅速的演变过程中。不像基岩岛屿，千百年来基本上维持着相对稳定的状态，崇明岛却自始至终演变不断。现在还在酝酿着堵塞北支等工程。看来我国这个第三大岛演变成为长江口北岸陆地那个日子的到来要比预见得更早些。
崇明岛还有一个美丽的古称“东海瀛洲”。相传在远古东海之中有一瀛洲侧境，是神仙居处，但这个仙岛没有稳固下来，一直飘忽不定。秦始皇和汉武帝先后派人到东海之上四处寻找，都没有找到。后来到了明朝，朱元璋皇帝把“东海瀛洲”四个字赐给了崇明岛。从此，崇明岛便有了古瀛洲的美名了。
1.成岛
崇明岛是新长江三角洲发育过程中的产物，它的原处是长江口外浅海。长江奔泻东下，流入河口地区时，由于比降减小、流速变缓等原因，所挟大量泥沙于此逐渐沉积。一面在长江口南北岸造成滨海平原，一面又在江中形成星罗棋布的河口沙洲。这样一来，崇明岛便逐渐成为一个典型的河口沙岛。它从露出水面到最后形成大岛，经历了千余年的涨坍变化。
2.崇明岛的变迁
崇明岛在发育过程中经历了多次变化。唐朝初年（618年），长江口位于现在的扬州、镇江一带，江面上出现了东、西两个沙洲，面积不过几十平方千米。随着移居岛上人口的陆续增多，到了10世纪的五代时期，开始在西沙上设崇明镇，这就是崇明的由来。
由于长江主流南北移动和潮汐波浪的影响，岛陆屡有坍塌。随着长江口的东移，崇明岛不断沿江下迁。11世纪时，西沙西北又出现了一个新沙，叫姚刘沙，东北也出现了三沙，西沙和东沙则坍没被江水冲走。
由于长江主水道不断摆荡，三沙在经历发展扩大后又南坍北涨，向北迁移日渐缩小；同时在它的东面，先后出现了平洋沙和长沙。1583年，县城又迁至长沙，也就是现在崇明城的前身。
近400年来，崇明岛经历了多次沧桑之变和迁移。仅1583年以前，崇明县城就搬迁了5次。直到现代，崇明岛也是不稳定的，长江口北支水道逐渐变窄变浅，也许将来崇明岛会与苏北平原连在一起。
第二章 地球上的大气
问题研究 为什么市区气温比郊区高
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一、城市热岛效应
炎热的夏日，人人都盼望着气温下降，天送凉风。而城市居民，尤其是大中城市的居民，却往往发现，自己所居住的城市的气温总比周围相邻地区高，其他季节也如此。如1979年12月13日20时，上海市中心气温为8.5 ℃，近郊为4 ℃，远郊仅有3 ℃。这样，城市在温度的空间分布上，犹如一个独特的岛屿，称为“热岛效应”或“火炉效应”。这种“热岛效应”日益显著，我国观测到的最大“热岛效应”，上海为6.8 ℃，北京为9 ℃；世界最大的城市“热岛”，要数加拿大的温哥华（11 ℃）、德国的柏林（13.3 ℃）。
在这种“热岛效应”的影响下，城市上空的云、雾会增加，城市的风、降水等也会发生变化。这就是“热岛效应”带来的城市“雨岛效应”“雾岛效应”等。如，上海市区汛期雨量平均比远郊多50毫米以上，等于多下了一场暴雨。城市雾气多由工业、生活排放的各种污染物形成的酸雾、油雾、烟雾、光化学雾等混合而成。雾多不仅危害动植物，还会妨碍水陆交通和供电。严重时，汽车、火车、轮船只好减速，甚至影响到飞机的起落。重庆是有名的“雾都”，一家机场因此不得不搬家。
“热岛效应”，主要是在一些发达的工业区或大城市中形成。由于工业发达、人口集中，大量消耗能源，致使许多大气进入近郊。另外，高楼林立，绿地锐减，也是造成气候岛的原因。据研究，城市废热，主要来自燃烧的工业锅炉及冷气、采暖等固定热源，其次是机动车辆、人群等流动热源。用混凝土、砖瓦石料等建筑的高楼大厦群及水泥、柏油铺设的路面，都能大量吸收和储存太阳能。狭窄的街道和愈来愈小的庭院、居室又使天地之间的热量交换受阻，使地面降温非常迟缓。因而，城市的年平均气温比郊区一般可高出0.5—3 ℃，或者更高些。愈是工业集中、人口密度大的城市愈明显。“热岛效应”反过来又使城市耗电及用水量大增。
夏天要想降低1 ℃，比冬天升高1 ℃用电量要大得多。这样，又要耗掉大量能源，造成更多废热，进一步加强“热岛效应”及其他气候效应。现在，许多城市都认识到“造绿”是改善城市“气候岛效应”的好办法。
（摘自《科技日报》）
二、广州夏季“热岛效应”加剧 市区比郊区高3 ℃
广州气温近40年来一直在上升。城区由于建筑密集、汽车和空调排出大量废热，平均气温比市郊高出3 ℃。专家呼吁，用“立体绿化”缓解“热岛效应”。
广州“热岛”越来越热
不少市民都有这样的体会，走在建筑物、车流密集的荔湾区、天河区，明显比白云山、珠江边感觉要热。中科院广州地理所研究员梁国昭认为，这就是广州“热岛效应”的显著表现。大城市的气温往往比周边地区高，好像是被乡村包围的热岛，故称“热岛效应”。建国初期，广州的年平均气温是22.0 ℃，近几年则逐年上升，从1998年的22.8 ℃升至2003年的23.1 ℃，其中市区气温又比郊区高3 ℃左右。
据分析，广州形成“热岛效应”的原因有多方面：越来越多高楼拔地而起，混凝土、幕墙玻璃等的应用，加剧了建筑物的吸热，使热量在城市中不易散失；另外，眼下广州的机动车以每天300多辆的速度递增，每个汽车发动机就是一个热气源，汽车尾气大量排放，也加剧了高温的产生；更重要的是，城区气温高于郊区，刺激了市民对空调的需求量不断增加，而空调主机运转，又将热气排入空气中，如此恶性循环，加剧了“热岛效应”。
大草坪好看不透凉
气象部门的资料显示，其实广州“热岛效应”近几年已有减弱迹象，温差大于1.2 ℃的热岛面积已停止扩大，温差大于1.6 ℃的热岛面积更有缩小之势，但为什么市民仍感觉市区气温在上升呢？
广州华南植物园博士任海认为，“热岛效应”厉害与否，与城市绿化工程是紧密相关的。有研究表明，广州这几年的绿化成果在理论上可使“热岛效应”减弱2 ℃左右，但目前并未达到这样的效果，这表明，广州城区的“热岛效应”还有降低的空间。
身为省政协委员的梁国昭也认为，尽管广州近年对绿化越来越重视，但有不少环节仍忽略了“热岛效应”因素。比如，为了城市美观，一度营造出许多城市绿地，其实这些草坪的生态功能并不强，它们的蓄水能力较弱，缺少蒸腾作用，并不会给城市降温。
梁国昭还说：“现在广州的地面多是水泥地、沥青路，很多广场是花岗岩铺设的，雨水一下就直接排到下水道，地面并没有形成散热的蓄水层，雨过太阳一晒，就全部成了热辐射，加剧了‘热岛效应’。”
“楼顶绿化”一举三得
目前国内许多专家都在研究解决“热岛效应”的方法。比如，将城市建筑物的表面颜色由深变浅，以减少对太阳辐射的吸收；在路边、花园、屋顶栽种花草树木；加强城市规划，统筹安排工厂区和居民区；等等。前两年，北京全面启动了“立体绿化”以缓解“热岛效应”。这种立体绿化有别于简单的草坪绿化，经过合理布局，立体绿化有开发占地小、绿化面积大、见效快的功效。“楼顶绿化”即是其一，既能给楼宇降温，又净化空气、美化景观。
专家们认为，广州不妨学习北京，建立城市多元绿化结构，以改善“热岛效应”。眼下，广州园林部门正努力推动“楼顶绿化”工程。但市民响应似乎并不热烈。有市民认为，这种工程如果要市民独自操办，存在很多技术上的难题，也有很多难以协调的因素，最好由政府出台政策大力推动。
三、城市热岛效应和城市风
城市热岛效应是指城市空气温度比其周围乡村空气温度高的现象。造成城市空气温度高于乡村空气温度有地面作用和热释放两方面原因。城市绝大部分的地面是建筑物、沥青路面和混凝土路面，这种地表环境，吸收太阳辐射会使地面温度较高，其中有两个原因，第一是缺乏植物，使全部太阳辐射能投射到裸露的地面上，缺乏植物蒸腾作用消耗热量，从而使空气温度升高。第二是混凝土地面不像土壤地面可利用水分蒸发消耗热量，因而城市气温高。
城市的经济活动和社会活动要比乡村强度大，这些活动都与能量的消耗有关。能量的消耗使城市在周围温度较低的乡村中，好像一个“热岛”。
观测表明，我国城乡间温差一般可达1—2 ℃。工业发达的国家，城乡温差可达3—5 ℃。如果在一幅城市地图上，用线将温度相等的点连接起来，就会发现，一条条等温线是环绕城市闭合的，而且高温区就像地形图上的小岛的等高线。
城市的热岛效应对大气污染的扩散有一定的影响。由于城市好像一个“热岛”，热气不断上升，形成一个低压区，郊区的冷空气向市区侵入，构成环流，即形成了所谓的“城市风”。城市风的形式和大小，与盛行风和城乡间温差关系很大。静风时，城市风非常明显，有风时，只在城市背风部分出现城市风。由于夜晚城乡温差远比白天大，夜间风不断从乡村吹来，风速大于每秒2米。因此，城区的污染物都向市中心集中，市中心往往成了城市中大气污染物浓度最高区。
（资料来源:《地理教育》）
四、城市与气候
城市是人口聚集、经济高度发展的地区。在城市里，下垫面与空气成分都经受了极大的人为改变，成为人类影响气候最强烈的地区。城市化是人类发展史中的一种重要历史进程。因此，城市气候资源问题也将成为引人注目的一个重要科学问题。
城市对气候的影响是全面的，但至今研究得最多的是对温度的影响。城市热岛是城市对大气热力作用所产生的一种重要现象。
城市热岛形成的原因很多，如城市集中使用能源，积聚了大量人工热量;建筑材料的反射率比植被与土壤小，能吸收更多的太阳辐射能;城市地面含水分少，蒸发热消耗远小于农村;加上城市建筑物密集，通风条件较差。由于这些原因，使得城市显著暖于四周农村。
城市热岛在无风无云的夜晚达到最大的强度。城市最低温度可比郊区高3—4 ℃，甚至更高。城市热岛效应所影响的高度一般只能达到地面以上100—300米。
城市里风小，污染源又多，故大气污染远比郊区严重。
由于城市热岛有利于空气对流，在城市，出现雷暴、冰雹等强对流性天气也比郊区多。
由于城市化对气候的这些影响，城市气候资源也发生相应的变化。一般说，在寒冷地区，城市的热量资源有所改善。在炎热地区，则更加剧了高温危害。因此，改善城市的气候资源状况是城市现代化所面临的迫切问题。其中城市绿化就是一项重要措施。
树木能显著改善城市气候。树木遮阴可减少白天辐射增热，节省空调费用。冬季落叶后，树木并不妨碍房舍获得的太阳辐射能。由于蒸腾作用，树木使城市空气更为湿润。
树木能吸收二氧化碳、二氧化硫等气体和灰尘，放出氧气。据估计，1亩森林一天吸收的二氧化碳可达66.7千克，产生47千克的氧气。据德国统计，每公顷松树每年可吸收36吨灰尘，而水青冈、械树和橡树混交林则可吸收68吨灰尘。森林散发的气体常常有镇静与灭菌的效果。此外，森林还有降低噪音、美化环境等许多作用。城市绿化已成为现代城市建设的一个重要指标。
五、热岛效应与人体健康
在“热岛效应”的影响下，城市上空的云、雾会增加，使有害气体、烟尘在市区上空累积，形成严重的大气污染。人类有许多疾病就是在“热岛效应”下引发的。
医学研究表明，环境温度与人体的生理活动密切相关。环境温度高于28 ℃时，人们就会有不舒适感；温度再高就易导致烦躁、中暑、精神紊乱；气温高于34 ℃，并伴有频繁的热浪冲击，还可引发一系列疾病，特别是使心脏、脑血管和呼吸系统疾病的发病率上升，死亡率明显增加。此外，高温还可加快光化学反应速率，从而提高大气中有害气体的浓度，进一步伤害人体健康。
在“热岛效应”的作用下，城市中每个地方的温度并不一样，而是呈现出一个个闭合的高温中心。在这些高温区内，空气密度小，气压低，容易产生气旋式上升气流，使得周围各种废气和化学有害气体不断对高温区进行补充。在这些有害气体作用下，高温区的居民极易患上消化系统或神经系统疾病，此外，支气管炎、肺气肿、哮喘、鼻窦炎、咽炎等呼吸道疾病人数也有所增多。
严重的城市热岛效应不但影响了人们正常的生活和工作，还成为人们生活质量进一步提高和城市进一步发展的制约因素。因此，研究削减城市热岛效应的技术方法，采取各种措施缓解热岛效应的影响，对于提高人们的生活质量、维持城市可持续发展具有重要的意义。
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一、解不开的疑团：厄尔尼诺
从20世纪50年代起，特别是70年代后，全球气候变得异常，世界各国灾情迭起。美国夏威夷地区遭受罕见的飓风袭击；秘鲁等地洪水泛滥；非洲大陆出现百年不遇的大旱灾。在这一时期，我国也发生了类似的洪涝、干旱等异常气候，给农业生产和人民生活带来重大损失。面对大自然给人类造成的种种灾害，人们开始思索，科学家们对50年的海洋和气象资料分析发现，全球气候异常与厄尔尼诺现象有密切关系。
厄尔尼诺的老家原在太平洋东部赤道海域，那里终年温暖。在某种情况下，该海域赤道逆流中的一部分海水，会沿厄瓜多尔海岸南下，穿过赤道，向南流动，这就是厄尔尼诺暖流。早些时候，这支海流并没有像太平洋的黑潮、大西洋的湾流那样引人注目。然而，在近20年来，历史上不多见的厄尔尼诺现象时有发生。1972年厄尔尼诺现象的出现，给许多沿海国家的经济，特别是渔业生产带来严重损失。相隔10年之后的1982年，厄尔尼诺现象再度发生。这次厄尔尼诺现象的发生，全世界就有1000多人死亡，经济损失达80多亿美元。澳大利亚共损失了近30亿美元，捕鱼王国秘鲁的捕鱼量骤减。我国则出现了南旱北涝的气候，粮食减产几十亿斤，连远离太平洋的非洲和欧洲也不同程度地受到它的冲击。
在探索厄尔尼诺形成机理的过程中，科学家们还发现了这样的巧合：20年代到50年代，是火山活动的低潮期，也是世界大洋厄尔尼诺现象的次数较少、强度较弱的时期。进入50年代后，世界各地的火山活动进入了活跃期，与此同时，大洋上厄尔尼诺现象次数也相应增多，而且表现十分强烈。根据近百年资料统计，75％左右的厄尔尼诺现象是在强火山爆发后一年半到两年间发生的。这种现象也引起科学家们的特别关注。
到目前为止，人们对这一形迹不定、出现无常的厄尔尼诺现象进行了种种尝试，仍然是众说纷纭，难以定论。厄尔尼诺这种海气之间的相互作用和影响又直接扰乱全球的气候。于是，人们认为厄尔尼诺现象是反映大洋海水温度和气候异常变化的重要信息，只要掌握认识了厄尔尼诺海流的产生和发展规律，才有可能弄清全球气候变化规律。但是，科学家们的良好愿望和目前海洋科技发展有较大的差距。因为在一望无际的大洋里，仅用目前的海洋调查手段所获取的资料，真可以说是寥寥无几，远不能满足海洋研究的需要。由于缺乏热带太平洋较为系统的资料特别是西太平洋方面的资料，加之这支海流有时不见踪影有时又极度发展，又给调查和研究带来困难。因此，厄尔尼诺的很多问题，便成为90年代海洋、大气科学的研究热点。发生厄尔尼诺现象时，它是如何形成的？那巨大的暖水是从何处来的?它的热源在哪里？过去，科学家们曾提出各种各样的假说，有的说是海底火山爆发，有人认为，热源来自地心，等等。不管哪种解释，都拿不出令人信服的依据，这是未解谜之一。
其二，太平洋发生厄尔尼诺现象有没有其自身的规律，例如，它发生周期的长短受什么制约；它的发生、生长与消衰以及强度有哪些代表性的信号；等等。
未解谜之三，无论是厄尔尼诺现象或是反厄尔尼诺现象的发生，都是大洋内暖水的大范围运动，那么，这种暖水的运动和北太平洋发生的顺时针大洋环流，及在南太平洋中发生的逆时针大洋环流是什么关系？特别引起海洋、大气科学家们注意的是，厄尔尼诺与黑潮的大弯曲、摆动有联系吗?
难解谜之四，在大洋中发生厄尔尼诺的特点之一是，发生范围大，时间长，这给我们监视、监测带来了极大的困难。如何确定反映厄尔尼诺过程的发生时间、结束时间以及监测位置等，以达到在有限的观测点上的资料来预报厄尔尼诺的目的。
难解谜之五，大洋中出现厄尔尼诺现象为什么能影响全球气候？人们能不能通过预测厄尔尼诺现象的发生来预报异常气候？今天，人们对厄尔尼诺现象的认识比过去深入多了，随着海洋科学技术的发展，特别是卫星遥感技术的应用，人们有理由相信，在今后10年内，将会对厄尔尼诺现象的生成机理有深刻认识，实现对厄尔尼诺的预报。
二、海啸
海啸是一种具有强大破坏力的海浪。这种波浪运动引发的狂涛骇浪，汹涌澎湃，它卷起的海涛，波高可达数十米。这种“水墙”内含极大的能量，冲上陆地后所向披靡，往往造成对生命和财产的严重摧残。智利大海啸形成的波涛，移动了上万千米仍不减雄风，足见它的巨大威力。
1.海啸的起因
海啸是一种灾难性的海浪，通常由震源在海底下50千米以内、里氏震级6.5以上的海底地震引起。水下或沿岸山崩或火山爆发也可能引起海啸。在一次震动之后，震荡波在海面上以不断扩大的圆圈，传播到很远的距离，正像卵石掉进浅池里产生的波一样。海啸波长比海洋的最大深度还要大，轨道运动在海底附近也没受多大阻滞，不管海洋深度如何，波都可以传播过去。
2.怒吼的巨浪
根据现代板块结构学说的观点，智利是太平洋板块与南美洲板块相互碰撞的俯冲地带，处在环太平洋火山活动带上。这种特殊的地质结构，造成了智利处于极不稳定的地表之上。自古以来，这里火山不断喷发，地震连连发生，海啸频频出现，灾难时常降临。1960年5月21日凌晨开始，在智利的蒙特港附近海底，突然发生了世界地震史上罕见的强烈地震。大小地震一直持续到6月23日，在前后1个多月的时间内，先后发生了225次不同震级的地震。震级在7级以上的有十几次之多，其中震级大于8级的有3次。
3.海啸的危害
剧烈震动之后不久，巨浪呼啸，以摧枯拉朽之势，越过海岸线，越过田野，迅猛地袭击着岸边的城市和村庄，瞬时人们都消失在巨浪中。港口所有设施，被震塌的建筑物，在狂涛的洗劫下，被席卷一空。事后，海滩上一片狼藉，到处是残木破板和人畜尸体。地震海啸给人类带来的灾难是十分巨大的。目前，人类对地震、火山、海啸等突如其来的灾变，只能通过预测、观察来预防或减少它们所造成的损失，但还不能控制它们的发生。
海啸是极具杀伤力的。在夏威夷的Hilo，一次极具破坏性的海浪夺走了忽视海啸警告的61人的生命。永远也不要试图在海啸时或是在靠近海浪的范围内做冲浪运动。
海啸几乎是不可能预测的。可是，海啸的一个标志是地震。虽然不是所有的地震都会引起海啸，但它还是经常发生的，因此那些住在海岸线附近的人们应该在地震发生后立即做好疏散准备。这是非常重要的，因为在海岸附近形成的海啸能够在10分钟内到达岸边。
一个常见的误解是，在最初的海浪过去后，以为恢复了安全便回到岸边。海啸不是一个海浪，它是一系列的多个海浪。不要返回岸边，除非整个海啸都过去了。
有许多技术方法可以确定海啸的来临，大自然也有它自己的方式来警告人们。在某些地区，如果岸边的海水不正常的增高或降低，这就是海啸的预示。

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一、我国将着手研究太阳风对地球的影响
万物生长靠太阳。为进一步了解太阳风等现象对地球的影响，我国科学家正在积极构想实施“空间风暴计划”，通过将三颗探测卫星“放”在太阳和地球之间的不同“位置”，进一步研究太阳和地球的关系，提高空间天气预报水平。
太阳的“一举一动”，尤其是太阳、地球之间的空间天气，牵动和影响着地球。近年来，我国已通过实施双星探测计划在日地探测领域占据了一席之地；国内科学家正在积极研制太阳望远镜；国家自然科学基金也支持了对“夸父计划”的可行性研究——通过在太阳和地球之间“放”上两颗探测卫星，研究太阳的“骚动”和扰动。
酝酿中的“空间风暴计划”由三颗探测卫星组成，将分别“放”在三个位置——距地球300千米（近地点）至700千米（远地点）、700千米至6.3万多千米、近2万千米至15万多千米的三条轨道上，分别重点探测电离层暴、磁层空间暴和太阳风等。
刘振兴院士认为：“空间风暴计划的目的是建立地球空间对太阳风的反应和预报模型，进一步提高我国空间天气预报水平。”这位院士指出，美、欧等国目前注意力集中在登月和登火星上，日地空间探测中由几个空间强国控制的局面正在向多极化转变。“预计到2010年后，目前在行星际和地球空间运行的探测卫星都将寿终正寝。我国是一个空间大国，应该及时提出新的空间探测计划，不断推动空间物理、空间天气预报的发展。”
三颗卫星重量大约都在400千克，有效载荷的功耗约40瓦，有效载荷重量约40千克。三颗卫星上共有磁场探测器、电离子层探测器、高能电子探测器、极光成像仪等31台探测仪。
这一计划一经提出，即引起国际同行的关注，并被列入2007—2013年计划实施的国际与日共存计划中，欧洲有关国家、加拿大和俄罗斯等纷纷表示希望加盟中国空间风暴计划。
根据科学家的设想，“空间风暴计划”将在2005年3月完成第一阶段的方案设计，2005年12月向国家申请立项，争取在2006年6月启动、2010年发射。发射将采取一箭三星方式，一次性将三颗卫星“送”到指定“位置”。
二、科学家主张：对太阳辐射施加影响给地球调温
中新浙江网9月3日电 温室效应对气候的影响日益显著，一些科学家主张干脆调节地球气温。他们建议直接对太阳辐射施加影响，以期减少温室效应，甚至希望调节地球的温度。
科学家之所以主张给地球降温，是因为：关于减少温室效应气体排放的《京都议定书》陷入了困境；很多发展中国家在加快经济发展速度；同时，欧美国家拒绝改变自己的生活方式，拒绝减少二氧化碳的排放。科学家因此作出了调节地球气温的种种大胆设想。
1.给地球戴上“墨镜”
去年冬天去世、享年95岁的美国物理学家爱德华·特勒生前曾有过设想——向空中抛洒铝和硫的粉末，以使天空变得灰暗。按照他的计算，向空中抛洒100万吨铝硫粉末可以使日照减少1%，从而抵消温室效应。人们不要认为提出如此令人瞠目结舌的主张的人是一个老糊涂。须知特勒是氢弹之父，一直被认为是美国最优秀的科学家之一。特勒提出的办法类似于模仿大规模的火山爆发。
1991年，波及范围达数百万千米的皮纳图博火山灰使地球气温下降了0.4 ℃，而且持续时间达好几个星期。但人们无法随意操纵火山，于是特勒设想：可以用飞行于13千米高空的飞机和部署于赤道上的美国海军大炮向空中抛洒铝硫粉末。这样做需要的经费为每年不到10亿美元。但生物化学家们却给这种主张泼冷水，他们认为散布于空中的这些硫和铝的微粒很可能会严重干扰同温层。
2.在天上装个“空调”
除了特勒以外，另外还有许多科学家也在苦苦思索，希望能找到合适的办法给地球降温。美国物理学家洛厄尔·伍德的想法是：在地球和太阳之间万有引力互相抵消处（即拉格朗日点）安装一面直径为2000千米的半透明镜子。他认为，这面巨大的滤光镜不但能减少温室效应，而且能充当地球的空调器，通过改变滤光镜的倾斜度，可以增加或减少透过它的太阳辐射量。但谁来支付超过1000亿美元的巨额费用呢？此外，这样的滤光镜很可能对同温层造成影响，而且还有可能妨碍紫外线的通过。
还有科学家从加强地球对太阳辐射的反射率的角度探索给地球降温：将数以10亿计的白色聚苯乙烯球投向海洋；将地球上的所有房屋的房顶都涂成白色。
美国的一位科学家提出了一项更具有诗意的方案，将数千平方千米的阴云“染白”，通过向云层喷洒一些微粒，使微小的雨滴数至少增加10%。这样，由于光学作用，层积云就会被照亮变白，就会反射更多的太阳光。
3.把二氧化碳埋起来
不过这些方案使多数气象学家感到恐惧，因为他们深知，气候的机制十分脆弱。
法国气候专家让·朱泽尔直言不讳地批评说：“这些方案是愚蠢和危险的，它们会使一个已经难以控制的问题变得更加危险。”
不过，有专家称虽然不应试图把地球变成一个恒温器，但采取一些重大的行动还是值得考虑的。例如，可以设法把二氧化碳深埋于海底或地下。地下含水层、煤矿井、封闭的岩洞、海洋等都可以成为埋藏二氧化碳的场所。如果先将二氧化碳液化以后再进行掩埋，则更能增加埋藏量。
科学家们还考虑到了通过刺激浮游植物群落的光合作用以吸收二氧化碳。数年前，海洋学家们发现南太平洋因为缺铁而几乎没有浮游生物，美国生物学家约翰·马丁便建议向海洋里投放铁，以刺激浮游生物的生长。美国人和澳大利亚人已进行了4次试验，结果海洋里的藻类增加了很多。美国人迈克·马克尔斯甚至创办了一家促进海洋浮游生物生长的公司。他声称要向海洋里投放25万吨铁粉，并说此举可使美国埋藏掉自己排放的全部二氧化碳。
无论是减少太阳辐射还是埋藏二氧化碳，总之各国政府必须下决心行动起来。否则，有朝一日人类生存的地球很可能会变成一个高压锅。
三、太阳活动对地球的影响
太阳活动是指发生在太阳大气层局部区域的、在有限时间间隔内的各种物理过程的总称。主要表现为太阳黑子、光斑、谱斑、耀斑、日珥和太阳射电等变化现象。其中，太阳黑子是太阳活动的明显标志，耀斑是太阳活动最急剧猛烈的形式。
太阳活动强弱变化平均约11年的周期。自1749年后第一个太阳黑子低值年（1755年）规定为太阳活动的第一个周期，2000年是太阳活动峰值年的第23个周期。凡是峰值年前后，黑子、耀斑等现象异常活跃，是研究太阳的大好时机。太阳以电磁波和高能粒子流的形式，向外放射着巨大的能量和物质。太阳的能量流和物质流对地球产生着深刻的影响，它对自然地理环境的形成、发展及演化具有决定性的作用。
1.太阳风与地球磁层 地球周围存在一个偶极磁场，当太阳风等离子体吹向地球时，使地球磁场被太阳风包围，形成地球磁层。一方面，由于地球磁层的存在，太阳风高能带电粒子不能到达地面，从而保护了地球表面有机体的生存和发展；另一方面，总有一部分高能带电粒子闯入磁层内，被磁层禁锢在地球高层。通过空间探测器，1958年美国范·艾伦发现了包围地球的强辐射带，称为“范·艾伦辐射带”。这个强辐射带分内、外两层，像套在地球赤道周围的两个轮胎环子，它对人类冲出地球的宇宙活动，会造成严重辐射的危害，要注意采取预防措施。
2.对地球电离层的影响 距地面约80—150 km的大气层，在太阳紫外线、X射线、粒子辐射的作用下发生电离，该层称为电离层。较高的电离E层和F1层，因太阳短波辐射强烈，电离程度高，自由电子密度大，主要反射短波电波；较低的电离D层，由于太阳短波辐射较弱，电离程度差，自由电子密度小，只能反射长波。当太阳活动增强时，会激发电离层大气分子进一步电离，造成离子浓度增高和吸收电波增强。尤其是太阳耀斑爆发后，会引起地球向阳半球面短波信号衰减或中断。短波无线电信号的中断，一般是几秒钟至几分钟，特别情况下长达半小时至1小时以上。
3.对地磁的影响 太阳活动引起地球磁场的不规则变化，叫做“磁扰”。十分强烈的磁扰现象称为“磁暴”。地球上发生磁暴时，磁针失灵，不能正确指示方向，从而影响野外工作，尤其是磁力探矿。同时，对军事战斗以及飞机和船舶的定向、定位也都带来影响。
另外，在地球高纬度地区经常出现一种变幻莫测、美丽壮观的极光现象，这也是太阳活动引起的。它主要发生在100—200 km的高空，有的高达1000 km。对于极光形成的理论，最早认为是太阳活动发出的高能带电粒子在到达地球附近时，受地球磁场的作用，迫使其沿磁力线方向运动到地球磁极的上空，它们与地球大气中的分子、原子碰撞而发光。而现代研究认为：极光是围绕地球两半球的一种大规模放电过程和表现形式。这种放电过程，是通过太阳风与地球磁层的相互作用来实现的。通过实验，证明极光在南、北极地区同纬度、同时间会一起出现与消失。
4.太阳活动与其他方面的关系 太阳辐射是地球气候形成的重要因素。太阳活动引起太阳辐射的改变，必然导致气候相应的变化。例如，有人研究树木年轮的生长状况，是受当时的气温、降水的影响，它既记录着气候历史的变化，又反映了太阳活动的情况，与太阳活动11年周期相符。根据我国2000多年太阳黑子的记录，黑子的11年、22年或更长周期，与我国历史上大范围旱涝灾害有很好的对应关系。此外，现代构造运动的重要标志之一——地震活动同太阳活动亦有密切关系。
（选自刘南威主编《自然地理学》）
四、揭开太阳的能量来源之谜
在漫长的岁月中，人类没有发现太阳的光和热有丝毫的减弱，这既使人高兴，又使人不解，到底太阳的能量来源是什么呢?
早先有人猜想，太阳可能是一只大煤炉，靠煤的燃烧来维持它的能量，倘若如此太阳能源来自煤的燃烧，其本质是碳与氧的化合反应。
我们知道，太阳的表面温度有6000多度，太阳的辐射功率为3.9×1026瓦。如果用燃烧热来维持这个辐射功率，太阳不过几千年就烧光了。这明显和事实不相符合。
随着天文学的发展，英国的天文学家爱丁顿（A.S.Eddin-ton，1882—1944）在观察了太阳的活动情况后，猜想:太阳的巨大能量有可能来自太阳上发生的亚原子粒子间的相互作用。1929年美国的天文学家H.N.拉塞尔（Henry Norris Russell，1877—1957）运用光谱分析证明太阳总体积的60％（后更准确的数值是80％）是氢。1938年美国的物理学家H.A.贝蒂（Hans AIbrecht Bethe，1906—）和德国的天文学家魏扎克（Carl Friedirich Von Weizsaker，1912—）等人，应用精密的光学仪器，证明了太阳的能量来源是靠氢的聚变反应。
五、太阳
太阳系的中心天体，太阳系的八颗行星和其他天体都围绕它运动。在天文学中常以符号☉表示。它是银河系中一颗普通的恒星，位于距银心约1万秒差距的旋臂内，银道面以北8秒差距处。它一方面和旋臂中的恒星一起绕银心运动，另一方面又相对于它周围的恒星所规定的本地静止标准——银经56度，银纬+23度——做每秒19.7千米的运动。在太阳中心区的氢核聚变产生的能量，主要以辐射形式稳定地向空间发射。由于能量的产生和发射基本上已达到平衡，所以目前就整体而言，它处于稳定平衡状态。
1.基本数据
研究太阳系天体特别是小行星爱神星的运动，和地球对于在它附近的天体的摄动，可以测定日地距离、太阳半径，求得太阳对地月系的质量比，从而求得它的质量。通过对太阳的光谱分析可以得知太阳的化学成分。太阳大气中氢和氦占绝大部分，其他是一些较重元素，按质量计，氢约占71%，氦约占27%，其他元素占2%。通过光度测量可以求出太阳的总辐射能和有效温度。利用这些观测数据和地球上已经证实的物理规律，如氢核聚变的反应率、物质传播辐射的机制等，我们就可以推测出太阳内部的结构。
2.太阳基本数据
日地平均距离
1亿5千万千米
光谱型
G2V
平均角直径
31′59.3″
目视星等
-26.74等
半径
70万千米
绝对目视星等
4.83等
扁率
0.05″
表面重力加速度
274米/秒2
质量
1.989× 1033克
表面逃逸速度
617.7千米/秒
平均密度
1.409 g/cm3
中心温度
约1500万度
总辐射功率
每秒3.83×1033尔格
中心密度
约160 g/cm3
有效温度
5770 K
中心压力
—
自转会合周期
赤道26.9天，极区31.1天
年龄
50亿年
六、太阳的大气层
太阳是我们唯一能观测到表面细节的恒星。我们直接观测到的是太阳的大气层，它从里向外分为光球、色球、日冕三层。虽然就总体而言，太阳是一个稳定、平衡、发光的气体球，但它的大气层却处于局部的激烈运动之中。最明显的例子是标志太阳活动区的生长和衰变的黑子群的出没，Ha单色像中观测到的日珥的变化、耀斑的爆发等。由于这些剧烈的运动，太阳的表面结构必然是不均匀的。此外，我们还看到不断运动和变化着的米粒组织、谱斑、色球网络、针状物、喷焰、冲浪等。太阳周围的空间也充满了从太阳中喷射出来的剧烈运动着的气体和磁场，其影响范围一直延伸到太阳系边缘。因此，我们现在对太阳的理解就和20世纪初期的理解——太阳只是一个具有明晰边缘的发出光和热的气体球——很不相同了。
占太阳辐射总能量99.9 %的辐射都集中在0.2—10.0微米波段内，这一部分辐射是稳定的。但是从紫外线到γ射线波段和从红外线到米波射电波段的辐射，就其总能量来说，虽只占太阳辐射总能量微不足道的一部分，但它们的变化幅度却是很大而且极不稳定的。这些波段的辐射主要来自太阳色球和日冕中密度极为稀薄的等离子体中。这些波段经常产生各种类型的爆发，表明上述区域存在激烈的物质运动。
太阳还把大量物质粒子射入空间，这些粒子必须具有大于逃离太阳表面所需的动能。这种动能是在太阳表面或上层通过种种加热、加速机制获得的，是在这些层次中由于电磁力和运动的耦合造成的。
太阳就是通过这些稳定的辐射和爆发，通过稳定的太阳风和爆发性的粒子流以及和它们联系在一起的磁场，影响着地球，造成各种地球物理现象和气候的变异，从而影响到人类的日常生活和航天事业。
七、太阳活动和磁场
太阳活动的能量只占太阳总能量的极小部分。目前，人们认为这种活动只是太阳表层物质运动和变化的结果，不涉及太阳本体的基本稳定。对流层的湍流场是调制太阳活动能量的枢纽。参加调制的因素还有太阳自转和对流层内大尺度环流。由于这两个因素都是有规律的，而湍流场基本上是无规则的运动，所以太阳活动就呈现出既有规律性又有随机性。这充分反映在太阳黑子、日珥、谱斑的出没和耀斑的爆发之中。这些太阳活动现象的发生，与太阳磁场密切相关。
太阳磁场的来源还不清楚。虽然，在磁场中导电流体的流动可以强化磁场，但是，必须要有种子磁场和流体的耦合，才能通过流体的放大作用产生一定规模的磁场，如我们在太阳表面所观测到的那样。太阳的较差自转、对流层内大尺度环流以及对流层湍流场的交互作用，在一定的时间内，会在对流层上层某些区域形成某些具有一定花样的磁结构。因为磁场的压强平衡了一部分辐射压，所以在等温条件下，磁结构内的物质密度就会小于周围环境的物质密度。于是在同样的重力场作用下，磁力线管就会受到浮力而上升，在日面上形成以黑子群为主要标志的太阳活动区。在太阳活动区里，各种表征太阳活动的现象，如黑子、耀斑、冲浪等就比不存在这样的磁结构的区域多得多。在太阳活动区外，最多只会出现个别的黑子、宁静日珥等。自然，在太阳活动区内和它的上空，磁力线管的结构和密度都与非活动区不一样，因此导电气体和磁力线的交互作用所产生的各种非热辐射和粒子加速现象，就远比非活动区多而且剧烈。
近年的观测表明，在太阳活动区上空，磁场基本上是闭结构；而在非活动区上空，特别是冕洞区域，磁场基本上是开结构。在开结构区日冕电子温度一般约为100万度。而在闭结构区，日冕电子温度就达250万度。二者的差别反映了磁场在加热导电气体中所起的作用。我们所观测到的所有的太阳活动现象，如黑子、爆发日珥、耀斑、冲浪和日冕中的各种瞬变现象，冕洞的形成和消亡，太阳风中的等离子体的不稳定现象以及太阳X射线爆发，各种太阳射电爆发等，都是磁场——特别是活动区磁场——同这些区域内的等离子体交互作用的结果。
色球、日冕实际上是炽热的太阳本体到空间的边界层，通常是不稳定的。例如色球—日冕过渡层内的“反常温升”，就是一个非常值得探讨的等离子体问题。但其具体机制，却因为在这个区域内的磁结构的复杂性和不均匀性，还远远没有弄清楚。
光球表层下面潜伏磁场的存在和变化，是一个非常复杂的问题，具体的理论远未成熟。解释太阳活动的基本规律，如太阳活动的11年、22年、80年周期以及太阳活动区的日面分布规则等，都有待于这个问题的解决。
八、日地关系的研究
现代科学所研究的日地关系学主要是研究太阳活动对地球的影响。早在一个多世纪以前，人们就发现了地球磁场表现出与太阳活动11年周期相应的变化，后来又发现太阳活动性对极光以及短波通信也有影响。这些都是在太阳活动增强时，各种高能电磁辐射、高能物质粒子和太阳风突然增强对地球的影响。
太阳活动对地球有突发性影响，典型的事例之一是1972年8月7日耀斑大爆发。爆发后，强烈的太阳X射线、紫外线和射电波伴随着大量带电粒子流连续猛烈轰击地球达一个星期之久。其中在爆发开始后5小时之内有一股粗约16 km、长超过7000万米的带电粒子流以6500 km/s的高速闯进地球大气层，顿时引起地球电离层和地磁场变化。当时几乎所有飞机和轮船上的磁罗盘指针都摆动起来，全世界的短波无线电通讯彻底中断，极区出现明亮的极光。在一些地区甚至影响到电力线路，致使电灯忽明忽暗，仿佛发生了强烈的雷暴。至于弱电仪器和电子设备更是变化无常，不能正常工作。
太阳活动对地球除爆发性影响之外，还有人类从历史记载的统计中得出太阳活动起伏，可能与气候、气象、江河水位，甚至地震等很多方面有关系。例如，有人经研究认为，太阳黑子数的变化与自然灾害活跃期有一定关系，与我国地震活跃期和严重洪涝和其他自然灾害有一定关联。1909年、1931年、1954年、1975年是太阳黑子的双周期，这些双周期在我国刚好就在20世纪4个地震活跃期中，而双周期及其前后又是我国长江、黄淮流域出现特大洪涝或其他自然灾害的时期。当然，太阳活动对地球的这种影响十分复杂，至今还没有整理出比较确切可靠并可资利用的统计规律，其物理机制是怎样的也还没有搞清楚。
我国太阳能分布。太阳能利用具有巨大的潜力。太阳每年辐射到地球表面的能量相当于现在人类年需要能量总和的5000倍。我国各地太阳能年总量大约在33.5×108—83.8×1010J/m2之间，其中大部分地区都在50.2×108J/m2以上。全国有2／3的面积年日照在2000小时以上，华北、西北及青藏高原超过2500小时。我国太阳能资源的时空差异较明显，高值和低值的中心都处在22°N—35°N之间，即青藏高原高值中心和四川盆地低值中心。30°N—40°N地区，太阳能的分布随纬度的增加而增多。40°N以北，自东向西逐渐增加，新疆呈东西向分布。台湾自东北向西南增加。
为便于太阳能资源开发利用，根据以下指标作出太阳能资源利用区划：首先是太阳能资源的年总量，其次是日照时数≥6小时的天数出现最多和最少的月份分布。通常认为在一日内日照时间低于6小时，利用价值不大。以此标准统计后，根据该资源的数量组合情况划分出资源丰富、较丰富、较贫乏和贫乏带。
资源丰富带：主要分布在南疆、甘肃西部、青藏高原大部分和内蒙古高原西部。这些地区年太阳能总量在62.0×108J/m2以上，月平均气温≥10 ℃期间日照时数≥6小时的天数在250—300天以上。
资源较丰富带：主要分布在新疆北部、东北地区大部、内蒙古高原东部、华北平原大部、黄土高原大部、甘肃省南部、青海东部、四川西部、川南滇北的一部分。太阳能年总量在50×108—62×108J/m2之间，月平均气温≥10 ℃期间日照时数≥6小时的天数在200—300天。
资源较贫乏带：主要分布在我国东南部丘陵地区、汉水流域、重庆、贵州西部、云南的东南角、广西大部分、湖南东部和西部。太阳能年总量在42×108—50×108J/m2之间，月平均气温≥10 ℃期间日照时数≥6小时的天数在125—200天之间。
资源贫乏带：主要分布在四川、贵州大部分地区，以成都平原最少。太阳能年总量小于42×108J/m2，月平均气温≥10 ℃期间日照时数≥6小时的天数在125天以下。
与全球比，我国太阳能资源丰富带与同纬度相当或超过，其中青藏高原南部接近世界上太阳能最丰富的撒哈拉沙漠。但太阳能资源贫乏带的四川盆地，则是同纬度最低者
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一、大地的骨架——山脉
山脉是沿某一方向延伸的山岭系统，一般都由几条或多条山岭组成。它们排列有序、脉络分明，犹如大地的骨架。几条走向大致相同的山脉排列在一起，又可构成一个更为巨大的带状山地，叫山系。
世界上著名的山脉有亚洲的喜马拉雅山脉、欧洲的阿尔卑斯山脉、北美洲的科迪勒拉山脉、南美洲的安第斯山脉等。喜马拉雅山脉东西长2400千米，南北宽200多千米，平均海拔在5000米以上。位于南欧的阿尔卑斯山脉，主峰勃朗峰呈掌状向四周延伸，向东延伸的有喀尔巴阡山脉、巴尔干山脉以及高加索山脉；向南延伸的有亚平宁山脉；向东南延伸的有狄那尔阿尔卑斯山脉；向西延伸的有比利牛斯山脉。位于北美西部的科迪勒拉山脉，长7000—8000千米，它的支脉与南美西部的安第斯山脉相接，构成世界上最长的山系（全长1.7万千米）。
喜马拉雅山脉和阿尔卑斯山脉都是世界上最年轻的山脉。据地质考察，在距今约 2.3—0.8亿年的中生代时期，这里还是浩瀚的大海。在这两座大山脉的沉积岩层中，科学工作者曾发现大批代表海洋环境下生长的菊石类和鱼龙等化石。经测定，这些化石是在中生代形成的。更引人注意的是，这两座巍峨的大山至今还在继续上升中。
山脉所在地区也是地壳运动最为剧烈的地方，火山、地震常在这些地区发生。如阿尔卑斯山脉南支亚平宁山脉的维苏威火山、安第斯山脉北段的科帕克西火山，都是世界上著名的大火山。由于山脉海拔特别高，在不同的高度上，自然条件差异很大。雪线以下的高山植被呈垂直分布，雪线以上则常年积雪。即使在赤道地区，山脉的峰顶也是白雪皑皑，寒气刺骨。非洲赤道附近的乞力马扎罗山，海拔5600多米，顶峰布满白雪，人们称之为“赤道雪冠”。
地球陆地的表面，有许多蜿蜒起伏、巍峨奇特的群山。山由山顶、山坡和山麓三个部分组成，平均高度都在海拔500米以上。它们以较小的峰顶面积区别于高原，又以较大的高度区别于丘陵。这些群山层峦叠嶂，群居在一起，形成一个山地大家族。
山地的表面形态奇特多样，有的彼此平行，绵延数千千米；有的相互重叠，犬牙交错，山里套山，山外有山，连绵不断。山地的规模大小也不同，按山的高度分，可分为高山、中山和低山。海拔在3500米以上的称为高山，海拔在1000—3500米的称为中山，海拔低于1000米的称为低山。按山的成因又可分为褶皱山、断层山、褶皱—断层山、火山、侵蚀山等。褶皱山是地壳中的岩层受到水平方向的力的挤压，向上弯曲拱起而形成的。断层山是岩层在受到垂直方向上的力，使岩层发生断裂，然后再被抬升而形成的。喜马拉雅山是典型的褶皱山，江西的庐山是断层山，天山山脉属于褶皱—断层山。
山地是大陆的基本地形，分布十分广泛。尤其是亚欧大陆和南北美洲大陆分布最多。我国的山地大多分布在西部，喜马拉雅山、昆仑山、唐古拉山、天山、阿尔泰山都是著名的大山。
1.褶皱山（folded mountain）
由褶皱岩层构成的山岳地形。这种地形分布广泛。原始的褶皱山是背斜岩层构成山，向斜岩层构成谷，这种地形称为顺地形。但是随着山岳的不断破坏，背斜因顶部岩层软弱，易剥蚀而形成谷地，原来的向斜岩层形成的凹地则因岩层坚硬反而变成山岭。这种地形称为逆地形（或地形倒置）。顺地形的破坏和逆地形的发育既取决于外力作用的强度和地貌演化的阶段，也取决于褶皱构造本身的产状特点和软硬岩层的组合情况。背斜山的保留条件是，褶曲舒缓，起伏不大，坚硬岩层厚，软弱岩层薄。向斜山的发育条件是，褶曲陡峻，起伏很大，软弱岩层厚，坚硬岩层薄。
褶皱山往往沿褶皱方向延伸，其分布和褶皱轴一致。即地形的起伏和岩性密切相关。
褶皱山的地貌因褶皱形式而异。当线状褶曲呈平行排列时，在地貌上表现为岭、谷相间平行排列分布的地形，例如川东的平行岭谷区。在短轴褶曲中褶皱山多呈雁行式排列，短轴的背斜和向斜交替组成倾伏褶曲，在地貌上表现为“之”字形山脊。
地表岩层受垂直或水平方向的构造作用力而形成岩层弯曲的褶皱构造山地。新构造运动作用下形成高大的褶皱构造山系是褶皱地貌中最大的类型。
褶皱构造山可以按构造成因分为静态褶皱构造山地和动态褶皱构造山地。静态褶皱构造山地是指背斜或向斜构造受外力侵蚀作用后形成的山地。由于侵蚀作用的增强与时间长短的区别，又可分为：①原生构造地貌未完全破坏，地貌形态与构造一致的，称为顺地貌。②原生构造地貌基本被破坏，地貌形态与构造不一致的，称为逆地貌。③逆地貌面经侵蚀破坏，使地貌形态再一次与构造一致的，称为再顺地貌。逆地貌类型主要有：单斜构造基础上发育的单面山；发育于背斜轴部或节理较发育处的背斜谷；发育于向斜构造上的向斜山。动态褶皱构造山地是指新生代以后的新构造活动形成的隆起或凹陷构造形成的山地地貌。多在水平挤压力的作用下，地表褶皱隆起而形成山地。如中国西部的一系列横向山地。板块碰撞是其动力作用的基础。
褶皱构造山地常呈弧形分布，延伸数百千米以上。山地的形成和排列都与受力作用方式关系密切。某一方向的水平挤压作用，使弧形顶部向前进方向突出。有些弧形山地不仅地层弯曲，而且常有层间滑动或剪切断层错动，使外弧层背着弧顶方向移动，内弧层向弧顶方向移动，因而在褶皱构造山的外侧形成剪切断层，一端是左旋运动，一端是右旋运动。中国宁夏南部褶皱山地的弧形顶突向东北，层面倾向西南，第三纪地层向东北推挤或仰冲断层为压性、压扭性，西北段为左旋水平运动。宁夏南部褶曲山地成因与青藏高原隆起有密切关系。
2.单面山
指由单斜岩层构成的山岳。单面山沿岩层走向延伸，两坡不对称，一坡与岩层面一致，长而缓，称为单面山的后坡（或构造坡）；另一坡与岩层面近乎垂直，短而陡，一般是外力作用沿岩层裂隙破坏而成，称为单面山的前坡（或剥蚀坡）。
当岩层倾角超过30°时，构造面控制的后坡同由侵蚀造成的前坡的坡度和长度都近于对称的，称为猪背脊。猪背脊几乎全由坚硬岩层构成，山脊走线非常平直，被顺向河穿凿的地方，常形成深狭的峡谷。
单面山和猪背脊多出现在大的构造盆地边缘或舒缓的穹窿、背斜和向斜构造的翼上。软硬交互的岩层经侵蚀、剥蚀后，多出现这种单斜地貌。
3.断块山
指由于断裂构造而造成的块状山岳地形。断层的出现可以是单一的，也可以是成组的。成组的断层走向多半是平行排列的，使地壳断裂成块，产生阶梯构造，或者形成地垒或地堑。
最初形成的断块山具有完整的断层面及明显的断层线，断块山山坡陡峻、边线平直，与相邻盆地之间没有过渡的缓冲地带，常常急转直下。后来不断遭受侵蚀，原始断层面受到破坏，山坡后退，并形成山前断层三角面。
断块山大多成群分布，有时单独存在，其分布受断层排列方向的控制。
4.方山
属水平构造地貌。指山顶平、山坡陡的山体。软硬相间的水平岩层，其顶部由坚硬岩层覆盖，由于差别剥蚀的结果，顶部岩层因抗蚀性强而仍保持平坦状态，并形成崖壁直下的陡坡。而下部因岩层抗蚀性差而形成斜坡，在我国龙泉山和华蓥山之间的川中地区，有典型的方山丘陵。丘陵的平顶由坚硬的红色砂岩构成，陡坡为紫红色页岩被风化剥蚀后造成。
早古生代包括寒武纪、奥陶纪和志留纪，在这一阶段中所发生的构造运动统称为“加里东”运动，这一时期也叫加里东构造期。
寒武纪时最主要的地壳变动为升降运动。自下寒武纪开始海侵，中寒武纪海侵达到最高峰，海水侵入阿拉伯陆台和印度陆台的北部；到上寒武纪时，由于有些地方陆地开始上升，故海水面积相对缩小，特别在西伯利亚陆台。寒武纪时，亚洲各大地槽带都沉积有砂岩和石灰岩等地层。志留纪时，在陆台区和中央哈萨克斯坦等大地槽区，有大规模的海侵。整个寒武纪和志留纪末期以前，亚洲陆台基本上是沉降时代和海水侵入时代，这是加里东运动的前半期。
志留纪末泥盆纪初，亚洲的很多地区发生了褶皱运动。在原来的许多大地槽中，发生了大规模的海水后退，形成众多高山。这一阶段是加里东运动的后半期，亦即造山时期。贝加尔湖沿岸诸山、东萨彦岭、西萨彦岭、叶尼塞山脉、库兹涅茨阿拉套山、阿尔泰山、唐努乌拉山、杭爱山以及我国华南的加里东褶皱带，都是这一阶段形成的。至此，亚洲原有的地槽缩小了，而陆台却扩大了。
海西构造期，包括泥盆纪、石炭纪和二叠纪。当加里东运动因褶皱造山而终结后，即转入整个地壳比较稳静的泥盆纪，这时没有褶皱运动，只有升降运动。因此在加里东造山带上，形成了许多陷落盆地群，如库兹涅茨盆地、米努辛斯克盆地。在这些盆地里，后来都沉积有泥盆纪、石炭纪和二叠纪地层。泥盆纪末期，海侵现象又为陆地上升所代替，但到下石炭纪时，在大地槽和地台上，又有大规模的海侵，一直延到中石炭纪，这一时期为海西运动的前半期。
中石炭纪开始海退，接着在中石炭纪和上石炭纪之间，就开始了海西褶皱运动。这个造山运动在二叠纪结束，从石炭纪末到二叠纪，为海西运动的后半期。海西运动形成的山脉主要有乌拉尔山脉和哈萨克斯坦、蒙古、长白—兴安褶皱带、秦岭—昆仑褶皱带、祁连山、天山等。海西褶皱运动，将俄罗斯地块和西伯利亚地块连接起来，这样就形成了亚欧大陆的雏形。至此，亚洲大陆的面积又一次扩展，而地槽却又一次缩小了。
海西构造期形成的山脉和加里东构造期形成的山脉都可称之为旧褶皱山，由于山脉硬化较早，久经侵蚀，地势已大为降低；而今日的地形，主要是阿尔卑斯期以后所隆起的山块。
阿尔卑斯构造期包括整个中生代和新生代，其中包含两个褶皱运动，即太平洋运动和喜马拉雅运动。
太平洋运动（印支运动）是中生代的地壳运动，也叫旧阿尔卑斯运动。在我国发生在二叠纪的叫印支运动，发生在侏罗、白垩纪的叫燕山运动。太平洋运动形成的山脉主要有维尔霍扬斯克山脉、科累马山脉、外贝加尔东部山脉、锡霍特山脉、中南半岛东部山脉以及喀喇昆仑山脉、闽浙太平洋褶皱带等。经过这次运动，除喜马拉雅地槽等个别地区外，海水都退出了大陆，分散的陆块连结起来，一些古生代褶皱带，在印支运动中重新活动，普遍发生基底褶皱。从此，亚洲山地地形占了优势。
喜马拉雅运动也叫新阿尔卑斯运动，主要为新生代第三纪的褶皱运动，其褶皱期自白垩纪到晚第三纪，形成了世界上最年轻、最雄伟的山脉。它分成两带，一为喜马拉雅—阿尔卑斯褶皱带，西起小亚细亚半岛，经高加索、伊朗、西藏、中南半岛西部、安达曼群岛和尼科巴群岛，并通过苏门答腊、爪哇岛与另一带——东亚岛弧带相接。东亚岛弧带，北起科里亚克山脉，向南经堪察加半岛、千岛群岛、萨哈林岛（库页岛）、日本列岛、琉球群岛、台湾岛，直至菲律宾群岛。
第三纪造山运动的结果，亚洲大陆已接近现在的形态。西藏和横断山区发生强烈的块状上升，形成世界上最大的高原。随着青藏高原的上升，柴达木断裂下陷，形成为大型山间盆地。许多旧褶皱带，如阿尔泰山、天山、秦岭等也有强烈的线状隆起和断裂。
第四纪初期以来，亚洲各地升降运动仍在继续，这就是新构造运动，隆起和沉降对亚洲巨地形的形成有重大意义。喜马拉雅山与青藏高原以及云贵高原在第四纪至少升高了一二千米，现在喜马拉雅山每年仍以1.8厘米的速度上升着。白令海、鄂霍次克海、日本海、红海以及贝加尔湖和死海地沟等，都是第四纪以来由沉陷而形成的。
5.火山活动
自古以来，人们就注意火山活动的现象。黑龙江省德都县五大连池共有14座火山，其中有两座火山——火烧山和老黑山，曾于康熙五十八年和五十九年（1719年和1720年）有过喷发活动，其事分别记载于《黑龙江外记》和《宁古塔记略》中。书中说：“一日地中忽出火，石块飞腾，声振四野。”“烟火冲天，其声如雷，昼夜不绝，声闻五六十里……热气逼人三十余里。”由于这次喷发，熔岩堵塞了附近的白河河道，形成了五个湖泊，故称为五大连池。目前，五大连池地区已划为国家自然保护区，有“火山博物馆”之称。
1951年5月27日，在新疆于田东苏巴什以南的昆仑山克里雅河附近曾有一次火山喷发活动。1980年7月7日，台湾屏东县鲤鱼山火山曾经爆发。
根据火山活动情况，一般分为：活火山——现在尚在活动或周期性不断活动的火山；休眠火山——有史以来曾经活动，但长期以来处于静止状态的火山；死火山——史前曾经喷发，但有史以来未活动的火山。这种分法是相对的，而不是绝对的。例如，意大利维苏威火山是世界有名的火山，过去曾被认为是一座不活动的火山，但于公元1979年8月24日突然强烈喷发，造成极大灾害。还有些从来没有过火山活动的地方，也会产生新的火山。如1943年2月20日，在墨西哥城西方300 km多的一片玉米地里，忽然出现裂缝冒烟，继而强烈喷发，到1944年1月已形成一座高450 m的火山，这就是有名的帕里库廷火山。在大洋底也经常形成新火山。
由此可见，过去、现在和将来，火山活动都是地壳运动的一种形式。但火山活动的规模、强度和类型往往发生变化，随着地球的演化和地壳的加厚，火山活动有逐渐减弱的趋势。
二、火山构造
火山构造或称火山机构，包括火山通道、火山锥、火山口等。
1.火山通道
是岩浆由地下上升的通道。这种通道既可以是许多条断裂，在地质历史早期，岩浆往往以这些裂隙为通道，称裂隙式喷发；这种通道也可以是由若干条断裂交会而成的管状通道，称为火山管，岩浆沿着火山管向上喷发，称为中心式喷发，现代火山大部分属这种类型。火山通道在火山喷发以后往往被熔岩或碎屑堵塞起来，如果地表遭受风化，填充火山管的物质可以凸起形成峻拔的山峰，也可相对凹下（视其岩性软硬而定），这种填充和形成于火山管的岩石称为岩颈。
2.火山锥
火山喷出物大部分在火山口周围堆积下来，一般呈圆锥形。典型的火山锥，其上半部坡度较陡，可达30°—40°，下部则逐渐平缓。由于火山锥由多次喷发形成，故往往是火山碎屑物与熔岩交互成层。这种火山锥称为层状火山锥。其中碎屑物的粒度常随距火山口的远近而变化，大块碎屑堆在火山口周围，细粒碎屑则堆在较远的地方。围绕火山口还常常因火山喷发形成环状或放射状裂隙，随后裂隙中被熔岩填充，形成环状或放射状岩墙群。有的火山锥是主要由熔岩构成的，坡度很缓，如同盾状，称为盾状火山。
一个火山锥形成以后，由于不断发生火山活动，往往在原来的火山口上形成较小的火山锥，或者在火山锥的山坡上出现许多小火山锥，后者称为寄生火山锥。如意大利西西里岛上的埃特纳火山（3700 m）共有300多个寄生火山锥。
3.火山口
位于火山锥顶部或其旁侧的漏斗形喷口，称为火山口。火山经过多次爆发，火山口不断碎裂扩大，或由地下岩浆冷却收缩，不断塌陷，可以形成巨大的火山口，称为破火口。如日本阿苏山破火口南北长23 km，东西长16 km，好像一个小盆地或小平原，称为火口原。火口原上还往往分布着若干村落。火山口中积水成湖叫火口湖，如长白山主峰白头山顶上的天池（周围11.3 km，深313 m）、广东湛江的游览胜地湖光岩，都是有名的火口湖。
三、近代火山分布规律
全世界大约有2000座死火山，516座活火山，（据F.M.巴拉德）大体呈带状分布。
1.环太平洋火山带
现在已知有319座活火山分布于环太平洋带，占世界活火山总数的62％，其中西带（从阿拉斯加起，经阿留申群岛、堪察加半岛、千岛群岛、日本群岛、我国台湾、菲律宾群岛、印度尼西亚诸岛，直到新西兰岛）占45％，构成西太平洋火山岛弧。其中东带（从南美西岸的安第斯山起，经中美、北美西部的科迪勒拉山脉至阿拉斯加）占17％。这东西二带构成所谓“环太平洋火圈”。在环太平洋火山岛弧或火山链的靠近大洋一侧，称为安山岩线，在这条线的大陆一侧多喷发中酸性熔浆（安山岩、流纹岩），在向海洋一侧则以喷发基性熔浆（玄武岩）为主。世界最高的活火山（厄瓜多尔的科托帕克希火山，5896 m）和世界最高的死火山（安第斯山中阿根廷的阿空加瓜火山，6964 m）以及著名的富士山（3776 m）等都分布在这条火山带上。
2.阿尔卑斯—喜马拉雅火山带
又称地中海火山带，横贯欧亚大陆南部（西起伊比利亚半岛，经意大利、希腊、土耳其、伊朗，东至喜马拉雅山脉，南则至孟加拉湾，与太平洋火山带相汇合），已知有94座活火山分布于此带上，占世界活火山总数的18％。
3.大西洋海岭火山带
北起冰岛，经亚速尔群岛、佛得角群岛至圣保罗岛，有活火山42个；另外9个分布于小安的列斯岛弧上，大西洋活火山占世界活火山总数的10％。
此外，还有一些活火山分布于太平洋、印度洋、南极洲和非洲大裂谷，约占10％。其中非洲大裂谷上共有7座活火山，亦可称为东非火山带，如坦桑尼亚的乞力马扎罗山（5895 m）是东非有名的火山。
我国近代火山多属于死火山或休眠火山，活火山为数不多，据不完全统计火山锥约有900座。因我国东部（北起黑龙江、吉林，经内蒙、河北、山西、山东、江苏、安徽、台湾至广东省的雷州半岛和海南岛）属于环太平洋西带范畴，所以多有火山分布。其中只有台湾的鲤鱼山最近尚在活动，而黑龙江的五大连池、查哈彦火山、长白山上的白头山、山西的大同火山、台湾的大屯火山等都处于休眠状态。
另外，云南腾冲有8个火山群，新疆南部昆仑山中也有火山，这些都属于阿尔卑斯—喜马拉雅火山带的范围。
（摘自《地质学基础》宋春青、张振春）
中国主要山脉及其最高峰简表
山脉名称
成因类型
长度(千米)
海拔(米)
最高峰和海拔(米)
备注
阿尔泰山脉
褶皱断块山
2000
3000
友谊峰 4374
天山山脉
褶皱断块山
2500
5000
托木尔峰 7443
阿尔金山脉
褶皱断块山
750
4000
苏拉木塔格 6295
祁连山脉
褶皱断块山
1000
4000
祁连山 5547
甘肃省最高峰
疏勒南山
褶皱断块山
200
4000
岗则吾结 5826
昆仑山脉
褶皱山
2500
5000
公格尔山 7649
阿尔喀山
褶皱山
300
5000
布喀达坂峰 6860
青海省最高峰
可可西里山脉
褶皱山
500
6000
岗扎日 6305
巴颜喀拉山脉
褶皱山
780
5000
果洛山 5369
阿尼玛卿山
褶皱山
360
5000
玛积雪山 6282
唐古拉山脉
褶皱断块山
700
6000
各拉丹冬 6621
长江发源地
冈底斯山脉
褶皱山
1100
6000
罗波峰 7095
念青唐古拉山脉
断块山
700
6000
念青唐古拉峰7162
喀喇昆仑山脉
年青褶皱山
550
6000
乔戈里峰 8611
新疆最高峰
喜马拉雅山脉
年青褶皱山
2450
6000
珠穆朗玛峰 8848
全国最高峰
横断山脉
断块山
900
4000
贡嘎山 7556
四川省最高峰
怒山
断块山
400
4000
梅里雪山 6740
云南省最高峰
沙鲁里山
断块山
700
4000
雀儿山 6168
大雪山
断块山
350
5000
贡嘎山 7556
四川省最高山
无量山
断块山
270
1600
猫头山 3306
哀牢山
断块山
400
1600
哀牢山 3165
乌蒙山
褶皱山
250
2000
韭菜坪 2900
贵州省最高峰
武陵山
褶皱山
420
1000
凤凰山 2570
大巴山脉
褶皱山
1000
2000
摩天岭 4072
大巴山
褶皱山
300
2000
大神农架顶 3052
湖北省最高峰
秦岭
褶皱断块山
1100
2000
太白山 3767
陕西省最高峰
华山
断块山
120
1500
草链岭 2645
大别山
褶皱断块山
270
1000
霍山 1774
六盘山
褶皱山
240
2000
米缸山 2942
贺兰山
褶皱断块山
150
2000
贺兰山 3554
宁夏最高峰
阴山山脉
断块山
1000
1500
呼和巴什格 2364
大兴安岭
褶皱断块山
1200
1100
黄岗梁 2036
黑龙江最高峰
小兴安岭
褶皱断块山
400
500
平顶山 1429
长白山脉
褶皱山
700
1000
白云峰 2691
吉林省最高峰
张广才岭
褶皱山
240
800
大秃顶子 1780
龙岗山
褶皱山
250
700
岗山 1347
辽宁省最高峰
燕山
褶皱断块山
300
1000
雾灵山 2116
太行山脉
褶皱断块山
700
1000
小五台山 2882
河北省最高峰
西山
褶皱断块山
75
1000
东灵山 2303
北京市最高峰
五台山
断块山
120
2500
五台山 3058
山西省最高峰
吕梁山脉
褶皱断块山
500
1500
南阳山 2830
泰山
断块山
200
1000
玉皇顶 1532
山东省最高峰
云台山
断块山
30
300
云台山 625
江苏省最高峰
天马山
断块山
2
50
天马山 98
上海市最高峰
天目山
褶皱断块山
150
1000
清凉峰 1787
洞官山
褶皱山
100
1100
黄茅尖 1920
浙江省最高峰
武夷山脉
褶皱山
500
1000
黄岗山 2157
福建和江西最高峰
黄山
断块山
80
1000
莲花峰 1873
安徽省最高峰
罗霄山
褶皱山
400
1000
南风面 2120
湖南省最高峰
雪峰山
褶皱山
350
1000
苏宝顶 1934
南岭
断块山
550
1000
苗儿山 2141
广西最高峰
瑶山
断块山
50
1000
石坑崆 1902
广东省最高峰
五指山
断块山
130
1000
五指山 1867
海南省最高峰
莲花山
褶皱断块山
250
800
铜鼓嶂 1559
中央山
年青褶皱山
300
3000
秀姑峦山3833
玉山
年青褶皱山
280
3000
玉山3997
台湾省最高峰
阿里山
年青褶皱山
300
1500
大塔山2663
台东山
年青断块山
120
500
新港山1682
注：
①阿尔泰山脉、天山山脉、喜马拉雅山脉、喀喇昆仑山脉的长度均包括国外部分。
②海拔高度按1９5６年黄海高程系计。
③长度按直线距离计。

备课资料
一、世界气候的分布有什么规律？它的成因是什么？
世界气候的分布规律，直接表现在各气候类型的排列组合上。一般可分为纬度地带性、非纬度地带性和垂直地带性三方面。
（1）纬度地带性。这是世界气候分布的基本规律。它是地带性因素造成的，即由太阳光热在地球表面的不均衡分布引起的热力差异和由此产生的全球性气压带、风带及其季节移动，而导致各气候类型普遍具有按纬度更替的趋向。地球表面被划分为五个基本气候带，它是按得到太阳光热的多少来分的，以回归线和极圈为界线，这就是通常所说的纬度带。另外，以最热月平均温度10 ℃等温线和最冷月平均气温18 ℃等温线作为划分寒、温、热三带的界线，这种气候带，称之为温度带。基本上也是按纬度划分，沿纬向伸展的。
气候的纬度地带性，在大陆的低纬和高纬地带表现得尤为明显，因为这两个纬度地带，冷与暖的矛盾处于比较稳定有常的状态。前者接受的太阳光热多，暖空气是矛盾的主要方面，全年高温，长夏无冬；后者接受的太阳光热少，冷空气是矛盾的主要方面，全年低温，长冬无夏。因而在这两个纬度地带，各气候类型都按纬度南北更替，多呈带状分布，有的甚至横跨大陆东西。例如：在低纬度地带，在各大陆的赤道两侧是赤道多雨气候；在赤道多雨气候区的两侧，是热带干湿季气候；从热带干湿季气候区向外，大致在南、北回归线两侧的大陆内部直到大陆西岸，属热带干旱与半干旱气候。高纬度地带的极地冰原气候、极地长寒气候和亚寒带大陆性气候等，都是体现纬度地带性较显著的气候类型。从各大陆来说，非洲气候纬度地带性最为突出。因为它的轮廓较之其他大陆单一，地面起伏不大，而且主要位于低纬热带地区，其气候类型按纬度更替，排列近乎对称。亚欧大陆和北美大陆北部地处高纬，陆地宽广，气候纬度地带性也表现明显，各气候类型从北向南依次更替，特别是极地长寒气候和亚寒带大陆性气候均呈带状分布，横贯大陆东西。
（2）非纬度地带性。由于海陆分布、洋流、地形等非地带性因素的作用，不同程度地破坏了气候的纬度地带性，使同一纬度地带的气候，出现西岸、内陆和东岸的差异，由不同地形条件引起的地区差异，以及海洋性气候和大陆性气候的差异。尤其是在中纬度地区最为明显，因为中纬地区，冷暖空气经常处于斗争转化状态，气温、降水等季节变化和非周期变化都十分明显。北半球中纬地区陆地面积特别宽广，因此海洋性气候与大陆性气候对比显著，大陆性气候尤为明显，大陆东西岸产生有规律的差异。
在中纬地带各大陆西岸，都以温带海洋性气候—地中海气候—热带干旱气候的次序更替，并在高纬地带与亚寒带大陆性气候相接，在低纬地带与热带干湿季气候相连。在大陆东岸相应地区，亚欧大陆东部为温带季风气候、亚热带季风气候和热带季风气候。北美大陆由于面积较亚欧大陆小，冬夏海陆热力差异不如亚欧大陆强烈，海陆间季风环流不如亚欧大陆明显，因而北美大陆东岸的气候类型相应为温带大陆性湿润气候、亚热带湿润气候和热带海洋性气候。至于南半球，大陆面积不广，南美大陆向温带纬度紧缩，非洲和澳大利亚大陆又没有南伸到南纬40°以南的陆地，所以大陆东岸不出现季风型气候，气候类型构成不完整，分布也较局限。
在中纬远离海洋的广大内陆地区，终年为极地大陆气团和热带大陆气团所控制，具有典型的大陆性气候特征。按所处纬度高低，分属温带大陆性干旱半干旱气候和亚热带大陆性干旱半干旱气候。
（3）气候的垂直地带性。高耸庞大的山地，在气候上表现出独特的垂直地带性。其高度变化如同纬度变化，但山地垂直气候带与水平纬度带在成因上和具体特征上，并不完全相同，山地垂直分带的多寡和顺序，主要取决于山地的高度和所处的纬度。有足够高度的赤道地区的高山，具备有最完整、复杂的垂直分带图谱，而高纬苔原地带的高山，垂直分带的图谱最为简单。另外，处于同一纬度地带的山地，距海远近或坡向不同，其垂直分带的开端和顺序也有极大差异。
二、海陆分布对气候的影响
海洋占地球总面积的71%，陆地仅占29%，所以海陆差异是下垫面最大和最基本的差异。海洋和大陆由于物理性质不同，在同样的辐射之下，它们的增温和冷却有着很大的差异。冬季，大陆气温低于海洋；夏季，大陆气温高于海洋。
从海平面对流层上层，1月份陆上气温比大洋上气温低；7月份相反。两者的差值，7月比1月大；低层比高层大，陆上年较差大于海洋上年较差。
海陆对气压和风也有明显的影响。气压分布随气温分布而变化。夏季，大陆是热源，海洋为冷源，因此陆上气压低，海上气压高，风从海洋吹向大陆；冬季，海洋是热源，大陆为冷源，海上气压低，陆上气压高，风从陆上吹向海洋。此外，海陆对湿度、云量、雾和降水量都有很大的影响。
海陆对气候影响显著，在地球上形成了差别很大的大陆性气候和海洋性气候。
海洋性气候与大陆性气候的差别，在气温方面的表现为：大陆性气候的特点是变化快、变化大，因此大陆性气候的日较差、年较差数值都较大；而海洋性气候则相反。大陆性气候最高温出现在7月，最低温出现在1月，海洋性气候一般最高温出现在8月，最低温出现在2月，气温变化落后于大陆。在同一纬度，春夏的气温，陆上较高，海上较低；相反，冬秋的气温，陆上较低，海上较高。从而大陆性气候具有春温高于秋温的特点，而海洋性气候则有秋温高于春温的特点。在湿度和降水方面，海洋性气候的特征是相对湿度较大，相对湿度年变化小，云量多，降水量多，降水的年变化小，秋冬降水较多；而大陆性气候的特色是，相对湿度较小，相对湿度的年变化大，云量少，晴天多，降水量少，降水的年变化大，夏季降水较多。大陆性气候与海洋性气候的区别可概括为下表。
大陆性气候与海洋性气候比较
项目
气温日较差
气温年较差
月最高气温
月最低气温
春温—秋温4—10月
年降水分配
云量
大陆性
大
大
7月
1月
正值
不均匀
较低
海洋性
小
小
8月
2月
负值
均匀
较高
三、气候类型的判断
世界气候类型的判断主要根据气温、降水这两个主导要素进行，先根据气温，再根据降水的步骤来分析，简便易行。
判断方法和步骤（以北半球为例）：
第一步：以1月平均气温15 ℃和0 ℃两个数值极限，把12种气候类型（除高原气候和山地气候）缩小到三个范围内：
大于15 ℃的属于热带的四种气候类型。（≥15 ℃）
小于15 ℃大于0 ℃（0 ℃＜T＜15 ℃）的属于亚热带季风气候、地中海气候、温带海洋性气候三种类型。
小于0 ℃的属于温带大陆性气候、温带季风气候、亚寒带大陆性气候、苔原气候、冰原气候五种类型。
第二步：把上面划分出来的1月平均气温小于0 ℃的五种气候类型，再以7月平均气温18 ℃、10 ℃、0 ℃三个数值直接判断出三个类型：
大于18 ℃的属于温带大陆性气候和温带季风气候两种类型，其中温带大陆性气候的年较差在25 ℃以上。
10 ℃＜T＜18 ℃的属于亚寒带大陆性气候。
0 ℃＜T＜10 ℃的属于苔原气候，小于0 ℃的属于冰原气候。
第三步：根据降水量的月份分配和年降水量，判断余下的9种气候类型。
热带的四种气候类型：因气温均在15 ℃以上，主要区别于降水。
热带雨林气候：各月降水几乎都在100 mm以上，最小月都有50 mm以上，年降水量都在2000 mm以上。
热带沙漠气候：各月降水量都稀少或没有，年降水量（一般）在125 mm以下。
热带草原（萨瓦纳）气候和热带季风气候：这两种气候都是夏季降水多，冬季降水少，主要区别于降水的月份分配。热带草原气候：月降水量达到或超过200 mm的月份少于3个月，年总降水量在750—1000 mm；热带季风气候：月降水量达到或超过200 mm的月份多于3个月，年总降水量在1500—2000 mm。
亚热带季风气候、地中海气候、温带海洋性气候三种，1月均温都在0—15 ℃，降水量的主要区别是：
亚热带季风气候：夏季降水多、冬季降水少，年降水量在800—1600 mm（夏雨型）；
地中海气候：冬季降水多，夏季降水少，年降水量在300—1000 mm（冬雨型）；
温带海洋性气候：各月降水较均匀，气温年较差也较小，年降水量在700—1000 mm。
温带大陆性气候，温带季风气候的降水量都是夏季多，冬季少。主要区别是月降水量≥100 mm的月份数。
温带大陆性气候：月降水量≥100 mm的月份数＜两个月，年总降水量在200 mm左右。
温带季风气候：月降水量≥100 mm的月份数≥两个月，年总降水量在500—1000 mm左右。
上述方法只适用于各典型气候类型的判断，对于各种因素影响的气候或过渡性的地区气候有不同的变化。
位置
气候类型
气候成因
气候特点
热带
赤道附近南北纬10°之间
热带雨林气候
地处赤道附近，终年受赤道低气压带控制
终年高温多雨
10°N—25°N大陆东岸
热带季风气候
（南亚）季风环流控制
终年高温，旱雨季明显
南北纬10°—南北回归线之间大陆中西部地区
热带草原气候
受赤道低压带（夏）和信风带（冬）交替控制
终年高温，干湿季明显
南北回归线—南北纬30°大陆中西部地区
热带沙漠气候
受信风带和副热带高压带控制
常年炎热干燥
亚热带
南北纬25°—35°大陆东岸
亚热带季风（季风性湿润）气候
（东亚）季风环流控制
夏季高温多雨，冬季低温少雨
南北纬30°—40°大陆西岸
地中海气候
受副热带高压带（夏）和西风带（冬）交替控制
夏季炎热干燥，冬季温暖多雨
温带
北纬35°—50°大陆东岸
温带季风气候
（东亚）季风环流控制
夏季温暖多雨，冬季寒冷干燥
南北纬40°—60°大陆西岸
温带海洋性气候
终年受西风带控制
终年温暖湿润
温带大陆内部
温带大陆性气候
地处温带大陆内部
冬冷夏热，年温差大；降水较少，集中夏季
亚寒带
亚寒带针叶林气候
受副极地低压带控制
冬长寒，夏短暖，降水较少（夏雨较多）
寒带
极地气候
苔原气候
受极地东风带和极地高压带控制
终年严寒降水稀少
冰原气候
高山（原）地区
高山气候
随海拔高度产生气温降水的垂直变化
四、气压带和风带图的综合运用
高中地理上册“地球上的气压带和风带”是揭示全球大气环流的一幅图示，该图虽是理想状态下（下垫面均一等条件）地球表面气压带和风带的模拟图，但在整套教材中居重要地位，许多地理事物的形成和分布都与之密切相关。在地理教学中，用对比或演绎的方法充分运用该图，不仅能揭示地理环境各要素之间的内在联系，加深对地理规律的理解和应用，而且能通过合理的想象与推论，使学生自觉地认识和探索地理事物，从而培养其分析问题和解决问题的能力。
（选自《地理教育》1999年第5期）陈月平 李万涛）
以下是有关“气压带和风带”的综合运用实例。
1.对比运用
（1）气压带和风带图（图1）与降水类型、降水分布图的对比

图1 地球上的气压带和风带 图2

图3 锋面雨示意图 图4
降水类型按空气上升运动的成因分为四种，其中对流雨（图2）和锋面雨（图3）分别在赤道和温带地区较多。把图2和图3移植在图1上，便能绘出全球的降水带分布图（图4），将图4与“全球年降水量随纬度变化的一般情况”（图5）对比，很容易得出世界降水量分布的规律：低气压带、气流上升的地带为多雨带，高气压带、气流下沉的地带为少雨带。
（2）图1与理想大陆自然带的对比
图5
自然带是在一定热量和水分条件下形成的，由于气压带和风带直接影响着各地降水量的多少，因此，在不同纬度水热条件的组合中，气压带和风带起着非常重要的作用。将图1与简化的理想大陆自然带分布图叠加（图6），即可看出热带雨林带（a）与赤道低气压带、热带荒漠带（b）与副热带高压带等基本是一一对应的，而热带雨林带在大陆东岸向南北延伸，热带荒漠带直逼大陆西岸则与信风的风向相关。此外，热带草原带（c）和亚热带常绿硬叶林（d）的形成和分布又与气压带、风带的季节移动有关。如此对比，学生一目了然。
图6
（3）图1与海洋表面盐度、洋流模式分布图的比较
海水表面盐度的高低受多种因素的制约，但最主要的还是降水量与蒸发量的对比关系。蒸发量的高低通常随纬度的增加而降低，而降水量则与气压带密切相关，如图7，世界海洋表面盐度最高的是副热带高压带控制下的副热带海区，盐度较低的是赤道低气压带控制下的赤道海域以及副极地低压带控制下的海域。
图7
图8
世界洋流模式图中的西风漂流、南北赤道暖流等均为风海流，将这些风海流与全球风带图叠加（图8），就会发现它们与信风和西风的方向是一致的，学生只要掌握了地球风带的分布规律就能推导出洋流模式图，进而为学习太平洋和大西洋洋流奠定基础。
2.动态演绎
如前所述，气压带和风带图是理想状态下的模拟图，当我们以动态方式作出某种假设时，该图将会出现什么变化呢？
假设1：图1中出现大片陆地
由于海陆热力差异的影响，冬季陆地气温低于海洋，中高纬大陆内部形成冷高压，冷高压在大陆内部发育强盛，以至切断了副极地低气压带，使其仅保留在海面上（图9）。夏季，大陆气温高形成低压中心，强大的热低压又切断了副热带高气压带（图10）。

图9 图10
将图9、图10分别与世界“1月份海平面等压线分布图”，“7月份海平面分布图”比较，就不难理解冬季副极地低压带收缩为阿留申低压和冰岛低压，夏季副热带高压带演变成夏威夷高压和亚速尔高压的原因。
假设2：图1中出现陆地和高大山脉
由于高大山脉会阻挡近地面气流的运动，所以在图11中，A、B两山脉为东西走向，与盛行西风平行，海洋气流能长驱直入，深入大陆内部，甲地降水多于乙地（类似于欧洲）。而山脉C则为南北走向。该山脉低纬部分两侧为背风坡，形成热带沙漠，中纬部分盛行西风；山脉西侧为迎风坡，降水丰沛，分布着温带森林；山脉东侧为雨影区，形成温带荒漠，该情形与安第斯山脉两侧相同。

图11 图12
假设3：图1中出现陆地、河流、农业
河流主要依赖降水补给，河流流量的大小取决于流域降水量的多少。如图12，位于赤道低压带的河流（以A为代表），通常水量丰富，世界流量最大的两条河流——亚马孙河、刚果河都在此区域。位于副热带高压带的河流（以C为代表），一般数量少且流量小，非洲撒哈拉沙漠、澳大利亚中部甚至出现大面积的无流区。此带也有较大的河流，如长江、拉普拉塔河等，但都位于大陆东岸的季风气候区（以D为代表）。
与水热条件相适应，在平原条件下，A河流域盛产木材或种植热带经济作物水稻、甘蔗等，B河流域以畜牧业、小麦、马铃薯等农作物为主，前者广泛分布于非洲几内亚湾沿岸、东南亚、巴西等地，后者以西欧为代表。
从以上实例可以看出，气压带和风带的对比演绎在教学中具有很强的实用性，其范围应用已不仅限于气候。用该图进行综合教学的最大优势在于它能揭示许多地理事物的分布规律，给学生一个明确的思路，使其按逻辑思维的模式逐步推论得出结果，而不是死记硬背。此外，该图对某些教学难点的突破也大有益处，如“海陆分布对大气环流的影响”一直是困扰教师和学生的难点内容，采用假设1，对照图9、图10加以说明，问题便迎刃而解，教学效果十分理想。
综合运用气压带和风带图，需要注意三方面问题：
（1）注意该图使用的前提条件和范围，哪些是水平图、立体图，何处是海洋或陆地必须给学生交代清楚。
（2）注意一般规律与特殊现象的关系，本文所列地理现象多为普遍规律，是学生学习的重点，然而客观存在的特殊现象，如自然带中的非地带性现象，副热带高压带中的亚热带季风性湿润气候等也应在教学中加以说明，以免学生误解。
（3）注意该图使用的时间，本文所列图示可先在新课相应章节中使用，然后在期末复习时整体推出，使学生在复杂的地理现象中梳理出清晰的脉络，对地理环境的整体性有更高的认识。
五、关于大气环流
就水平尺度而言，有某大地区（例如欧亚地区）、某半球或全球范围的大气环流；就铅直尺度而言，有对流层、平流层、中层或整个大气圈的大气环流，就时间尺度而言，有一至几天、一月、一季、半年、一年的直至多年平均的大气环流。它既是地—气系统进行热量、水分、角动量等的交换和能量转换的重要机制，又是这些物理量的输送、平衡和转换的重要结果（见大气角动量平衡、大气环流的能量平衡和转换）。研究大气环流的特征及其形成、维持、变化和作用，掌握其规律，对于改进和提高天气预报的准确率、研究气候形成的理论，以及为更有效地利用气候资源提供可靠的物理依据，都具有重要的意义。
平均环流 大气运动的根本能源是太阳辐射能。由于地球的自转和公转，且因其赤道面和黄道面有23°26′的交角，所以低纬度地区比高纬度地区受热多，因而低纬度大气较高纬度大气暖。高低纬度之间的温度差异，是造成大气运行的基本因素。这种温度差异有着明显的季节性变化，大气环流的特征也随季节而变。
纬向环流 就平均情况而言，无论南半球或北半球，大气环流的最基本性状是大气大体上沿纬圈方向绕地极的运行。这在南半球更为显著。由全球沿纬圈平均的东西向风速分布图，可更清楚地看出平均纬向环流的特点。
在对流层，低纬度地区常盛行东风，称为东风带，又称信风带（在北半球为东北信风，在南半球为东南信风），其范围随高度减小；中高纬度地区则盛行西风，称为西风带，其所跨的纬度，除低层外均较东风带为宽。中纬度地区，西风的强度随高度迅速增大，最大风速出现在纬度30°—45°上空的200百帕附近，称为行星西风急流；极地附近，低层存在较浅薄的弱东风，称极地东风带。平均说来，在低层，极地东风有偏向中纬度吹的分量，中高纬度地区的西风有向高纬度和极地吹的分量，低纬度地区的东风有向赤道吹的分量。这些平均风带总称为行星风系，其范围和强度有明显的季节性变化。
在平流层，冬半球为西风环流，夏半球为东风环流，在春秋过渡季节里，高纬度地区为西风，低纬度地区为东风。无论西风或东风，都随高度增强，强度都较对流层里的大。另外，在赤道附近的上空，东西风的交替，还存在准两年的周期性变化（见平流层和中层大气环流）。
经圈环流 由大气在南北方向和铅直方向的平均运动所构成的平均环流，每个半球都存在三个经圈环流：（1）低纬度的正环流（或称直接环流），是G.哈得来在1735年最先提出的，故称为哈得来环流；（2）中纬度的逆环流（或称间接环流），是W.费雷尔在1856年最先提出的，故称为费雷尔环流；（3）极区的正环流，它比较弱，称为极地环流。哈得来环流和费雷尔环流的下沉气流区和副热带高压带的平均纬度相吻合，而费雷尔环流和极地环流的上升气流区和极锋（见锋）的平均纬度一致。此外，经圈环流的强度和位置，也都表现出明显的季节性变化。
非轴对称环流 大气环流不是轴对称的。在不同的经圈剖面上，纬向环流和经圈环流都可能有很大的不同。在等压面或等高面平均图上，高空存在西风带槽、脊和副热带高压、热带扰动，低空则存在一些半永久性的低压和高压系统，称为大气活动中心。这种特征，主要是由于地球表面海陆分布所引起的辐射、感热和水汽潜热等热力差异，以及地面摩擦和大地形的作用所造成的。正因为大气环流具有非轴对称性，使各地区的天气变化和气候特征更加复杂：有些地区出现显著的季风环流，低纬度地区出现沃克环流。由于地表的不均匀性，科里奥利参数随纬度的变化，以及大气本身的可压缩性和斜压性，加上大气中的水汽相变和风速的水平切变、铅直切变等因子，使大气总呈现出各种波动或涡旋形运行的状态。有时波或涡的南北幅度很大，大气主要作南北向运行，称为经向环流型；有时南北幅度很小，大气主要沿纬圈运行，称为纬向环流型。不管哪种环流型，大气环流状态都是由很多不同尺度和不同频率的大气波动叠加而成的。沿纬圈绕地球一周的波数为1—3个的波称为超长波，波数为4—7个的波称为行星波或长波。波数为8个或以上的波称为短波。行星波和短波都是移动性的波，超长波主要是摆动性的。在对流层内，短波主要出现在其中部和下部，长波主要出现在其中部和上部，超长波则存在于整个对流层。但在逐日天气图上，超长波为行星波和短波所掩盖面难以辨识；在旬或月平均图上，特别在多年的平均图上，因平滑而消去了较短的波，超长波就可清楚地显现出来了。例如图1所示的波动，基本上就是因海陆和大地形所激发的超长波。一般的海平面天气图所显示的低层大气运动更复杂，可出现更多的旋涡，包括气旋（或称低压系统）和反气旋（或称高压系统）。在中纬度，气旋多同冷暖空气的界面——锋面相结合，气旋内部和邻近地区有上升运动；反气旋内部有下沉运动。高空和低空的大气环流系统是相互联系的，低空环流系统与经圈环流也是相互联系的。
大气环流的逐日变化，是由那些不同尺度的高空波动和旋涡，以及低空的锋系、气旋和反气旋的发生、发展和消亡的过程所引起的，并表现为纬向环流型和经向环流型的循环转变过程。大气环流平均状态中的三个经圈环流、东风带、西风带和急流，是由于太阳辐射的加热不均匀、地球自转、大型扰动和摩擦等因子共同作用所造成和维持的。
研究动向 大气环流是一个复杂的问题，环流性状在不断地变化着，有的年份还有明显异常。从长期来看，即使是一些最基本的状态，也经历着缓慢的变异，表现为气候变化。这是太阳—天气气候关系、地—气关系、海—气关系，甚至还有生物和人类活动的影响长期综合作用的结果。随着大气探测技术的发展，为获取更多的气象要素资料、不断揭示大气环流各种事实提供了条件。
在研究方法上，除了动力学理论分析和模型实验外，已更广泛地利用大型电子计算机，对物理因子进行数值模拟试验。
（摘自《中国大百科全书——大气科学、海洋科学、水文科学》）
六、东亚季风的天赐恩惠
中国的亚热带在纬度上多处于副热带范围内，但自然景观却与同纬度的中亚、西亚和北非等著名的干旱沙漠地带截然不同。这里具有冬冷夏热、四季分明、水热同季、湿润多雨的气候特点，广布着水量丰富的河流和湖泊。这里的自然景观呈现出显著的南北过渡特征。在长江和大巴山以北的北亚热带地区，天然植被为常绿与落叶阔叶混交林，是暖温带落叶阔叶林与亚热带常绿阔叶林之间的过渡类型；在南岭以南地区，海拔1200米以下为含有热带树种的常绿阔叶林，具有从亚热带向热带过渡的性质；在中亚热带地区为常绿阔叶林，是典型的亚热带植被。此外，亚热带针叶林（如东部的马尾松林、西部的云南松林）、竹林也是这个地带常见的植被。中国亚热带的土壤分布同样具有南北过渡特性，黄棕壤是北亚热带的地带性土壤；赤红壤发育在南亚热带盆地、丘陵地区，是亚热带红壤向热带砖红壤的过渡型土壤；红壤与黄壤是亚热带典型的地带性土壤，前者主要分布在长江以南的广大低山、丘陵区，后者大面积分布于贵州高原和亚热带东部山地。除地带性土壤外，这里还分布有大面积的石灰性土和紫色土，前者以广西、贵州境内的石灰岩丘陵区最为集中，后者以四川盆地分布面积最广。中国亚热带的优越自然环境，是经历漫长岁月的孕育、演化和发展之后形成的，它对生物界的旺盛生长和循环，对农作物的栽培和畜牧业的发展都十分有利。因此，中国的亚热带现已成为地球上适宜生物繁衍生长的“摇篮”，是世界上植物种类最为丰富和密集的地区之一，也是世界珍稀动物大熊猫的“故乡”、白?NFDED?豚的“乐园”。
那么，中国亚热带得天独厚的条件和绚丽多姿的景观，究竟是什么原因造成的呢？诚然，这是一个极为复杂的问题。但却可以肯定地说，它在很大程度上是受赐于东亚季风的恩惠。
季风是大气环流的重要组成部分。中国亚热带地区是东亚季风盛行的地区，这里的四季气候特征是由季风环流的基本特征决定的，而这里的自然景观又深深打上了季风气候的烙印。
中国亚热带的季风环流形势，可用东亚各季具有代表性的气压场特征来加以揭示。
冬季，整个亚洲大陆完全受蒙古高压控制。从1月海平面平均气压场图可见，在蒙古及其邻近地区是一个强大的冷高压，其中心气压值达到1040百帕，比北美冷高压要高出20百帕。它的覆盖范围之大、维持时间之长，均较北半球其他地区显著，从而成为北半球最强大的冷高压。它是秉性干燥而寒冷的极地大陆气团源地。与此同时，在北太平洋北部的阿留申群岛附近存在一个较深厚的低压，其中心强度仅1000百帕，称为阿留申低压。该低压几乎盘踞整个北太平洋，其势力强盛时南界可扩展到北纬32°左右的地区。在冬季时北太平洋副热带高压势力衰减，在太平洋西部几乎见不到踪迹，主要退缩在太平洋东南部，于是可吸引寒潮东流；但势力减弱时则南下的寒潮和冷空气频率增大。由此可见，东亚季风区冬季天气和气候变化主要受控于蒙古高压与阿留申低压的势力强弱与消长。中国亚热带地区，正位于冷空气南下的路径上，往往出现大风、雨雪和剧烈的降温天气。因此，这里冬季气温要低于同纬度的其他地区。
1月海平面平均气压场
春季，是由冬季到夏季气压形势变换的过渡季节。随着太阳高度角的增大，地面和空气温度不断升高，中高纬度地区的蒙古高压和阿留申低压的势力明显减弱，而副热带地区的北太平洋高压逐步加强，其中心扩展到太平洋西部，这时印度低压也初具雏形，控制东亚地区的高低压系统已由冬季的两个中心变为四个中心，即中高纬度的系统在减弱、退缩，而副热带地区的系统却在发展和加强。四个东亚大气活动中心都影响着春季大气环流活动，形成以河套为中心的鞍形气压场。因此，春季南北气流交换复杂，气旋活动频繁，天气变化急剧，风向也不稳定，造成华北一带多大风和沙尘天气。由北方冷气流与南方暖气流交汇而成的极锋带及由此产生的大范围降水带，从中国华南登陆并逐步北移。此时中国东南沿海地区南风机会增多，低层湿度明显增大，偏南气流与来自河套地区的东北气流在华中地区辐合，形成一个比较稳定的辐合带，使亚热带中部出现阴沉、潮湿、多雨的天气现象。
夏季，气压场分布形势与冬季完全相反。这时中高纬度的蒙古高压和阿留申低压势力消亡；相反印度低压和西太平洋高压已发展为鼎盛时期，前者控制整个亚洲大陆，后者盘踞在中国东面的太平洋上。因此，东亚夏季的天气气候变化基本上受这两个环流系统的强弱和相互作用所控制。从“7月海平面平均气压场图”中可看出，在印度北部、巴基斯坦和中国西南一带有一个强大的热低压，中心强度为995百帕，其周围的环流几乎包括整个亚洲大陆在内，1005百帕等压线所伸展范围即几乎包括中国全境。与此同时，在中国东面的太平洋上有一个北半球最强大的副热带高压，其中心强度超过1025百帕，其向大陆西伸和向北移动的位置都是全年最盛时期。由于这两个强大的高低压间的等压线在东亚沿岸大体呈南北向分布形式，以致夏季在中国沿海盛行东南风。
7月海平面平均气压场
此时影响中国亚热带天气的主要是热带海洋气团和赤道海洋气团，都是夏季降水的重要水汽来源。热带海洋气团源出于北太平洋副热带高压，性质湿热而稳定，在中国华南登陆，多为东南风（夏季风），它将海洋上水汽携入大陆，当其与变性极地大陆气团交锋，形成极锋。极锋的进退与雨量带的推移是一致的：4月华南雨季开始，5月中旬至6月上旬江南丘陵多雨，6月上中旬至7月上中旬，江淮地区出现梅雨，7月下旬以后极锋北移，江淮伏旱开始。在中国亚热带，降水集中的雨季是与高温期相一致，即“雨热同季”，这对植物生长与农业生产都十分有利。若在单一的热带海洋气团控制下，则天空晴朗少雨，从而造成长江中下游酷热天气。赤道海洋气团发源于南半球副热带高压，越过赤道洋面后仍具高温多湿性质，但已不够稳定，即使在它单一控制之下也会形成雷雨天气，向中国移动时表现为西南季风。在亚热带范围内，它主要影响东经105°—110°以西的云南和川西。印度大陆低压的出现，主要促使气流向大陆辐合上升，造成雷暴雨天气，并支配着西部高原地区的风向。
秋季，是由夏季到冬季气压形势变换的过渡季节。这时副热带地区的印度低压和太平洋高压开始明显衰退，而中高纬度的蒙古高压和阿留申低压却开始活跃起来。但由于在近地层冷高压（蒙古高压）迅速建立的同时，其对流层中高层仍有副热带高压维持在较高的纬度，从而形成地面冷空气之上重叠着暖空气，大气层结构稳定，大部分地区出现天高云淡、秋高气爽的稳定天气。此时，中国西南地区仍受西南气流影响，多阴雨天气。随着西南季风撤离大陆，川黔上空东风环流转为西风环流，形成“华西秋雨”。嗣后，副热带高压迅速南撤，印度半岛北部已由气旋环流转为反气旋环流，中国大陆上秋高气爽的季节结束，华西秋雨停止，标志着夏季环流型已转变为冬季环流型。随着太平洋高压和印度低压先后退离大陆，盛行气流又恢复到冬季情况。冬季风逐渐遍及中国各地，东亚各地又成为蒙古高压控制的局面。
青藏高原的存在，对于上述季风环流形势的加强起着重要作用。由于冬季高原近地面有青藏冷高压出现，使高原与同高度自由大气之间产生气压差异，在高原东侧的平原上空盛行东北风。青藏冷高压愈强大，东北风也愈强，影响范围也愈大。从而加强了来自蒙古高压的冬季风势力。由于夏季在高原近地面为青藏低压，其长轴7月份所在的平均位置在北纬32°附近，使高原东侧的西南季风加强，并影响了太平洋副热带高压脊向西延伸，从而加强了东南季风的势力，创造了中国东部地区夏季降水的良好条件。由于高原的屏障作用，使蒙古高原一带冬季受暖平流的影响较小，有利于冷空气的堆积和蒙古高压的发展；夏季使印度半岛很少受到冷空气的影响，有利于热低压的维持。同时，高原地形使西风带气流在其西端受阻而发生分支现象，在高原南北两侧形成两支强西风气流。南支西风气流的存在，实际上扩大了西风带向南影响的范围，使冬季风到达更南的纬度，并阻滞了西南季风向北前进。因此，随着西风带北移，南支西风气流消失，西南季风以突然爆发的形式迅速北上，东南季风在江南丘陵地区停留后开始向北跃进，中国东部长江中下游地区梅雨开始。此外，由于冷空气受高原地形的阻挡和挤压，迫使冬季风在中国东部地区加强，从而推移到更南的纬度地区。总之，由于青藏高原的动力作用和热力作用，大大改变了由海陆影响所引起的气压分布，进而也影响到大气环流形式，增强了中国季风现象的复杂性。
七、什么是季风环流
在一个大范围地区内，它的盛行风向或气压系统有明显的季节变化，这种在1年内随着季节不同，有规律转变风向的风，称为季风。季风盛行地区的气候又称季风气候。季风明显的程度用一个定量的参数来表示称为季风指数，如易赫洛莫夫，它是根据地面冬夏盛行风向之间的夹角来表示，当夹角在120—180°，认为是季风，然后用1月和7月盛行风向出现的频率相加除2即I=（F1+F2）/2为季风指数，当I>40%为季风区，I=40%—60%为较明显季风区，I>60%为明显季风区。全球明显季风区主要在亚洲的东部和南部、东非的索马里和西非几内亚。季风区有澳大利亚的北部和东南部、北美的东南岸和南美的巴西东岸等地。亚洲东部的季风主要包括我国的东部、朝鲜、日本等地区。亚洲南部的季风，以印度半岛最为显著，这是世界闻名的印度季风。
八、大气环流的作用
在高纬与低纬之间、海洋与陆地之间，由于冷热不均出现气压差异，在气压梯度力和地转偏向力的作用下，形成地球上的大气环流。大气环流引导着不同性质的气团活动、锋、气旋和反气旋的产生和移动，对气候的形成有着重要的意义。常年受低压控制，以上升气流占优势的赤道带，降水充沛，森林茂密；相反，受高压控制，以下沉气流占优势的副热带，则降水稀少，形成沙漠。来自高纬或内陆的气团寒冷干燥，来自低纬或海洋的气团温和湿润。一个地区在一年里受两种性质不同的气团控制，气候便有明显的季节变化。如我国气候冬季寒冷干燥，夏季炎热多雨，则是受极地大陆气团和热带海洋气团冬夏交替控制的结果。总之，从全球来讲，大气环流在高低纬之间，海陆之间进行着大量的热量和水分输送。在经向方向的热量输送上，大气环流输送的热量约占80%。
在大气环流和洋流的共同作用下，使热带温度降低了7—13 ℃，中纬度温度则有所升高，60°N以上的高纬地区竟升高达20 ℃。
大气环流水分输送，也起着重要的作用。大气中水分输送的多少、方向和速度与环流形势密切相关。北半球，水汽的输送以30°N附近为中心，向北通过西风气流输送至中高纬度；向南通过信风气流输送至低纬度。我国的水汽输送，主要有两支：一支来自孟加拉湾、印度洋和南海，随西南气流输入我国；另一支来自大西洋和北冰洋，随西北气流输入我国。南方一支输送量大，北方一支输送量小，两者的界线是黄淮之间和秦岭一线，基本上相当于气候上的湿润和半湿润的界线。
降水的形成离不开天气系统，离不开云、水汽的输入和空气的垂直上升运动。这一切都和环流形势紧密相连。例如，降水量的多少和进入各种天气系统的水汽量有关，暖湿赤道空气的流入能在几小时或1小时以内产生100毫米的降水；雷暴降水量的多少可和流入积雨云内水汽量的多少成正比。
世界降水的分布有两个高峰和两个低峰，即两个多雨带和两个少雨带，两个多雨带和赤道辐合带、极锋辐合带两个气流辐合带的位置基本相符；两个少雨带和副热带高压带、极地高压带两个气压带的位置一致。
大气环流在气候的形成中起着极其重要的作用。在不同的环流控制下就会有不同的气候，即使同一环流系统，如环流的强度发生改变，则它所控制的地区的气候也将发生改变；如环流出现异常情况，则气候也将出现异常。
大气环流状况的变化，可用经向环流和纬向环流的强弱和转换来表示。某地区在较长时间内的大气环流的变化都有一个该时期的平均状况。当某年某一段长时间内的经向环流和纬向环流的持续时间和转换频率，大大超过该时期的平均状况时，则称某年某一段长时间内的大气环流状况为环流异常。如1972年的主要环流特征，北半球有两个稳定而强大的长波槽脊存在，12—次年3月在欧洲上空和北太平洋上空为阻塞高压，大西洋西部和亚洲为低槽，5—9月，欧洲和北美西部为阻塞高压，北美东部和东亚为大槽。整个一年里，北大西洋、北太平洋、欧洲东部和东北部、亚洲西部大部分地区在强大的大范围阻塞高压控制之下，故对于北半球而言，1972年为环流异常年。
由于环流异常，就必然引起气压场、温度场、湿度场和其他气象要素值出现明显的偏差，从而导致降水和冷暖的异常，出现旱涝和持续严寒等气候异常情况。
世界气象组织在1972年度报告中指出：“1972年世界的天气是历史上最异常的年份之一。”这一年，1月，美国密执安州的功圣马利降雨、雪量达1351.3毫米，超过正常年份十倍以上；2月，强烈暴风雪袭击了伊朗南部，在阿尔达坎地区，许多村庄被埋在8米深的大雪之下；3—5月，美国中、北部和欧洲地中海沿岸各国先后遭到强大的风、雨、雪袭击，而在中东和近东地区几乎同时也发生了数次暴风雪并伴有强烈的低温、冻害；5—6月，印度酷热，最高气温超过50 ℃以上，香港发生了百年难遇的特大暴雨；7—8月，北冰洋上漂浮着一眼望不到头的大冰山，比常年同期多出四倍。苏联欧洲地区连续近两个月出现酷热少雨天气，引起泥炭地层自焚及森林着火，而西欧地区却连续低温，致使英国伦敦出现了1972年夏至日最高气温比1971年冬至日气温还低的特异现象；秋季，亚欧东部地区普遍低温，使初霜提早；冬季，西北欧的瑞典出现了两百年来少见的暖冬，苏联也出现了异常暖冬，莫斯科郊区的蘑菇竟能在冬季破土而出，列宁格勒下了百年未见的“冬季雷雨”，在崐西非、印度以及苏联欧洲地区，几乎出现了全年连续干旱的严重旱情。西非，人和牲畜的饮水都成了问题。
在我国，由于欧洲和亚洲西部阻塞形势持久稳定，冷暖空气在我国交绥机会少，以致我国北方和南方的部分地区汛期少雨，干旱严重。
由此可知，在环流异常的情况下，可能在某一地区发生干旱，而在另一地区发生洪涝，或者在某一地区发生奇热，而在另一地区发生异冷。
大气环流因子在气候形成中起着重要的作用。它不仅通过环流的纬向分布影响气候的纬度地带性，而且还通过热量和水分的输送，扩大海陆和地形等因子的影响范围，破坏气候的纬度地带性。当环流形势趋向于长期的平均状况时，气候也是正常的；当环流形势在个别年份或个别季节内出现异常时，就会直接影响该时期的天气和气候，使之出现异常。
备课资料
一、最基本的地理规律——地带性规律
太阳辐射不仅给地球表层输送来热量，而且引起了大气的环流运动，大气环流引起热量和水汽的输送，使得地球上不同地方得到不同的水汽，保持不同的气温，形成不同的气候。以太阳辐射为动力，气候过程、水文过程导致了地球上形成平行或近平行纬度的景观分异，这种现象就是纬度地带性。
仅考虑太阳辐射的地球纬度地带，它是地球上的基本地带。实际上由于气候过程的复杂性及地形的影响，纬度带是变形的，每个气候带也并不严格地限定在图中标定的范围内。例如，“亚热带”往往可向极地或赤道方向扩展几个纬度，并且“避开”高原地区。关于各带划分的标准，各国科学家常有差异。高纬度国家的学者，与我国学者相比，往往把亚热带、温带（中纬度带）的位置定得较北。尽管辐射决定了气候带沿纬度的基本分异，但是气候过程不仅取决于辐射，而且与地貌、水文的过程与分布有关，是地球表层各圈层相互作用的结果。在低纬和高纬地区纬度地带性较明显。高纬的冰原地带、泰加林地带和低纬的热带雨林地带、萨王纳地带都表现出大致沿纬线横跨大陆的特点。在中纬度，气候景观受海陆分布、地质地貌影响较大，地带不能横跨整个大陆，且与纬线相偏离，但纬度地带性仍然是基本特征，在纬度地带内形成地带段。在中纬度大陆东岸，植被景观地带段从南到北依次为亚热带雨林、阔叶林、针阔叶混交林；在大陆西岸依次为地中海常绿硬叶林、阔叶林、针阔叶混交林；在大陆内部则表现为以大陆干旱区为中心的马蹄形分布，由内向外为荒漠—半荒漠地带段、温带草原地带段和森林草原地带段。
由于人群圈是与地球表层其他圈层相互作用的，所以人类活动的分布特点也受到纬度地带性的调控。例如人口分布，以中纬度地区人口密度最大，因为这一地带不像热带那样疾病类型多，又较高纬度有更好的农业生产资源，最为适合生产力水平低下时期的人类生存和农业发展，从而形成人口分布的历史性局面。其他人文现象，也有纬度地带性的特点。世界农作系统的分布，我们可以发现它基本上受纬度地带性的调控。在人文因素共同作用下，农作物的分布不能不受到纬度地带性的调控。
地球的黄赤交角变化，或者全球气候系统的演化，可引起地带位置的变化。在第四纪时期，尽管全球的气候变化引起地带位置的变化，但纬度地带性仍然存在。在第四纪冰期，每次大陆冰盖扩张的范围控制在一定的纬度范围，植被景观带的变化也基本上沿经向迁移。远古地质时期的植被等记录，表现了明显的偏离现代纬度地带的特点。板块学说认为，这正是大陆漂移、板块运动的证据。
纬度地带性，也被称作水平地带性或地带性，最初由近代地理学奠基人德国人洪堡提出，1893年，俄国学者道库恰耶夫总结了俄国的土壤地带分异，最终完成了纬度地带性学说。同时，道库恰耶夫还发展了垂直地带性学说。所谓垂直地带性，描述的是山地或高原地区，随高度的增加，景观结构也发生地带性变化，并且在一定程度上重现纬度地带序列。在山体底部地下水位适中的平原地，一般出现相应的水平地带景观结构，称为它的基带。基带以上，随辐射平衡的变化和水分的分异，则出现类似于从低纬景观向高纬景观过渡的现象。
垂直地带性虽然与纬度地带性有一定的对应性，但二者有显著差异。首先，山地的温度梯度约为-0.6 ℃/100 m，这个值相当于纬度梯度的1000倍，因此每一地区的垂直地带性不可能有纬度地带性丰富。再者，每个山体或高原总是位于一定的纬度，所以它的基带不可能总是从纬度带的热带雨林景观开始。更为重要的是，由于山地的屏障作用，气流发生上升，在迎风坡的一定高度，降水达到最大；在背风坡与封闭盆地内，形成了干旱的环境，出现了不同于迎风坡的以干旱为特征的垂直地带分异。在有些山间盆地，由于逆温层的存在，可能出现带谱倒置的现象。事实上每一纬度地带、每一大的地貌类型区内，都有自己特定的垂直地带类型即带谱，其特点是有一定的带数和特定的变化序列。
除了纬度地带性和垂直地带性外，人们还发现从沿海向内陆，地理景观特征呈带状分布。例如，阔叶林带等地带性植被群落，仅发生于湿润的大陆东岸，而在大陆腹地出现草原和荒漠景观。在许多地方，尤其是中纬度地区，景观序列的更替表现出近于平行经线方向。这种现象称作经度地带性。经度地带性的起因在于大气环流对水汽输送的沿程分异。在迎风海岸，离海越远，气流中水汽愈少，降水愈少，气候趋于干旱；在背风海岸，呈现相反序列。总之，景观呈现随经度的序列变化。美洲大陆西岸自然植被类型的变化，它显示出经度地带性规律。值得一提的是，经度地带性很不规则，受大地地貌结构（地文省）的影响很大，例如我国东北—西南向的地貌台阶与我国气候类型区关系很大，成为我国半干旱—半湿润地区的分界地带，这种现象还带来了人文景观的分异，中国人口的重要分界线——胡焕庸线，基本上平行于地质地貌界线，这可解释为环境的极大差异，引起了该线两侧农业生产潜力的巨大差异，进而引起人口和民族生活方式的分异。经度地带性这种因海陆分布及大气环流原因引起的变异是普遍存在的，但也有并不平行于经度线的，因此有的学者主张称其为非地带性或干湿度地带性。为对称起见，称这种由于大气环流引起的、以水分分异为直接形式、并在世界上大多地区近平行于经线的分异为经度地带性。尽管它有时不是垂直经向的，如南亚季风引起的分异。
多数学者将非地带性用于专指经度地带规律以外的主要由大地地貌（地文省）引起的大尺度地域分异。大地貌结构作为下垫面引起大气环流的变形，产生了非地带性。这种地带性现象形态更为复杂化。一些学者认为，由于地貌结构引起的非地带性，可以解释为纬度地带性、经度地带性和高度地带性的复合物。青藏高原总体上看具有非地带性分异特点，然而它的年均温从南向北降低，年降水量从东南向西北递减，垂直方向依海拔变化，非地带性在三个方向上被分解（郑度，1979）。
地理现象的地带性规律是普遍存在的，其起因是地理过程，但地理过程的作用是复杂的和递阶的，太阳辐射的纬度分异和受地球表层各圈层相互作用形成的大气环流是地带性分异的首要因子。
值得注意的是，地带性规律是统计性规律。自然地理学约定平亢地上发育的土壤植被景观，可作为一个自然地带的标志性土壤植被景观。所谓平亢地是指那些地面高而平坦，排水良好，没有强烈侵蚀与强烈堆积，地下水距地表较深，不影响土壤发育，土壤颗粒粗细适中的地域。在平亢地上发育的土壤植被是“显域”的。在自然带中，由于地貌、岩性差异或地下水深等影响而造成的与平亢地不同的土壤植被，称为“隐域”景观，这样的地貌部位称隐域部位。有人进而提出地带性规律包括隐域性。可以认为，地域中与基本统计特征有明显偏离的景观为隐域景观。
二、地域分异性
作为地带性规律的发展，地域分异规律被认为是地理学中更基本的规律。由地带性现象可知，某个地区、全球或地球表层分异为带状序列。这就是一种地域分异现象。所谓地域，是地理学中的一个抽象概念，它把地球表层表达成二维空间，在这个空间上有各种地理过程发生并且可以定义一个景观结构。简单地讲地域分异律，它的意义是地域由于地理过程的作用，可以识别为具有不同景观结构和地理性质的单元或区域，这些单元之间既有一定的共性又可互相区别。
地域分异律在地理学中是普遍存在的。首先全球分异为大陆与海洋，大陆分异为各自然地带、自然亚地带、自然区等等。在一个局部环境或区域中，地域分异也是存在的，温带湖泊内部沿岸带存在地域（或空间）分异，其生物群落和沉积物特征与空间位置有特定的关系。在空间经济现象中，区位现象也是一种地域分异现象。在一个空间范围内，只有一个中心市场，空间产业形成环状的区位带。有的学者（如景贵和）认为，地域分异可分为四级规律：①全球性分异，如全球热量带；②大陆、大洋的分异，如大陆纬度自然带；③区域性分异，如干湿度分异和带段性、垂直带性；④地方性分异，主要是土地的分异。原则上我们可以把这种认识推广到全部地理现象。第一、二种分异，是全球尺度的分异，第三种是区域尺度的，第四种是局地尺度的。分异的地域在空间过渡关系上，或多或少地带有突变性。
土地是占有一定空间的地理景观，它的分异可以显示出地域分异的基本特点。首先，一定的土地具有一定的水文、地貌、土壤与生物群落及气候特征，所以土地在地理过程的驱动下分异为各种土地类型。早在战国时代，《管子·地员》就认识到地域分异的普遍性，将全国土地分为5类25型。基于地域分异，现代土地类型分类一般按植被、土壤、地貌特征将土地分为由低至高的三级：相（土地元素）、限区（土地单元）和地方（土地系统）。由此可见，地域的差异是递阶的，每一级的分异保持一定的地理过程一致性；不仅如此，地域分异不是无限制的，相是土地分异的最小单位，它具有一致的地貌、岩性、土质、植被丛。一个相中可能有几种植物，它们以随机的方式生长在一个土地环境中。继续划分相以下的土地类型是没有土地学意义的，因为它内部的差异不足以标志植物群丛或土质等方面在自然地理过程方面有什么稳定的差异。相的存在表明地域分异相对于特定的地理观察来说，是有最小极限的，如城市内部土地利用分异为中心商业区（CBD）、混合区、居住带；居住带又分异为不同阶层的亚区（Sector），亚区之间的人口迁移，具有人口社会学上的意义，但大量的经常发生的从一个居民楼到另一个居民楼的搬迁，不具有人口学的意义，虽然对搬迁者来说可能是十分重要的。我们一般地把地域分异的最小单位称作相。如在遥感观察下，一个像元就是相，它构成从遥感图像识别景观的基础。
地域分异的单元会形成有序的组合，这种组合构成了空间结构，也构成了空间结构的各种类型。环形地域结构称杜能型，它是杜能首先提出的。常见的另一种空间结构——克里斯特勒型，也称中心地结构。常见的土地类型空间结构。现代地理学和景观生态学将空间结构组成单元划分为葩嵌（Patch，也译作嵌块、镶嵌块等）、廓道（Corri-dor）和基底。葩嵌是空间结构中较小的均质单元，它对空间结构的性质有引导活化作用，如城市对区域空间结构的引导作用是空间结构中的“红花”。廓道是空间中的线性的或带状的部分，它具有通道作用或障碍作用，是空间中的“绿叶”，它与葩嵌共同构造了空间结构的格局。基底是连续的空间背景条件，是空间结构的“土壤”。对杜能型来说，中心市场是葩嵌，环形和扇形是廓道，余下的是基底。对于克里斯泰勒结构来说，中心是葩嵌，多边形是廓道，余下的是基底。在本章中我们会看到，忽视廓道的韦伯结构和更为特殊的廖什结构，必须指出的是，葩嵌、廓道和基底往往是相对而言的，不同的地物，在不同的观察下表现为不同的空间单元。在本章中我们会进一步理解这一问题。
尽管分异地域从统计的尺度看带有某种突变性，但细致地观察会发现，分异的地域之间存在着界限过渡现象。引用物理学观点，也可以叫作景观界限测不准。我们知道，生物生活有一定的耐性范围，当生境条件有变化时，生物仍然能生存。所以当我们以某几种植物或植物群丛作为地域标志时，就会发现由于耐性定律的作用，不同地域的标志植物生活于同一地域（带）中，观察者不能发现一条界限将两种地域依标志植物分开。如果我们严格地定义地域空间界限，我们就不能严格地定义标志植物群丛、水文、土壤等特征，地域界限也就测不准。类似的现象，也存在于人文地理现象中，城市与农村的界限，产业带界限测不准，产生了地域之间的过渡带，这种过渡带被称作“生态环境脆弱带”（ecotone）、“交错带”等等。本书称“缘带”。缘带的地理过程不稳定，如气候类型区的边缘带，因大气（圈）运动的波动，在气候类型区的交界地带，不同气候类型区的天气系统交替出现，从而出现景观现象不稳定，并且表现为多自然灾害区。如我国的淮河是一条气候界限，淮河流域成为灾害多发区与之不无关系。在城市与农村的交接部，形成的缘带称“城市边缘带”，这一带人口流动最为频繁，在西方形成特有的贫民区，出现许多社会问题。在我国，流动的农村人口一般也集聚于这一地带，带来许多特殊问题。关于缘带的研究，正在成为现代地理学的热点之一。
必须指出，地域界限测不准，决不意味着地理界线都是模糊的。如国境线、时区线等都是明确的。界线是一种人为的约定，我们可以严格地规定它，测量上的困难并不能制约理论的约定，一般地讲地理界线模糊是没有意义的。地域景观界限测不准，并且形成缘带，有其特定的含义。
三、垂直地带性的成因
垂直地带性的主要成因是高度差别。高度差别引起温度、日照、降水、气压等要素的差别。山体只要有500米左右高度，就会出现比较明显的垂直地带性现象。由于山地的阻隔和障碍，坡度和坡向对自然和经济有巨大影响。
大气压力与高度成反比。高度增加，空气膨胀，气体分子扩散，互相碰撞的机会减少，可感温度下降。上升的空气在绝热状况下，热能和物质没有损失，温度也要下降。这个过程是可逆的。
气温随高度上升而下降的速率称温度垂直递减率。平均每上升160米温度下降1 ℃。在水平状态下，南北相差1纬度，气温相差1 ℃。用距离尺度比较，垂直变化比水平变化快600倍。有些山区，如南美赤道附近的安第斯山，非洲乞力马扎罗山，在水平距离几十千米内，由于高度剧增，可以出现从热带到寒带的温度变化。“高处不胜寒”，讲的就是垂直地带性。
温度的日较差与高度成正比。海拔越高，日较差越大。在相等的高度下，山顶山脊温度日较差小，河谷盆地温度日较差大。高原上的河谷是日较差最大的地方。我国西藏定日站其温度日平均差可达18.3 ℃，居全国各气象台之首。
高原空气稀薄干燥，大气中尘埃少，阳光透射率强，太阳辐射量大。拉萨有日光城之称。成都纬度与拉萨相似，太阳辐射能不到拉萨的一半。
在正常情况下，降水量、湿度与高度成正比。如果海拔50米左右的平原地面温度20 ℃，露点12 ℃。空气上升到1330米时，气温降到露点，空气中的水蒸气饱和，出现云彩。在盛行风与山脉相遇时，空气上升，绝热冷却，降到露点以下，产生降水过程，称地形雨。黄山和庐山每升高100米，降水量分别增加41.3毫米与40.7毫米（张家诚、林之光，1985）。
问题研究如何看待我国西北地区城市引进欧洲冷季型草坪
从容说课
如何看待我国西北地区城市引进欧洲冷季型草坪。该问题研究是在学生了解了陆地环境的地域差异，懂得了环境中某一要素的改变会引起其他要素的改变后而进行的对实际问题的分析评价，目的是让学生树立因地制宜的基本地理观念。在教学这部分内容时，对于城市的学生可让他们课前观察、认识草坪在生活中的作用，让他们在课堂上讨论，阅读P104资料2并归纳总结，引导学生思考为什么我国西北地区引进欧洲冷季型草坪引发了一系列问题，关键要分析欧洲西部和我国西北地区的自然环境差异，让学生自己得出正确的结论，懂得各个地区要根据各自的自然环境特点和经济发展水平，确定适合的绿化方案，树立因地制宜的地理思想。
三维目标
知识与技能
1.使学生学会不同地区地理环境之间的差异比较。
2.环境中某一要素的变化对其他要素的影响。
3.学会用学过的地理环境的差异知识分析和评价实际问题。
4.培养学生因地制宜的基本地理观念。
过程与方法
1.通过学生自己的观察去认识草坪在市民生活中的作用。
2.从用水、资金、污染等几个方面分析冷季型草坪给我国西北地区城市带来的影响。
3.学生讨论、分析评价法。
情感、态度与价值观
1.树立事物是普遍联系的观点。
2.培养学生因地制宜的地理思想。
教学重点
1.西欧和我国西北地区地理环境的差异分析。
2.草坪对生态的作用和影响。
3.因地制宜思想的培养。
教学难点
因地制宜的地理思想。
课时安排
1课时
教学过程
1.让学生通过自己的观察去认识草坪在市民生活中的作用。
在一个充斥钢筋混凝土的城市中，几片绿色无疑带来了无限的生机；在黄沙漫天的日子里，几片绿色带来了希望。资料1中介绍的欧洲更是如此，阴雨过后的艳阳下，草坪是最为舒适的地方，它适合于各个年龄段的居民。
2.课前让学生搜集资料，了解草坪在改善城市生态环境中的作用。
展示学生搜集的资料，让学生展开讨论。
（总结）草坪能给人以清新、凉爽和愉悦的感受，为人们提供一个愉快、干净、安全的工作和生活环境。绿茵芳草能像吸尘器一样净化空气、过滤灰尘，减少了尘埃也就减少了空气中的细菌含量。
草坪还是二氧化碳的最好消耗者。生长良好的草坪，每平方米1小时可吸收二氧化碳1.5克，每人每小时呼出的二氧化碳约为38克，所以如有25平方米的草坪，就可以把一个人呼出的二氧化碳全部吸收。由此可见，城市中的草坪对净化空气有何等重要的作用，这也是人们站立于大草坪上感到空气特别新鲜的原因。
草坪还能减弱噪声，一块20米宽的草坪，能减弱噪声2分贝左右。杭州植物园中一块面积为250平方米的草坪，经测定，与同面积的石板路面相比较，其音量降低了10分贝。草坪又能调节温度和湿度。在南京市的夏天，有时没有长草的土壤表面温度为40 ℃，沥青路面温度为55 ℃，而草坪地表温度仅为32 ℃。多铺设草坪可减少地表放热，降低城市气温。据测定，夏季的草坪能降低气温3—3.5 ℃，冬季的草坪却能增高气温6—6.5 ℃。同时，草坪还能增加空气湿度，它能把从土壤中吸收来的水分变为水蒸气蒸发到大气中。
3.查询资料，对比欧洲西部和中国西北地区的气候差异。了解西北地区城市大量引进欧洲冷季型草坪可能带来的问题。
在欧洲景观及旅游景点的绿化中草坪较多，秋冬季节仍然郁郁葱葱。对此，我国对大草坪绿化的仿效也很盛行，但实际的生态效益和绿化效果相去甚远。通过考察、分析，其原因是欧洲草坪与畜牧业关系密切，因此从文化生态、公众景观偏好乃至气候条件等方面具有实际的基础。而中国不同，气候季节性明显，冬季寒冷干燥，所种草坪冬季越冬均出现枯萎。因此，目前国内学西方大规模种植草坪的绿化方式，从生态、经济等多个方面均需要重新考虑和调整。
欧洲西部是温带海洋性气候，气温年较差较小，降水丰沛，在当地生长的冷季型草坪不仅需水量大，而且四季常绿。可是，如果违背植被地带性规律，将这种草坪引进到我国西北半干旱地区，则需要人工浇灌维持生长。这样，不仅容易加剧当地的用水危机，而且还会增加市政管理费用。因此，这是一件既不科学也不合理的事情。广场草坪在欧洲有着非常好的生态作用，但到了我国的西北地区就成了生态环境的破坏者，这是一个因地制宜的问题。
4.西北地区的城市绿化问题。
引导学生用因地制宜的地理观念去分析。西北各个地区也因地理位置不同而产生不同的自然环境特点，各地区经济发展水平也不尽一致，因此应根据各地的实际情况确定不同的绿化方案。适宜种草则种草，适宜种树则种树，适宜种本地品种就无需引进。只有这样，才是真正符合因地制宜的原理，才能使自然生态保持和谐，物竞天择，是自然界本来的规律。
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一、绿地对城市空气的净化
城市是人类对自然环境干预最强烈的地方，同时，由于城市工业、人口集中，车辆密集，又是大气污染最严重的地方。城市空气污染直接影响着人们的身体健康，甚至在一定程度上还威胁着人们的生命。基于此种原因，人类在不断探索和寻求解决的办法。其中最可行的办法之一，就是在建筑区周围增加绿地面积。
城市绿地和建筑区有着不同的热力状况。建筑区对太阳辐射能吸收能力差，反射作用强，更重要的是工厂、家庭、车辆排放余热多，使区域内气温明显高于周围地区，气流上升，形成相对的低气压。绿地本身湿度较大，热容量也较大，增温慢，同时植物叶面通过蒸腾作用也要消耗一部分热量，再加上植物光合作用还能转化一部分太阳能，所以气温较低，空气下沉，形成相对的高气压。这样，绿地高气压湿润、低温，新鲜的空气就流向建筑区低气压，并使建筑区的空气得到净化，改善了局部的小气候。
二、天涯何必尽“洋草”
有个话题近年来人们议论较多：为什么国外城市中的草坪可以让人进去又踩、又坐、又躺，而我们国家许多城市里铺的草坪却不让人进入，不是用栏杆围起来，就是插上牌子“小草有灵请勿踩踏”。北京地球纵观教育研究中心负责人李皓博士说：这是个误区。在城市里铺草坪是西方人发明的，目的就是为了给人们提供一个能够在草地上活动的场所，而不是为了观赏。对草坪进行修剪，也是为了方便人们的休闲活动。只有那些完全不修剪、任草长得半人高以供鸟儿和其他小动物栖息的草地才用围栏围住不让人们进入。而我们国家的一些城市铺草坪目的并不是为了满足城市人进入草坪、接近自然的愿望，也不是为了鸟兽的栖息，而是为了“绿化”。绿化公司在选择草种时，是把绿期长作为第一标准的，于是就大量从国外引进。这些草原本生长在海洋性气候的国家，那里气候潮湿，四季温差不很大，而且土质细密，适合于它们的生长，所以不管你怎么踩、怎么坐、怎么躺都不要紧。反倒是不踩、不坐、不躺草就会长得太高，反倒荒芜了。而我们国家的城市大都属大陆性气候，空气比较干燥，四季温差大，土层含沙量高比较疏松。那些洋草移植过来后，因无法适应这里的气候和土壤的条件，不但生长受到影响，而且发病率很高，达到30%—60%。稍微照顾不周都会死掉，更不能让人上去踩了！
其实草坪能踩不能踩算不上什么大问题。花了大价钱从国外引进的这些洋草，到底能为我们的城市环境带来些什么？这才是值得关注的。引种“洋草皮”的目的是为了“绿化”。那什么是“绿化”？“绿化”的目的又是什么？其实许多人，包括记者，甚至还包括一些搞“绿化”的人在内并不明白。
我们往往认为，只要城市中绿色的植被多就是绿化搞得好，其实不然。李皓博士说：国际上“绿化”的概念是针对西方“工业化”过程中出现的生态环境问题而形成的，意思是要把工业化发展过程中破坏了的生态环境重新恢复过来。所以科学的“绿化”标准是指本地植被的恢复，就是让那些本来就长在这里的植物在光秃了的土地上重新生长起来，并且能植根于土壤，继续自我生长。现在广泛流行于城市用草皮来绿化的方法，其实是背离了这一基本的生物学原则，走进了误区。带来的正效应不明显，而负效应却不少。草坪占用了大面积的土地，而减少了人们的活动空间；人们因接触不到草地而对草坪没有亲切感；草坪上单一的草种和生物多样性的缺乏使草坪缺乏美感并无生态效应。这样的草坪将不可避免地面临今后重建生态型草坪的问题。所以说，铺草皮是一种假绿化，就如人戴假发一样。
从近年大量出现的事实证明，大面积引植外来草种不但不能改善生态环境，反而会对生态环境造成破坏。本地的草种天生具有适应这里气候和土质的条件，它们的根长得又粗又长。雨季时雨水可以顺着草根的缝隙渗到较深的土层中储存起来，涵养了地下的水源；天旱时长长的草根又能从土层较深处吸到水，照样欣欣向荣。它们自生自长，基本上不需要人来护理。而引进的洋草却不行，它们的根又短又细。在原产地生存没有任何问题，但移栽到我们这里就水土不服了：发病率很高，达到30%—60%，不得不经常喷施农药，势必给周围环境造成污染。根子细，在沙质土上站不稳，栽种时必须把土筛细，根子短不钻土吸不到土层较深处的水，就得靠人工大量浇水来养护，耗费了大量宝贵的水资源，对一些缺水的城市更是得不偿失。更严重的是细土层上浇了水，晒干后就会在草皮下形成板结层，致使雨水下渗受阻，白白地从地面流走，久而久之将造成城市地下水位的下降，导致整个城市生态环境的恶化。这样的教训曾在一些国家出现过，如今他们正在积极地设法扭转。上个世纪90年代，美国的一些城市已经开始组织拔掉过去人工栽种的外来草种，恢复本地野草。而我们国家到现在洋草坪风仍方兴未艾，从东北到海南，许多城市都是把大面积栽植的洋草来当作“绿化”指标提高，甚至一些古典园林里也砍了旧植被，种上了洋草坪。
从生态学的角度讲，引进外来物种是有危险的，有的是不容易成活，而另一些则会因无法控制而造成生态危机。上个世纪六七十年代，我国就从国外引进过“水葫芦”和“大米草”，结果四处泛滥，大面积地侵占水体和良田，带来严重的生态灾难，直到现在仍没有找到控制的办法。可是近日又听说一些地方为了让人能到草坪上去活动，正从国外引进一些比原来的草种再生能力大大加强的品种。又是引进，有这个必要吗？本地土生土长的草种既经济，生命力又顽强，怎么就这么不招人待见？据一位曾到美国考察的中国学者说，华盛顿白宫前的南草坪可谓世界知名，但整个华盛顿仅此一处，其他地方都是天然生长的极普通的野草。“洋人”都舍不得大量栽种那些既昂贵又难伺候的“洋草”，而我们却还在大量引进，何必呢！（赵璋）
三、二氧化碳的最好消耗者——草坪
世界上许多国家为了绿化城市，改善生态环境，提供自然美的享受和蓬勃的生活气息，都特别重视草坪的建设。在欧洲，有不少城市的公园都以草坪唱主角，形成“草原牧歌”式的独特风格。
近年来，我国城市草坪建设也日益受到人们的重视。北京、沈阳、天津等北方城市，为改善黄土弥漫的环境，开展了大规模的群众性种草活动。如大连市街心广场，炸毁了原有的水泥地坪，种上了大面积草坪，决心之大，令人感动。南京市的鼓楼广场，原来广告牌林立，四周被高楼大厦包围。为了给广大市民营造一个美的生活空间，市政府拆去部分建筑，搬走广告牌，取而代之的是大面积草坪，南京又多了个景点，人们又多了个休息、游玩的地方。草坪成了人们生活中不可缺少的组成部分。
草坪能给人以清新、凉爽和愉悦的感受，为人们提供一个愉快、干净、安全的工作和生活环境。绿茵芳草能像吸尘器一样净化空气、过滤灰尘，减少了尘埃也就减少了空气中的细菌含量。据测定，南京火车站灰尘数量大，每立方米空气中含细菌达49100个，而南京中山植物园大草坪上空仅为688个。
草坪还是二氧化碳的最好消耗者。生长良好的草坪，每平方米1小时可吸收二氧化碳1.5克，每人每小时呼出的二氧化碳约为38克，所以如有25平方米的草坪，就可以把一个人呼出的二氧化碳全部吸收。由此可见，城市中的草坪对净化空气有何等重要的作用，这也是人们站立于大草坪上感到空气特别新鲜的原因。
草坪还能减弱噪声，一块20米宽的草坪，能减弱噪声2分贝左右。杭州植物园中一块面积为250平方米的草坪，经测定，与同面积的石板路面相比较，其音量降低了10分贝。草坪又能调节温度和湿度。在南京市的夏天，有时没有长草的土壤表面温度为40 ℃，沥青路面温度为55 ℃，而草坪地表温度仅为32 ℃。多铺设草坪可减少地表放热，降低城市气温。据测定，夏季的草坪能降低气温3—3.5 ℃，冬季的草坪却能增高气温6—6.5 ℃。同时，草坪还能增加空气湿度，它能把从土壤中吸收来的水分变为水蒸气蒸发到大气中。
草坪所用草种，根据对环境的适应情况可分为冷地型草和暖地型草两大类。冷地型草有匍匐剪股颖、紫羊茅、草地早熟禾、多年生黑麦草等，它们能忍受寒冷，适合于我国北方栽植。暖地型草有结缕草、假俭草、绊根草、地毯草等，适合夏季高温的地区，常用于我国南方地区。因地制宜地选择草种是草坪铺设成败的关键。
翠绿的草坪给人们带来舒适宁静的绿色空间，给城市带来了文明和优美的环境。城市要保护高质量的草坪，不是人们所想象的那样简便和轻巧。可以说从整地、土壤改良、播种，到剪草、喷水、施肥、病虫害防治等等，每一个环节都十分重要，而且费用相当大。据说美国每年用于维护草坪的费用高达40亿美元。
种草容易养草难。要保护好草坪，需要每个人的爱心，属于草坪的东西请勿带走，不属于草坪的东西也请勿留下，这是每个公民应具备的环境意识。
附录：中学地理常用网站
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国家海洋局—第二海洋研究所www.sio.org.cn
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气候变化对人类健康的间接影响http://www.jsblzx.net
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备课资料
一、气候变化对人类的影响
人类影响气候，气候也影响人类。短时间的气候变化，特别是极端的异常气候现象，如干旱、洪涝、冻害、冰雹、沙暴等，往往会造成严重的自然灾害，足以给人类社会带来毁灭性的打击。比如，1943—1954年孟加拉地区的暴雨灾害，引起了20世纪最大的饥荒，饿死人口达300万—400万；1968—1973年非洲干旱是非洲人民的一次大灾难，使得乍得、尼日尔、埃塞俄比亚的牲口损失70%—90%，仅在埃塞俄比亚的沃洛省就饿死20万人。当然，这种打击往往是短暂的、局部的，虽然不至于影响生态系统，但是对人类造成的灾害却十分大。
长期的气候变化，即使变化比较缓慢，也会使生态系统发生本质性的改变，使生产布局和生产方式完全改观，从而影响人类社会的经济生活。
例如，在公元前3000—1000年的温暖时期，竹类在黄河流域直到东部沿海都有广泛分布；安阳殷墟发现有水牛和野猪等热带亚热带动物；甲骨文记载打猎时获得一象，表明殷墟的化石象是土产的，河南原称豫州就是一个人牵着大象的标志。商周时代，梅子是北方人民重要的日常食品。《诗经》说：“若作和羹，尔唯盐梅”，可见当时梅子是和盐一样重要的食品，是做菜不可缺少的佐料。《诗经》说：“终南何月，有条有梅。”终南山在西安之南，宋代以来就无梅了。陕西、山西等地人民只好用醋代替梅。
秦汉时期气候也比较温暖，《史记》记载当时经济作物的地理分布是“桔之在江陵，桑之在齐鲁，竹之在渭川，漆之在陈夏”。可知当时亚热带植物的地界比现在更加偏北。
由于气候变化直接影响农作物的地理分布，必然会影响以农产品为原料的工业布局。例如，在先秦到西汉以前，我国丝织业布局是北丝南麻，丝织业绝大部分在黄河中下游和冀中平原，当时最大的丝纺业中心在河北定县，其他较小的中心也都在河北、河南和山东一带，长江流域及南方各地则主要生产麻织物；西汉时期，蜀中仅以产麻布著名。虽然在东汉到魏晋以后，中原地区战乱频繁，经济下降剧烈，南方各地社会生活则相对安定，丝织业有所发展，可是北丝南麻的布局一直维持到隋唐时代。从气候变迁情况看，至隋唐时代，虽然气候也有变化，但是平均气温仍暖于现代，可见丝绸之路出现在北方是有原因的。
北丝南麻布局的改变发生在宋代。由于气候变冷，气温已低于现代，北方不利于桑蚕生产生殖，再加上唐末五代时北方战乱，南方经济上升，丝织业规模逐渐超过北方。北宋时镇江、三台已形成为全国丝织业中心。南宋时，南京、常州、镇江、苏州都拥有巨大的丝织业生产能力。丝织业重心南移，正好相当于我国气候由温暖到寒冷的时期，这个历史经验是值得我们研究的。
气候变迁对农业耕作也有影响，孟子（公元前372—前289年）和荀子（公元前313—前238年）都说，他们那个时候，齐、鲁（河北、山东一带）农业种植可以一年两熟。在这些地方直到解放初期，还只习惯于两年三熟。唐朝的生长季也比现在长，《蛮书》（约成书于862年）说，曲靖以南，滇池以西，一年收获两季作物，9月收稻，4月小麦或大麦。而现代由于生长季缩短，不得不种豌豆和蚕豆，以代替小麦和大麦。这种历史经验仍有现实意义。例如，如果气候变暖，就可以考虑双季稻向高纬度、向高海拔扩展；若气候变冷，就得采取措施，缩短水稻的生长时间。
二、全球正在一天天变冷
1981年8月21日，科学家们首次就全球变暖对地球所构成的威胁进行了讨论。但是，根据另一种说法，地球不是在变暖，而是另一个新的冰期即将到来。仅在俄罗斯，就地球是变冷还是变暖，便存在两种完全不同的意见。
联合国政府间研究气候变化的专家小组的结论也是：20世纪地球上的温度平均提高了1 ℃，到21世纪末还会变得更热，起码会提高2.5 ℃，弄得不好还会提高10 ℃左右。飓风、台风、陆龙卷和风暴将会袭击过去从未光顾过的城市。
但另有一些科学家对此不敢苟同，这一派的代表人物是俄罗斯科学院地理研究所所长弗拉基米尔·科特里亚科夫院士。他去年和同事们对南极地带的冰层进行过钻探，钻到了几十万年前形成的冰层，对10万年来的最近4个气候周期进行了研究，发现每个周期都始于短暂的温暖期，而后是漫长的“严冬”。他们认为现在就正处在温暖期，只是不知为什么这段时间特别长，已达1.1万年，而过去都不超过9000年。不过，1000年以后，最多2000年，冰川时代就会到来，芝加哥、巴黎、基辅、莫斯科将到处是一片冰川和冻土带。
持这一观点的人还认为，全球变冷的最初征兆应该是海里的冰会变得更多。比如说，以后船只将很难靠近阿尔汉格尔斯克。冰川将从山上移到山谷，使中亚和其他干旱地区不再缺水。
三、什么是冰期与间冰期
冰期是地质历史上出现大规模冰川的时期；间冰期是两次冰期之间气候变暖的时期。冰期时，冰川大规模扩张或前进；间冰期时，冰川消融后退。一个冰期与相邻的问冰期两个对立而又互相转化的气候期，组合一个冰川周期。
一个地区的冰期与间冰期是在地质遗迹的鉴别的基础上，通过对比来确定的。为便于研究对比。科学家用地名命名冰期与间冰期，最先命名的就成为后来对比的依据。例如在研究第四纪大冰期时，欧洲阿尔卑斯地区的群智冰期、民德冰期、里斯冰期、武木冰期和群智—民德间冰期、民德—里斯间冰期、里斯—武木间冰期。我国东部地区的邢阳冰期、大姑冰期、庐山冰期、大理冰期和翻阳—大姑间冰期、大姑—庐山间冰期、庐山—大理间冰期。这些名词以及把武木期和大理期称为末次冰期、末次冰朔后的时期称为冰后期，已在地学上广泛使用。
一般认为，冰期的气候要比现在低3—7 ℃，降水量也比现在大。在地球史上的最后一个大冰期的第四纪冰期中，冰川最强盛时，全球32%的陆地面积为冰川覆盖，大量水分以固态停滞于大陆，海平面要比现在低130米。
四、气侯形成因子
气候是某一地区在多年内的大气平均状况或统计状态。平均状态是用气温、降水等气候要素的平均值或统计量来表现的。不同的地区，气温、降水的状况不同，气候的特点也就不同，而对此起决定作用的是太阳辐射、地面状况、大气环流和人类活动等。
太阳辐射是大气运动最根本的能源。不同地区的气候差异及各地气候季节交替，主要是由于太阳辐射在地球表面分布不均及其随时间变化的结果。
下垫面是大气的直接热源和水源。地面状况不同，如海洋和陆地、平原和山地、裸地和植被覆盖地，直接影响到大气中的水热状况。
大气环流具有双重性质，一方面它促进高低纬度之间、海陆之间发生热量交换和水分交换，调整全球热量和水汽的分布，显著地影响各地气候；另一方面它本身也是一种气候现象。
人类在生产和生活过程中有意识或无意识地对气候产生影响，包括改变大气成分和水汽含量，向大气释放热量；改变地表的物理特性和生物学特性等。在现代社会中，人类活动对气候的影响越来越大。
五、影响气候和环境的几种人类活动因素
造成全球性气候和环境变化的人类活动主要有以下几种：
1.工农业生产排入大气的一些污染气体。这些气体主要有二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）、一氧化二氮（N2O）、臭氧（O3）、氟氯烃化合物（CFCn，主要为氟利昂11和氟利昂12，即CFC11和CFC12）、四氯化碳（CCl4）以及一氧化碳（CO）等。后两种在大气中生命期短，但对环境污染有重大影响。温室气体之间可以相互影响，例如，自20世纪70年代末期以来，人们发现大气中O3量逐年下降。研究结果表明，这主要是由于氟氯烃类化合物、一氧化二氮和沼气排入大气造成的。根据粗略估计，这些温室气体对全球增暖所起的作用，CO2占50%，其他温室气体占50%。
此外，还有一些污染气体，严重污染环境，但对气温变化影响不大，这主要是硫化物造成酸雨，沉降后使土地酸化，破坏生态。
2.热带森林和温带植被的破坏。这是人类活动影响气候变化的第二个重要原因，它和温室气体作用是相互影响的。
3.大型水体的人为改变。例如，大型水库的建设、南水北调和河道改道工程，以及人为填湖造陆和干旱地区人造绿洲等工程，都能引起大范围或局地气候的变化。
六、周期性的气候变迁
据资料考证，在距今约3000多年前，我国中原地区的气候比现在暖和得多。那里生存着许多热带和亚热带的动植物，热带标准动物——大象几乎随处可见。因此，当时的河南省称豫州，“豫”字形象地比喻为一个人牵了一头大象。直到现在，河南省仍简称“豫”。
气候变迁的原因十分复杂，特别是极长期中的气候变迁原因，目前尚未获得一致公认的准确结论。近几年来，许多地理学家发现：人类活动对气候变化有很大的影响。如大面积的毁林开荒，改变了地面的反射率，减少了水汽蒸发，造成局部地区干旱。而煤、石油、天然气等化石燃料的大量燃烧，造成空气中CO2含量增加，引起气温升高。这些影响到气候变迁。
七、地方性的“小气候”
“人间四月芳菲尽，山寺桃花始盛开。”这是白居易游庐山看到的情景。这种同一大范围内的不同气候状况，平原和山区的显著差异，就是地方性气候，也叫“小气候”。
形成小气候的原因，有地表性质不同造成的，也有人类、生物活动的因素。谚语“一山有四季”，说明小气候在山区表现特别明显。有人曾在6月份从四川北部阿坝出发下山，当他经过海拔3600米的地方时，那里山沟里还有冰雪；再下山走到海拔2700米的米亚诺地方，那里小麦已经返青；再往下到海拔1500米处时，地里的小麦将近黄熟了；而在海拔1360米的茂汶县，小麦已开镰收割；当晚间到达海拔780米的川西平面上的灌县时，小麦已收割完毕了。这个人在一天之中，竟经过了从播种到收割的四季。
地方性气候虽然主要由局部自然条件或人为条件所决定，但也受大范围天气和气候条件的影响。掌握小气候的特点，改善小气候环境，做到因地制宜，这对工农业生产和人民生活都有十分重要的意义。
八、气候异常对人类的影响
气候带移动 全球气候变暖，对人类生存环境有利有弊。由于全球气候变暖，气候带将北移，这在远离赤道的地方变化最显著。据推算，年平均气温每升高1 ℃，农业气候带将北移100千米。温度带移动会使大气运动发生相应变化，全球降水也将改变。一般来说，低纬度地区现有雨带的降水量会增加，有可能对我国和夏季风边缘的许多发展中国家带来雨水增加，有利于农业生产，但有的地区将面临洪涝威胁；高纬度地区冬季雪量也会增加，而中纬度地区夏季降水将减少，使部分地区干旱加剧。
海平面上升 随着温室效应增强，气温升高，海水温度也随之升高，海水膨胀，促进海水平面升高；另一方面气温升高使南北极和高山冰雪融化，也会导致海平面上升。当全球增暖1.5—3.5 ℃时，海平面可能上升30—90厘米。海平面上升主要使沿海地区受到威胁，另外还会引起海水倒灌、洪水排泄不畅、土地盐渍化等后果。
人类健康将受到严重影响 首先，由于异常高温，死亡率将显著上升，尤其是老人和婴幼儿特别难以适应高温。其次，危害人体健康的各种疾病，在变暖后的快速传播机制大大增强，许多热带流行瘟疫将北上。
臭氧层减少的影响 由于臭氧层的破坏，世界上皮肤癌和白内障患者的数量将剧增，水稻、小麦、棉花、大豆等重要粮食作物产量将大幅下降，海洋表面浮游生物将被紫外线杀死，进而破坏整个海洋食物链。
其他影响 随着温度变化，动植物对气候变化的典型反映，需要有逐渐适应的时间，加上森林减少，动植物生存受到威胁。气候增暖将使森林所占土地面积减少，森林火灾频繁、严重，排放更多的二氧化碳，使全球进一步变暖，随着气温的升高，更长的炎热时间使人们用水量增加，全球缺水、荒漠化进一步发展。气候变暖，人们会更长时间地使用空调、电扇、冰箱等电器设备，因而电能消耗量增加，不但排放更多的废热，还需增加发电量，多烧燃料，进而使二氧化碳排放又增加，温室效应加剧。气候变暖还往往伴随着水灾、飓风等自然灾害。
九、历史时代的气候变化
从第四纪更新世晚期，距今约1.1万年前后开始，地球从第四纪冰期中的最近一次亚冰期，进入到现代的亚间冰期，人们也称之为冰后期。这一段时间大体上相当于人类进入到有文字记载的历史时代。关于这时期的气候，挪威的冰川学家曾做出近1万年来的雪线升降图，说明雪线升降幅度并不小，表明冰后期以来，气候有明显的变化。我国有悠久的历史记载，竺可桢将这些记载加以整理分析，发现我国5000多年来的气候有4次温暖期和4次寒冷期交替出现。
在公元前3000—公元前1000年，即从仰韶文化时代到安阳殷墟时代，是第一个温暖期，这个时期大部分时间的年平均温度比现在高2 ℃左右，最冷月温度约比现在高3—5 ℃。
从公元前1000年左右到公元前850年（周代初期），有一个短暂的寒冷期，年平均气温在0 ℃以下。
从公元前770年到公元初年，即秦汉时代，又进入到一个新的温暖时期。
从公元初年到公元600年，即东汉、三国到六朝时代，进入第二个寒冷时期。
从公元600年到1000年，即隋唐时代，是第三个温暖期。
从公元1000到1200年，即南宋时代，是第三个寒冷期，温度比现代要低1 ℃左右。
从公元1200到1300年，即宋末元初，是第四个温暖期，但是这次不如隋唐时那样温暖，表现在大象生存的北限，逐渐由淮河流域移到长江流域以南，如浙江、广东、云南等地。
在公元1300年以后，即明清时代以来，是第四个寒冷期，温度比现代要低1—2 ℃。
近5000年来，虽然是寒冷期与温暖期交替出现，但是总的趋势是由温暖向寒冷变化，寒冷期一次比一次长，一次比一次冷。在第二个寒期，只有淮河在公元225年有封冻。而在第四个寒冷期的1670年，长江几乎都封冻了。
有趣的事情是：挪威冰川学家用雪线高度表示气温升降，竺可桢用的是历史文献记载资料，结果却十分一致，说明冰后期以来的气候变化具有全球的普遍性，绝对不是一种巧合。
问题研究 为什么市区气温比郊区高
三维目标
知识与技能
1.认识什么是热岛效应，培养探究能力。
2.引导学生将热力环流原理应用到城市热岛环流的分析之中，理论联系实际，巩固所学知识。
3.培养学生的资料分析能力，分析城市热岛效应发生的原因，并能提出减弱城市热岛效应及其影响的建议。
过程与方法
1.在所学热力环流原理的基础上，分析城市热岛效应发生的原因。
2.以探究学习方式进行问题研究。从等温线分布图中发现问题，从景观图片中分析产生问题的原因，讨论问题会带来的影响。
情感、态度与价值观
1.培养学生科学研究的素养和态度。
2.培养学生的合作和团队精神。
教学重点
1.培养学生提取、分析地理信息的能力和表达能力。
2.引导提出减弱城市热岛效应及其影响的建议。
教学难点
1.学生资料分析能力的培养。
2.理论联系实际能力的培养。
课时安排
1课时
教学过程
导入新课
师2005年2月19日，成都迎来了9年一遇的降雪。雪花飞舞、愉悦人心的时候，市民也发现，在离市中心不到20千米的三圣乡，雪花飘落在绿色的树叶和盛开的花瓣上，白茫茫的银装顿时让色彩斑斓的地方变成了北国风光。遗憾油然而生，成都城区虽然飘落着同样的雪花，但城市像一个“火炉”，雪不着地就没影了。为什么雪花不给城里人玩耍的机会呢？
生是城市热岛效应的影响。
师正确。四川省专业气象台预报员吴德仁说，降雪当天，郊区最低气温降到了0 ℃，但城区温度却保持在2 ℃左右。所以，市民在城外可以欣赏到银装素裹的动人雪景，而雪花飘落到城区时，城里2 ℃的温度使雪花瞬间化成了水。
我们今天要研究的课题就是：为什么城市气温比郊区高？
（板书）问题研究 为什么城市气温比郊区高？
推进新课
（投影）课题研究思路：
师请大家按照投影上的课题研究思路来展开研究。
（投影——资料1）图2.29“城市热岛效应示意”，资料分析：
1.描述图中气温曲线的特点。
2.总结什么是城市热岛效应。
师上个星期日我们请家住市中心的几个同学和家住郊区的几个同学分别在早上8：00、下午14：00、晚上20：00同时测量居住地附近的气温。请大家上台展示。
生（分别上台展示测量结果）
（投影表格）教师同时录入学生测得的气温数据并演示出来。

师（按市中心到远郊的顺序及时间的顺序，把学生测得的气温数据列表比较）请大家看投影图示，读图分析。同时，再对照我们同学测得的不同地点不同时刻的气温数据，看看你能得出什么结论。
生（分组合作讨论）1.图中气温曲线的特点是：城市中心的气温高于郊区，城郊居民区的气温高于农田。
生（分组合作讨论）2.城市热岛效应：就是一种城市气温比郊区高的现象。
（过渡）
师大家分析得很准确。每当炎炎烈日之下，我们忍受着城市里的高温酷暑，切身的体会使我们不由得要问：是什么因素导致了城市的热岛效应？请看投影，分析资料。
（投影——资料2）图2.30、图2.31，资料分析：
1.对比以上两幅图片，讨论城市热岛效应产生的原因。
2.除了照片上提示的原因外，想一想还有哪些因素可能导致城市热岛效应。
生（合作讨论）1.地表覆被的不同是城市热岛产生的一个原因。
生（合作讨论，参考课前收集资料）2.盛夏季节，城市里热浪滚滚，到了郊区，人们明显感到凉爽了许多。在城市里，人们大量地燃烧石油、煤气、煤炭等燃料，燃料中的化学能大部分转换成机械能、电能，其余的则转化为热能，直接释放到空气中。大城市有几十万辆汽车，每天要排放大量尾气，这些汽车尾气的温度都在100 ℃以上，这就大大影响了城市的气温。
城市中的建筑物鳞次栉比，水泥或柏油地面的街道纵横交错，因而造成城市下垫面的性质与郊区不同。城市的建筑物和深色路面，在白天会大量吸收太阳辐射热，并且很快地升温。因此城市成了一个巨大的“热岛”。
此外，由于空气中存在着大量烟尘和各种气体污染物，因而在城市上空形成了云和雾。这些云雾在夜间减少地面的有效辐射，使得地面降温减缓。这些特殊的条件使城市具有“热岛效应”，即城市比郊区、田野气温高。
城市有许多高楼大厦。重重叠叠的高楼大厦组成了庞大的人造屏障，当较冷的空气从郊区流向城市里，这些人造屏障就会阻挡空气的流动，这样大部分冷空气就被阻挡在城市外面。这也是造成城市比郊区气温高的原因。
“热岛”的强度通常和城市大小有关。几万到十几万人口的小城市市区和郊区气温相差2—3 ℃；数十万人口的中等城市，市区和郊区相差3—5 ℃；而数百万人口的大城市，市区和郊区气温可相差5 ℃以上。
“热岛效应”反过来又使城市耗电及用水量大增，夏天要想降低1 ℃比冬天升高1 ℃用电量要大得多。这样，又要耗掉大量能源，造成更多废热，进一步加强“热岛效应”及其他气候效应。
师据估算，城市白天吸收储存的太阳能比乡村多80%。到了晚上，城市降温缓慢，因此夏季前半夜便仍感闷热。还有，晴天的夜间城市上空常有逆温层存在，它阻碍了热量向高空扩散。
（投影——资料3）图2.32，资料分析：
1.热岛环流产生的原因是什么？
2.这种环流会对市区大气污染物的扩散产生哪些影响？
3.还会产生哪些影响？
4.我们应该如何避免这种影响？
生（分组合作讨论）1.市区的气温高于郊区的气温，冷热不均造成市区的大气受热膨胀上升，到一定高度向郊区扩散，近地面形成较低气压；郊区气温较低的大气收缩下沉，近地面形成较高气压，大气向气压较低的市中心扩散。这样就在市中心和郊区之间形成了大气的热力环流。
师请大家根据热力环流原理绘制出城市和近郊大气流动的示意图。
（引导学生绘图）
师（对学生热力环流原理的应用水平进行评价）
这种环流对城市大气污染有什么样的影响？
生（分组合作讨论）2.城市的热岛效应对大气污染的扩散有一定的影响。由于城市好像一个“热岛”，热气不断上升，形成一个低压区，郊区的冷空气向市区侵入，将郊区工厂的大气污染物带到市区，加上城区污染源又多，城郊和城区的污染物都向市中心集中，而原由市区扩散到郊区的污染物也随之重新聚集在城市上空，持久不散。由于城市热岛效应所影响的高度一般只能达到地面以上100—300米的低空，城市上空的云、雾会增加，使有害气体、烟尘在市区上空累积，市中心往往成了城市中大气污染物浓度最高区，形成远比郊区严重的大气污染。
生（分组合作讨论）3.热岛效应在某些地区也有好处。比如在高纬都市区可采深色建筑以增强热岛效应。如北欧等高纬度地区，都市热岛效应对都市较为有利：因温度较高，冬季积雪较少，可节省清雪费用，可减少暖气消耗。
生（分组合作讨论）3.由于工业、生活排放的各种污染物集中于市区，容易形成酸雾、油雾、烟雾、光化学雾等，所以城市雾气多。
生（分组合作讨论）3.城市的热岛效应威胁着市民的生活和健康，医学研究表明，环境温度与人体的生理活动密切相关。环境温度高于28 ℃时，人们就会有不舒适感；温度再高就易导致烦躁、中暑、精神紊乱；气温高于34 ℃，并伴有频繁的热浪冲击，还可引发一系列疾病，特别是使心脏、脑血管和呼吸系统疾病的发病率上升，死亡率明显增加。此外，高温还可加快光化学反应速率，从而提高大气中有害气体的浓度，进一步伤害人体健康。
生（分组合作讨论）3.在“热岛效应”的作用下，城市中每个地方的温度并不一样，而是呈现出一个个闭合的高温中心。在这些高温区内，空气密度小，气压低，容易产生气旋式上升气流，使得周围各种废气和化学有害气体不断对高温区进行补充。在这些有害作用下，高温区的居民极易患上消化系统或神经系统疾病，此外，支气管炎、肺气肿、哮喘、鼻窦炎、咽炎等呼吸道疾病人数也有所增多。夏季因中暑而叫急救车上医院的人数增加。
生（分组合作讨论）3.美国宇航局的一项新卫星观测结果证实，热岛效应会导致城市地区降雨量显著增加，这一结果再次提醒人们要重视城市化给气候变化带来的影响。谢泼德及其同事对美国宇航局“热带降雨测量”卫星观测数据的分析显示，受热岛效应的影响，城市顺风地带的月平均降雨次数要比顶风区域多28%，在某些城市甚至高出51%。他们还发现，城市顺风地带的最高降雨强度，平均比顶风区域高出48%—116%。
由于城市热岛有利于空气对流，在城市，出现雷暴、冰雹等强对流性天气也比郊区多。
生（分组合作讨论）3.由于城市化对气候的这些影响，城市气候资源也发生相应的变化。一般说，在寒冷地区，城市的热量资源有所改善。在炎热地区，则更加剧了高温危害。
师那么我们应该如何避免这种影响？
生（分组合作讨论）4.减弱城市的热岛效应。
（过渡）
师刚才我们一起研究了什么是城市的热岛效应，分析了城市热岛效应形成的原因，讨论了城市热岛给城市带来哪些影响。下面，请你根据你搜集的资料，对应城市热岛效应形成的原因，从吸热和放热两个方面去考虑，提出减弱城市热岛效应及其影响的建议。
生（分组合作探究）高纬都市区可采深色建筑以增强热岛效应。（如北欧等高纬度地区，都市热岛效应对都市较为有利：因温度较高，冬季积雪较少，可节省清雪费用，可减少暖气消耗）
低纬度地区应避免建造玻璃帷幕式建筑，以减少太阳辐射热量的吸收，以免耗费冷气空调资源。
生（分组合作探究）现在热岛的防治和城市的整个规划是非常有关系的。要逐步改善城市的布局，统筹安排工厂区和居民区，高层建筑不宜太密集，使风易于穿过市区。
生（分组合作探究）还应尽可能地避免使人口特别密集。
生（分组合作探究）防治热岛效应应注意到房屋形状的设计、通风的问题。在整个居民生活用的设施在散热方面统一规划，也会降低热岛效应的问题。
生（分组合作探究）热岛的效应之所以这么突出，原因就之一是污染。污染就好像一个暖盖一样，这样一个暖盖使得下面的空气无法散发出去，就相当于一个温室的问题，更可以加重暖盖的效应。减少污染，使大气更透明一些，热岛效应可能会有一些缓解。
生（分组合作探究）重新确立交通体系，抑制车辆的废热排放量、改进铺路材料，增强路面的透水性等。环境省的测算表明，如果建筑物的废热排放量减少一半、铺设保水性材料道路的普及率达到50%、有50%的建筑物实现楼顶绿化，城市市区的气温将下降0.7 ℃，气温超过30 ℃的天数也将减少21.3%。
生（分组合作探究）严禁填湖行为，扩大水域面积，有助于降低炎夏热度。
生（分组合作探究）对传统工业结构进行改造；
生（分组合作探究）建设高层楼房时有义务确保相应的绿化面积。
生（分组合作探究）国内外专家都在积极研究和探索减少“热岛效应”的方法。现在，许多城市都认识到“造绿”是改善城市“气候岛效应”的好办法。削弱热岛效应，专家认为要从大力优化生态环境做起：增加绿地面积，在路边、花园和屋顶植树种草，通过植物吸收热量。
生（分组合作探究）广东省政协委员梁国昭认为，尽管广州近年对绿化越来越重视，但有不少环节仍忽略了“热岛效应”因素。比如，为了城市美观，一度营造出许多城市绿地，其实这些草坪的生态功能并不强，它们的蓄水能力较弱，缺少蒸腾作用，并不会给城市降温。我们觉得他的意见很有道理。
生（分组合作探究）立体绿化有别于简单的草坪绿化，经过合理布局，立体绿化有开发占地小、绿化面积大、见效快的功效。“楼顶绿化”即是其一，既能给楼宇降温，又净化空气、美化景观。
生（分组合作探究）城市热岛强度和平面结构与绿化程度及其分布有密切的关系。当绿化覆盖率达30%时，气温可下降8%；覆盖率达40%时，气温可下降10%；覆盖率达50%时，气温可下降13%。因此，当夏季白天气温为38 ℃时，50%的绿化覆盖率可使气温降低4.9 ℃，基本上消除了城市热岛的威胁。另外，城市中绿化覆盖率高的地段，都不是高温中心的所在地。北京市根据1981年的资料分析，该市夏季热岛分布呈许多中心型，在市区范围内常形成8—10个高温中心，而这些高温中心都与市区公园交错，或分布在绿化覆盖率较低的地方。
生（分组合作探究）绿地增强城市的竖向通风。一般情况下，植物叶面的温度不超过35 ℃，而水泥路面、建筑物表面的温度则可达到40 ℃左右。城市中建筑物多的地区是暖点，加上工厂、锅炉等人工热源，形成了一个个高温中心，而公园和多树木的绿地则是“冷区”，这样，绿地附近的较凉空气就会不断地向高温中心输送，产生了微小的竖向通风，这种通风沿着城市的大街小巷穿行，也会给人们带来凉爽。
小结：刚才我们一起研究了什么是城市的热岛效应，分析了城市热岛效应形成的原因，讨论了城市热岛给城市带来哪些影响，并对应城市热岛效应形成的原因，提出了许多合理的减弱城市热岛效应及其影响的建议。希望大家能继续以这种探究的学习方式，把我们平时的各科学习搞得更有成效。
布置作业：以“为什么城市气温比郊区高”为题，撰写一篇小论文。把今天我们一起研究得到的体会和结论写在论文里。
板书设计
备课资料
一、固体地球的圈层结构
纵波：纵波是通过介质的体积变化即挤压和拉伸传播的，在固、液、气态介质中均可传播，速度最快。
横波：横波的震动方向与传播方向垂直，通过介质的形态变化而实现，又称作剪切波，只在固体中传播，速度较慢。横波的振动很强烈，它是引起建筑物破坏的重要原因。人们所感受到的振动是多种波共同作用的结果。
由于纵波在地球内部传播速度大于横波，所以地震时，纵波总是先到达地表，而横波总落后一步。这样，发生较大的近震时，一般人们先感到上下颠簸，过数秒到十几秒后才感到有很强的水平晃动。这一点非常重要，因为纵波给我们一个警告，告诉我们造成建筑物破坏的横波马上要到了，快点作出防备。
古登堡界面：1914年，美国学者古登堡（Gutenberg）发现地下2900千米处存在地震波速的间断面，首先是发现距震中11500—16000千米的范围内存在地震波的阴影区，解释为存在地核，其次是传播速度发生了明显的变化，纵波存在一次由13.6千米/秒突然降低的截面，而横波则突然消失了。后证实这是地核与地幔的分界层。该不连续面称为古登堡面。
莫霍界面：南斯拉夫地震学家莫霍洛维契奇1909年研究萨拉布地区一次地震时发现在地下33千米处地震波的波速发生了明显的变化，由原来的6—7千米/秒突变到8千米/秒，说明组成物质明显不同。持续研究发现，这一界面具有全球性，并经证实是地壳和地幔的分界线。因此，该不连续面称为莫霍面。莫霍面在大陆地区深度约20—70千米，大洋地区7—8千米。
地球并不是均一的整体，通过地震波记录获得的地球物理资料揭示固体地球是由不同圈层构成的。由地球的中心至地表可分为地核、地幔和地壳。地震波是地震震源释放的能量波。地震波分为面波和体波。记录地震波的仪器称为地震仪。面波是那些在外层围绕地球传播的波；体波是那些沿着一定传播路径穿过地球内部的波。面波的研究结果提供了大量有关地球的资料，但为测定地球内部结构，我们必须把研究工作转到体波方面来。
岩石圈是巴雷尔于1914年根据板块理论提出的地球圈层概念。岩石圈包括地壳和上地幔的上部。岩石圈的厚度是变化的，大洋部分在洋中脊的最新部分只有6—8千米，在最老部分则有100千米；大陆岩石圈更厚一些，基本上在100—400千米。
软流圈是巴雷尔（Barrell.Joseph）与岩石圈同时提出的地球圈层概念。它位于上地幔低速层之下至过渡层上部。软流层温度较高，但刚性较弱，能够长期缓慢变形，相对低温的、刚性的岩石圈可作为一个整体漂流在软流圈之上。
地壳是地球最表面的构造层，只占地球体积的0.8%。根据其性质可分大陆地壳和大洋地壳。地壳和地幔之间以莫霍面分界。
地幔位于地球金属地核之上的巨厚的硅酸盐圈层，是地球最重要的组成部分（占地球体积的82%），地幔受到放射性同位素衰变的加热，引起地幔内部的大规模物质对流，通常认为板块的运动是由这一对流驱动的。地幔与地核的分界面称为古登堡面。根据波速在400千米和670千米深度上存在两个明显的不连续面，可将地幔分成由浅至深的三个部分：上地幔、过渡层和下地幔。
地核位于地下2900千米以下。地震地球物理资料表明地核可分为两个部分：内地核和外地核。
二、水循环具有极其重要的作用
首先，地球各种水体通过蒸发（或蒸腾）、水汽输送、降水、下渗、径流等一系列过程和环节，把大气圈、水圈、岩石圈和生物圈联系起来，构成一个庞大的永不停息的大系统。
其次，各种水体不断运动、转化，使地球上各种水体不断更新，维护全球水的动态平衡。陆地水得以更新、补充。
再次，水循环是自然界最基本、最重要的物质循环之一。通过水的携带、溶解，促使自然界物质的运动。对地表吸收的太阳辐射能起着吸收、转化、传输和调节的作用。从而实现了四大圈层之间物质的迁移和能量的转换。
最后，水循环不仅影响着全球的气候和生态，而且使水成为自然界最富动力作用的因子，通过物理、化学作用，不断塑造着各种地表形态。如：大气运动输送水汽，一股使沿海气候湿润，而内地干旱少雨；在全球形成两大多雨带（热带多雨带、温带多雨带）和两大少雨带（副热带少雨带、极地少雨带）。
三、生物圈
生物圈也叫生态圈，它是由大气圈下层、水圈、土壤岩石圈以及活动于其中的生物组成的地球表面最大的生态系统。
地球在长期演化过程中，形成了大气圈、水圈、土壤岩石圈等不同的圈层，这三个相互重叠重迭、互相渗透、相互作用，形成水中有气、气中有水、土中有水有气的适合生物生存的环境。生物依靠三个圈层提供的物质和太阳辐射能量生存发展，同时也在发展过程中，不断地改造各圈层的成分和性质。地球表面的三个无生命的物理圈层，只有出现了生物相互进行积极的生命渗透之后，才构成生物圈。
生物圈范围究竟有多大？从地球表面向上23千米的高空、向下11千米的深度（太平洋最深的海槽）都属于生物圈的范围。
问题研究 月球基地应该是什么样子
三维目标
知识与技能
1.在问题研究中初步学会探究学习。
2.把前面学习的有关地球上存在生命的条件等知识应用到问题研究中，以理论指导实践，巩固所学知识。
3.培养学生通过各种方式进行查找、收集、分析资料的能力。
过程与方法
1.在所学知识的基础上大胆设想和创新，科学地尝试规划月球基地。
2.运用探究学习的方式加强研究性学习课程的实施。
情感、态度与价值观
1.培养学生科学研究的素养和态度。
2.培养学生的合作和团队精神。
教学重点
1.探究学习方式的初步体验。
2.查找、收集、分析资料的能力培养。
教学难点
1.探究学习方式的初步体验。
2.查找、收集、分析资料的能力培养。
3.月球基地的整体规划。
课时安排1课时
教学过程
导入新课
（放映）1969年7月美国“阿波罗”计划片段。
（投影）月球环形山图片（图1）。
图1
几千年来，中华民族就流传着“嫦娥奔月”的美丽神话，1969年美国“阿波罗”11号在月球探测中取得最辉煌的成果，先后有6次12名宇航员踏上月球，并向地面带回440千克的月岩样品。
科技大国美国、欧洲、中国、日本、加拿大和印度，最近都燃起了对月球的兴趣，计划在10年内派太空船到月球展开探索，并提出要建立月球基地。
2002年6月，科罗拉多开采学院土木工程师苏姗特就跟欧洲太空总署（ESA）旗下的欧洲太空研究及技术中心（ESTEC）合作，于荷兰举办了第一届欧洲月球基地设计工作坊，由来自16个国家13个学系和40名毕业生，构思出他们心目中的月球基地。结果，工作坊成功“开发出”数个独特的月球基地设计，每个基地都发挥特有的功能，如开采冰水研究、开发太阳能、用水研究、开采氦3等，同时也顾及在月球居住的社会和心理问题。
那么月球基地应该是什么样子呢？下面我们一起来探究这个问题。
推进新课
师我们首先来了解一下人类已经对月球做了哪些探测研究。
（投影）
就国际上的探月活动来说，从1958年至今，美国进行了9次载人月球探测，其中有6次为载人登月；前苏联、美国、日本和欧洲空间局向月球发射的无人探测器共计87个。
1969年7月，“阿波罗”11号实现了人类登月之梦，在月球探测中取得最辉煌的成果。这一年先后有12名宇航员踏上月球，并向地面带回440千克的月岩样品。
1972年美国“阿波罗计划”结束以后，月球探测一时有所降温，因为探月活动耗资巨大。
1990年日本发射了“飞天”月球探测器，正在研制“月神”月球探测器。
1998年美国发射“月球勘探者”探测器，准备在2004年发射“破冰者”探测器。
2003年9月27日欧洲第一个月球探测器“SMART1号”在格林尼治时间顺利升空。
2004年2月我国公布了首次探月计划。
师再看看今后各国的探月计划。
（投影文本及图2）
美国：准备重返月球
图2
据美国媒体报道，虽然许多科学家担心美国重返月球的计划耗资太大，影响到其他科研项目的执行，但这些并没有影响到布什政府重返月球的雄心，美国国会已经批准了美国家航空航天局的预算。
执行重返月球计划的第一步骤是寻找合作厂商，本月初，美国家航空航天局已经签出总价值约10亿美元的70份合同，获得这些合同的都是美国著名的军事和科技设备制造商，如诺斯罗普·格鲁曼公司、波音公司等。这些合同项目包括建造一个机器人探测者，用于寻找一个适宜做月球基地的好地点，建造采掘月球资源的设备以及着陆器等。
美国家航空航天局曾在一份太空探索战略文件中建议，月球南极可能是最适宜人类驻扎的目的地。因为月球南极地区有冰冻水存在的迹象。这些冰冻水可用于饮用或分离为氢气和氧气作为燃料。这份文件还提议在2008—2011年间开展一系列月球无人探索任务，搜集数据并选择着陆地点。2011—2015年间，美国将为建立永久有人基地作准备。
（投影文本及图3）
图3
NASA设想研制移动式月球基地
美国宇航局（NASA）正在积极研究新的月球计划，其中包括设计未来月球基地的研究工作，不仅要研究固定式月球基地，而且还要研究移动式的。
目前，位于加州的NASA埃姆斯研究中心已成功研究出一种移动式月球基地的设计计划。该中心专家已在6月底提出移动式月球基地新构思，相应的计划由NASA研究员迈克尔·科埃恩博士在新墨西哥州美国物理研究所举办的论坛上提出。
科埃恩博士指出，移动式月球基地具有一系列优点，其中一个主要优点是，移动式月球基地不会拴死在月球表面一个具体点上，借助于移动式月球基地将可以进行更广泛的研究，同时建造移动式月球基地的费用也不会太高。
科埃恩博士批评了传统的月球基地模型，为了确保长期考察队的安全，必须至少派3部车辆运送他们。这样，建造移动式月球基地要简单得多。除此之外，移动式月球基地可以协同工作，连接成特殊的“列车”，然后再分散进入各自的研究区域。不过，研究月球移动式基地的设想暂时还处于起始阶段，到真正实施时也许会与现在讨论的方案完全不同。
（投影文本及图4）
图4
俄罗斯：要建造月球基地
在美国大张旗鼓准备重返月球的同时，俄罗斯也准备实施相似的计划。早在2002年，俄罗斯航空航天局领导人就曾宣布，俄罗斯在一系列月球项目方面积累了丰富经验。许多专家也多次强调，俄罗斯可在近期实现月球飞行。
在美国公布重返月球计划后，俄罗斯航空航天局副局长莫伊谢耶夫22日宣布，俄罗斯将会在2020—2025年间在月球上建成一个自动化基地。莫伊谢耶夫当天在华盛顿参加美国航空航天局组织的国际空间站项目问题研讨会上宣布，俄罗斯不排除近期在月球建设基地的可能性。
莫伊谢耶夫还告知其他国家的官员关于俄罗斯国际空间站的计划，包括旨在探索太阳系的先进研究，以及自动化航天器的应用。
（投影文本及图5）
图5
欧洲版 “嫦娥工程”：（图为欧洲首颗月球探测器智慧一号）
“SMART-1号”月球探测器于2003年9月发射升空，它是欧洲航天局名为“高级技术研究小规模任务”的系列低成本探测计划的第一步，该计划担负着为日后重大研究项目进行前期技术考察的任务。
“SMART-1号”拥有一套全新设计的动力推进系统：一种高效能离子驱动系统。在整个系统中，由太阳能电池板产生电力，以此使得氙气燃料加热后电离化，产生的离子由探测器后部喷射出来，以此推动探测器向前飞行。据悉，整套系统比传统的火箭推进系统效率高出10倍。为建月球基地选址欧洲航天局表示，此次“SMART-1号”主要探测活动之一，是详细考察月球上一座名为“恒久光明之巅”的山峰。这座月球山峰山顶上由于能常年沐浴到太阳光照射，其温度在适宜人类活动的-20 ℃左右，是人类建造月球基地的理想位置。同时由于其常年能接受到太阳能辐射，可以满足宇航员工作生活上对能源供给的要求，据初步估计在其附近环形山地带也许还有大量可供使用的水存在。
作为“SMART-1号”探测器上X射线分光设备的主要负责人，来自英国牛津郡的拉塞弗德·阿普尔顿实验室的曼纽尔·格蓝迪博士称：“月球上的南极地区很可能是建立人类月球基地的理想选址地区。”
绕月追寻月球身世
按照整个探测计划，从2005年1月开始，“SMART-1号”在环绕月球的轨道飞行中逐步测绘出月球表面等高线轮廓图、绘制月球上各种矿物质分布图，并进一步探索月球表面地层的进化线索。
其中最主要的任务，就是详细研究月球南极的“埃特肯盆地”区域。“埃特肯盆地”宽度接近2500千米，深度更达到13千米，是迄今为止太阳系内已知最大的冲击陨石坑。据称，埃特肯盆地几乎深达月球地幔内部，可以使科学家看清月球的内部构造，进一步了解到月球的过去。
（投影文本及图6）
图6
日本：日本于1970年发射了第一颗人造卫星，此后的很长一段时间内，日本都处于国际航天业的前列，1996年，当日本拿到为美国休斯公司发射30颗卫星的合同时，日本更是意气飞扬，认为是本国H2火箭计划的巨大成功。但不幸的事接踵而来，H2火箭接连4次发射失败，致使合同几乎全部被迫取消，虽然此后H2A火箭也有连续两次发射成功的成绩，但是日本火箭的信誉已经丧失殆尽。
早在13年前，日本就开始了研发“月神A”号的工作，并计划于1995年让其搭载M5火箭从位于日本鹿儿岛县的内之浦宇宙空间观测所发射升空。但是，受M5的开发延迟等因素影响，探月卫星的发射一推再推，如今已经是第7次推迟了。日本宇宙机构在去年发射“希望”号火星探测卫星失败后，决定对探月卫星“月神A”号进行全面检查，结果发现仍有不少问题。据悉，宇宙开发委员会下个月将对该卫星进行重新评估，不排除终止探月卫星计划的可能。
发展探月十余年永久基地是目标。在上世纪六七十年代的探月热潮之后，90年代又掀起第二次高潮，当时拉开新一轮探月序幕的正是日本。
1990年1月24日，日本用M35-2型火箭成功发射了一颗“缪斯A”号科学卫星，这颗卫星进入太空后更名为“飞天”号。这是日本第一次发射接近月球的科学卫星，使日本成为继美苏之后，世界上第三个探测月球的国家。
1996年，日本提出了建造永久月球基地的计划，预计投资260多亿美元，在之后的30年之内建成月球基地，包括居住、氧和能源生产厂以及月球天文台等。将月球软着陆和自主漫游车技术作为核心技术进行开发，计划2005年将漫游车送上月球。现在看来，这个愿望未能实现。
正在就日本几十年后的宇宙开发长远规划进行研究的日本宇宙航空研究开发机构完成了一份《中期汇总方案》，其核心内容是在月球表面建立无人太空基地，以及在比月球更远的地方建立“深层空间站”等。
方案中包括了利用机器人技术在月球表面建设无人基地，在不受大气影响的环境下进行天体观测，以及为载人太空活动积累技术经验等内容。
此外，还计划用30到50年的时间，在离地球大约150万千米处太阳和地球的重力保持平衡的特殊稳定空间内，悬浮一个无人的太空基地，以此构筑“深层空间站”。该空间站将可以用来设置望远镜观测宇宙，或是作为探测火星和木星等行星时的中转站。
加拿大：10年内登月奔火星拟与印度共探月
加拿大航天局局长加内奥表示，加拿大有能力在今后10年内登上月球或火星。他还透露，加拿大已经开始与印度进行月球探测方面的合作。
加内奥在加拿大蒙特利尔的一次新闻发布会上说，如果有充分的经费保证，依加拿大现有的技术能力，加拿大完全可以在今后10年内登上月球或者火星。
加内奥指出，加拿大已经开始与印度进行月球探测方面的合作。他表示，在去年3月与印度方面进行会谈时，印度提出双方的合作可以先放下登月计划，而从发射月球轨道探测器开始。加拿大目前正在研究在印度的卫星上安装仪器的可行性。
印度：已准备好参与登月
据印度报业托拉斯报道，印度空间研究组织（ISRO）主席奈尔在印度南部城市班加罗尔表示，印度希望参与美国“新登月计划”的实施，并已为此作好了准备。
奈尔对记者说，印度空间研究组织对布什讲话进行了认真研究，认为与美国在航天技术领域进行合作有利于印度空间技术的发展，也将大大推动印度自身的“登月计划”的实施。
奈尔表示，印度将在2007年或2008年用自行研制的运载火箭“PSLV”将重达530千克的无人驾驶飞船“月旅1号”送入月球轨道。此外，印度还计划发射一艘低空极地飞船，以探测地球上的各种自然资源。
据悉，印度空间研究组织官员将在班加罗尔与美国国家宇航局官员就两国在航天领域进行合作事宜继续进行磋商。
中国：早在1978年，美国总统安全事务顾问布热津斯基就送给中国政府1克月球样品，中科院就曾组织全国力量对0.5克月球样品进行了初步研究，同时还利用月球陨石和其他途径开展了相应研究。
随着我国科技的发展和我国国力的增强，“嫦娥奔月”将这一神话变为现实的日子已经为期不远了。2004年1月，国务院正式批准绕月工程立项后，经绕月探测工程领导小组研究决定将我国的探月工程命名为“嫦娥工程”。我国第一颗绕月卫星命名为“嫦娥一号”，要在2007年打出去。
根据绕月探测工程研制总要求，月球探测卫星系统由卫星平台与有效载荷两部分组成。在“东方红”3号卫星平台及其他卫星成熟技术的基础上，研制月球探测卫星平台。卫星选用的有效载荷有：CCD立体相机、激光高度计、成像光谱仪、微波探测仪、太阳高能粒子探测器、太阳风粒子探测器等。根据设计要求，月球探测卫星重量为2350千克，有效载荷总重量130千克，在轨运行寿命为1年。
按照计划，运载火箭系统选用“长征”3号甲作为月球探测卫星的运载火箭。发射场系统选用西昌卫星发射中心作为发射场，并进行必要的适应性改造，以完成月球探测卫星发射任务。
我国科学家已为在月球上建设科研基地作准备，将着重针对在月球上建立天文观测基地、对地球观测基地、深空探测基地、新材料研制与生产基地、人居基地等不同需要，提出并研究相关的科学技术课题。一个完整的月面基地包括用于人居生活、工业加工、农业栽培、观测研究，甚至旅游观光等内容。
师（课前布置全体学生完成第一框的任务：分组收集资料，了解月球表面的自然状况）
这么多的国家对月球基地的建设感兴趣。月球基地可以通过开发月球资源来满足生存和发展的需要，那么建立月球基地需要满足哪些条件呢？我们可以按照以下思路展开研究。
生（课前整理资料，初步分析资料）
师大家收集并分析了很多资料，请你借鉴地球上有生命存在的条件来分析，月球需要哪些条件才能满足人类生存。请大家思考：月球上已经有哪些满足人类生存的基本条件？
生月球上适合人类生存的条件有：引力，极地可能有冰、矿产资源等。
师很好。请大家再思考一个问题，如果在月球上生活，人类还需要创造哪些生存条件？
生月球尚不具备、需要人类自己解决的条件是：适合人类呼吸的大气、适宜的温度条件、可以饮用的液态水、防御宇宙辐射的措施等。
（投影图片）“生物圈”2号

师答得不错。再看资料“生物圈”2号和月球基地有哪些相同之处和不同之处？
生都是人工建造的全封闭的模拟地球的生态环境。但“生物圈”2号是建立在地球上，而月球基地建立在表面引力只有地球1/6近乎真空的月球，“生物圈”2号失败了人还可以重新回到地球的自然环境，但月球基地一旦失败，人就不容易转移到地球上。
师答得很好。我们可以从“生物圈”2号实验中获取哪些经验和教训？
生（1）模拟的生态系统毕竟不是自然的生态系统，其中的生态系统各个组成部分简单、生物种类少、食物链的复杂程度比农田生态系统差，需要人为调节而不是自然调节。（2）种植绿色植物制造氧气但不能过多，否则二氧化碳和肥力不足；动物饲养不能太多，否则氧气消耗会增加；科学家要维持气候、大气成分、生物种类和数量平衡，创造适合生命生存的环境。（3）大气成分发生变化，内部气候没有调节好，粮食歉收，生态平衡被破坏等导致实验失败。（4）日本的“迷你地球”与20世纪90年代初期美国大力宣传的“生物圈”2号计划性质相同。氧气未能顺利循环正是导致“生物圈”2号失败的重要原因。由于土壤中的碳与氧气反应生成二氧化碳，部分二氧化碳又与建“生物圈”2号用的混凝土中的钙反应生成碳酸钙，导致其中氧气含量从21%降到了14%。到后期，“生物圈”2号中的植物几乎灭绝，必须注入氧气才能维持人员生存。“迷你地球”没有使用土壤和依赖微生物，而是使用机器来人工分解和处理废料。这个人工支持部分占据了整个场地的1/4。支持系统的中心部分是复原氧气的处理机，使用高温和电解水的办法从二氧化碳中重新获得氧气。
师很好。“生物圈”2号实验能给你带来哪些启示？
生“生物圈”2号实验说明人类建立起一个独立的人造生态系统是有可能的，这就为在月球上建立一个类似的人造生态系统提供了经验和教训。但实验失败则说明人类目前的科学与技术水平还有待提高。
自然界不同于人工控制系统，大而全的设计导致了顾此失彼。“生物圈”2号内的土壤均来自一个地方，不像地球那样不同地带有不同的土壤类型。模拟的各类生态系统的空间分布格局及大小比例不合理。地球上生态系统内的生物间关系很复杂，目前人类还未全面了解生物间的协调性。
它最重要的启示在于：我们人类目前对地球的了解还是远远不够的，目前最好的办法还是保护和利用好地球，进行环境保护和生态恢复是实现人类可持续发展的必由之路。
师同学们思考得很深刻。下面看资料：月球资源，考虑两个问题：月球上具有哪些人类可以利用的资源？哪些月球资源可用于发展月球基地？
生可以利用的资源包括月球上的空间资源、矿产资源、太阳能资源等。
（1）空间资源。月球是人类研究宇宙和地球本身的最佳平台。科学家认为，月球表面刻有能够追溯到数十亿年前被彗星和小行星碰撞的痕迹，而在地球上这种记载已被大气层所化解。这种记录是人类的宝贵财富。通过对月面上没有人为改造和破坏的某些本来面目研究月球，有助于了解地球的远古状态、太阳系乃至整个宇宙的起源和演变，了解月球的成因、演变和构造等诸方面的信息，有助于搞清空间现象和地球自然系统之间的关系，可以极大地丰富人们对地球、太阳系以及整个宇宙起源和演变及其特性的认识，从中寻求有关地球上生命起源和进化的线索。
用月球作基地，进行深空探测活动。月球的引力只有地球的1/6，航天器从月球上起飞，可大大节省能源。
寂静的月球环境，是进行空间天文学研究得天独厚的场所。月球表面的地质构造极其稳定，月球直接承受太阳的辐射，没有大气层对光线和电波的吸收、散射和折射等干扰，没有尘埃污染，没有磁场，月球的背面没有人造光源和射电的干扰，地震很微小。月球有漫长的黑夜，夜间温度极低。这种环境为建造高精度天文观测台提供了理想的场所。在那里架设望远镜可以进行全波段的天文观测，获得地面观测系统所无法得到的信息。总之，月球可以作为对太阳系、恒星系和银河系中的其他星体进行天文观测和研究的“风水宝地”，是进行天文物理学、重量波物理学、中微子物理学、生物科学和高能物理等观测和实验的理想场所。
同时，利用月球具有高真空、低重力的特殊环境，既能生产特殊强度、塑性性能优良的合金和钢材，还能生产诸如超高纯金属、单晶硅、光衰减率低的光导纤维和高纯度药品等。
（2）月球并非不毛之地，而是一片未开垦的宝地。月球具有丰富的物质资源。据探测，月岩中含有地壳中的全部物质元素，约有60种矿藏。地球上常见的17种元素，在月球上都可以找到。在月球岩土中，具有丰富的氧、铁、镁、钙、硅、钛、钠、钾、锰等物质。月球表面平均有10厘米厚的沙土，共含有80000亿吨铁。月球研究者认为，如果不把碳氢化合物计算在内，月球上的物质能为人类制造出90%的所需物品。月球上有丰富的能源。月球表面覆盖着一层岩屑、粉尘、角砾岩和冲击玻璃组成的细小颗粒状物质。这层物质中富含由太阳风粒子积累所形成的气体，如氦、氖、氮等。这些气体在加热到700 ℃时，就可以全部释放出来。尤其是月球上的氦-3，是地球上所没有的核聚变反应的高效燃料，在月壤中的资源总量可以达到100万—500万吨。30吨这样的尘埃，经热核反应产生的能源，可相当于美国一年生产能源的总和，如果每年从月球上开采1500吨氦-3，就能满足世界范围内能源的需要。利用氦-3进行热核反应，产生的放射性最低，具有经济、安全两大优点。另据计算，从月球中每提炼出1吨氦-3，还可以获得6300吨氢气、700吨氮气和1600吨含碳气体。所以，通过采取一定的技术，来获得这些气体，对于人类找到新的能源和维护永久性月球基地十分重要。
月岩土壤中氧占40%，可以就地生产推进剂和作为受控生态环境和生命保障系统的氧气来源。硅占20%，可以为航天器制作太阳电池阵，其他金属可以为航天器制作各种部件设备。还可以用月球作中转站，为过往的航天器进行检修和补充燃料。
（3）太阳能资源。由于月球表面几乎没有大气，太阳辐射可以长驱直入。计算表明，每年到达月球范围内的太阳光辐射能量大约为12万亿千瓦，相当于目前地球上一年消耗的各种能源所产生的总能量的2.5万倍。按太阳能能量密度为1.353千瓦/平方米计算，假设在月球上使用目前光电转化率为20％的太阳能发电装置，则每平方米太阳能电池每小时可发电2.7千瓦时，若采用1000平方米的电池，则每小时可产生2700千瓦时的电能。
由于月球自转周期恰好与其绕地球公转周期的时间相等，所以月球的白天是14天半，晚上也是14天半，一天相当于地球一个月的长度，这样它就可以获得更多的太阳能。科学家认为，如果在月球表面建立全球性的并联式太阳能发电厂，就可以获得极其丰富而稳定的太阳能，这不但解决了未来月球基地的能源供应问题，而且随着人类空间转换装置技术和地面接收技术的发展与完善，还可以用微波传输太阳能，为地球提供源源不断的能源。
月球上的空间资源、矿产资源、太阳能资源等都可用于发展月球基地
师非常好。要想在月球上建成永久性空间站，必须达到哪几个基本要求呢？
生（1）那里要有生产太阳能所需要的充足阳光，能使空间站获取足够多的能源，以维持空间站的运行。
（2）那里十分靠近一个很可能储存着丰富的冰的永久性阴影区，便于空间站人员获取水。这样一个初步的月球生存体系就建立了，空间站的基础也就有了。
（3）能够进行有效准确的空间天气预报。从太阳抛出的氢原子核和电子组成的等离子流，就是所谓的太阳风。太阳风的等离子流，由于地球磁场的屏障作用而对地球影响甚微，但是月球屏障作用弱，在月球空间站户外活动的空间站工作者却要经受高能粒子“雨”和等离子“风”以及磁爆的袭击。
地球上每平方厘米的面积上有1千克的大气，保护我们免遭宇宙射线的侵袭。然而，如果我们来到宇宙空间，便失去了大气这个保护伞。在这样残酷的宇宙气象环境中，要想积极地、安全地从事月球开发工作，就必须很好地了解和预测月球环境的变化情况。
在月球南极有一些区域接近于在太阳永久照射之下。以英国探险家沙克尔顿命名的一座环形山的边缘，是一个优选地区，因为它有80%的时间处于阳光的照射之下，基本符合上述第一个条件。
在沙克尔顿环形山的内部，是一个永久性阴影区，有可能储存冰。该地区又符合上述第二个条件。
在这座环形山的边缘地区建立空间站，可以把生产电力的太阳能发电站架设在阳光充足的地方，并通过电缆或微波将电力传输到空间站去；同时，该空间站还能到环形山内部的阴影区采集冰块，从而获得必需的水源。
由于月球的引力只有地球的1/6，在那里发射太空探测火箭，所消耗的燃料将比从地球上发射少得多；再加上月球上有丰富的核燃料，因此，月球还是优良的航天发射基地。
师很好。我们再来了解美国温德尔·门德尔的月球基地计划。希望对你们能有一定的启发。
（投影文本）
20世纪90年代初，美国休斯敦航天中心负责人温德尔·门德尔向白宫提出建设月球基地的设想，认为建立一个月球基地对支持在太空进一步大规模的开发是极其重要的。白宫批准了温德尔·门德尔建设月球基地的设想，并命名为门德尔计划。
门德尔计划的第一阶段从1997年开始，先发射人造卫星，为基地的最佳地点作勘测。第二阶段从2005年开始，为施工阶段，将向月球运送起重挖掘等基建机械，并用微波对地基进行硬化处理。第三阶段为构件组装，采用21根直径6米，长18米的巨型管道，组成3个等边六角形，六角形中用高压充气建立18米高的巨大圆舱，人员设备皆可容纳在管道或圆舱中。第四阶段开采利用月岩中氧、铝、铁、钛、硅等资源，制取生活用氧及扩建月球基地所需的金属、玻璃等原材料。
科学应用国际公司根据门德尔计划第四阶段作了相应的研究，其结果是令人乐观的：一座重量为1吨的小型试验型化工厂，在1年中可把10吨以上的月岩加工成氧、金属和玻璃。
门德尔的整个计划需耗资上千亿美元，人类必须不间断地努力100年才能完成。
课堂小结
可见，建设月球基地是非常不容易的事。但月球环境引力小、真空、无菌、磁场小、温差大、昼夜交替周期长，加上地质条件特殊、具备地球原材料资源等特点，月球基地有望成为人类在地球外星体上建立的第一个活动场所。预计在未来20年内人类将重返月球，利用空间航天基地进行地月轨道运输船的组装维护，最终建成月球基地。
板书设计
备课资料
一、国际载人航天主要向5个方向发展
第一，国际空间站。1998年11月开始的以美、俄、日和欧洲国家为主的16国参与的国际空间站组建工作目前进展基本顺利，预计于2007年建成。
第二，天基航天。地球同步轨道具有的独特性质决定了利用这一类轨道的卫星对人类服务将提供最有效的应用。新的思路是，将大型空间站发展成为空间航天基地，在空间组装大型卫星，然后使用轨道机动飞行器将卫星送至地球同步轨道。
第三，月球基地。月球环境引力小、真空、无菌、磁场小、温差大、昼夜交替周期长，加上地质条件特殊、具备地球原材料资源等特点，月球基地有望成为人类在地球外星体上建立的第一个活动场所。预计在未来20年内人类将重返月球，利用空间航天基地进行地月轨道运输船的组装维护，最终建成月球基地。
第四，载人火星登陆。自20世纪60年代人类就开始了载人火星飞行的研究工作。美国和俄罗斯等国家已达成联合进行火星探测的协议，并制定了载人火星飞行计划，目标是今后30年左右实现载人火星登陆。
第五，太空旅游。2001年4月28日，61岁的美国人蒂托飞往国际空间站，成为第一位太空旅游者。未来20年内，会有更多的人以旅游者的身份进入太空，太空旅游最终将成为一项产业。
二、月球基地最佳位置已经选定
科学家对月球神秘的两极区域进行的迄今最详细的分析，为人类将来在月球上建立活动基地找到了最适宜的位置。
这个位于以英国探险家沙克尔顿命名的一座环形山边缘的位置符合建立月球活动基地的两个基本要求：那里有生产太阳能所需的充足阳光；而且其位置非常靠近一个很可能储存着深冻冰的永久性阴影区。
冰不仅可以满足月球定居者的饮用水需要，还可以为太空飞船生产燃料。月球勘探者飞船一年多以前发现月球的南北两极有冰。这是一项重要的发现，科学家们根据这一发现制定了向月球移民的计划。
月球勘探者飞船还无法确定冰的确切位置。在过去四个星期中它降低了飞行轨道，以便进行更精确的观测。
关于月球上存在冰的确切位置的最新信息是根据前一次月球探测活动——即根据克莱门坦探测飞船1994年对月球进行历时71天非常成功的探测过程——收集的数据得出的。
1.永远的白天
克莱门坦探测飞船在两个月球日的时间里每隔10个小时对月球南极拍照。欧洲航天局的本·伯西博士利用这些数据绘制了月面图，用以显示月球表面某一点在一个月球日受到阳光照射的时间。
从伯西绘制的月面图上可以看出，月球南极有一些区域接近于在太阳的永久照射之下。沙克尔顿环形山的边缘是一个特别令人感兴趣的区域，因为它有80%的时间处于阳光的照射之下。距离这个区域只有10千米的位置还有两个区域，总共有98%的时间处于阳光的照射之下。距离此处不远的环形山内部是一些永久性阴影区，那里储存的冰因为没有受到阳光的照射而不会融化。
2.电力输送网
这里是建立第一个月球基地的理想区域。可以把生产电力的太阳能阵列放置在阳光充足的区域，并通过微波或电缆与之相连。这样，位于沙克尔顿环形山边缘的区域就可以得到近乎源源不断的太阳能供应，而且能够很容易获取月球储存的冰资源。月球的北极比南极较为平坦，但是初步估计结果显示，那里有面积达1.3万平方千米的永久性阴影区。
克莱门坦飞船是沿着月球的极地轨道飞行的，因而获得了月球两极的第一批数字图像。在它之前的阿波罗飞船则是环绕月球的赤道飞行，以便于宇航员在发生紧急情况的时候比较容易返回地球。
3.月球探测的漫长历程
自月球勘探者飞船去年早些时候在月球两极区域的表层下面发现有冰以后，月球再次成为人们感兴趣的目标。
许多科学家在规划月球探测活动。美国航天局计划继月球勘探者之后继续开展月球探测；日本科学家已提出发射无人驾驶月球着陆器的方案。欧洲科学家正在设计一颗造价低廉的用于月球研究的小型卫星。这颗于2001年发射的月球研究卫星由专门从事小型卫星设计的萨里卫星技术公司与瑞典科学家共同承担。
制造小型月球研究卫星的初步设想始于1996年。那一年，欧洲15个国家的52名学生举行了一次题为“月球探测”的科学研讨会。尽管历次月球探测活动都是以科学技术为重点，但是小型月球研究卫星的主要作用是开展教育活动。
三、月球基地计划
20世纪90年代初，美国休斯敦航天中心负责人温德尔·门德尔向白宫提出建设月球基地的设想，认为建立一个月球基地对支持在太空进一步大规模的开发是极其重要的。白宫批准了温德尔·门德尔建设月球基地的设想，并命名为门德尔计划。
门德尔计划的第一阶段从1997年开始，先发射人造卫星，为基地的最佳地点作勘测。第二阶段从2005年开始，为施工阶段，将向月球运送起重挖掘等基建机械，并用微波对地基进行硬化处理。第三阶段为构件组装，采用21根直径6米，长18米的巨型管道，组成3个等边六角形，六角形中用高压充气建立18米高的巨大圆舱，人员设备皆可容纳在管道或圆舱中。第四阶段开采利用月岩中氧、铝、铁、钛、硅等资源，制取生活用氧及扩建月球基地所需的金属、玻璃等原材料。
科学应用国际公司根据门德尔计划第四阶段作了相应的研究，其结果是令人乐观的：一座重量为1吨的小型试验型化工厂，在1年中可把10吨以上的月岩加工成氧、金属和玻璃。
门德尔的整个计划需耗资上千亿美元，人类必须不间断地努力100年才能完成。
四、我国探月计划回报巨大 嫦娥奔月已指日可待
“嫦娥工程”是指我国整个探月工程，分“绕”“落”“回”三步走，都是无人的。绕是探月工程的第一步，“绕”是东北话，是环绕着月球进行科学探测；“落”是有个探测器落到月球表面上去，用软着陆而不是撞坏它，进行月面的探测；“回”就是要取采样返回。
1.“嫦娥一号”2007年升空
根据绕月探测工程研制总要求，月球探测卫星系统由卫星平台与有效载荷两部分组成。在“东方红”3号卫星平台及其他卫星成熟技术的基础上，研制月球探测卫星平台。卫星选用的有效载荷有：CCD立体相机、激光高度计、成像光谱仪、微波探测仪、太阳高能粒子探测器、太阳风粒子探测器等。根据设计要求，月球探测卫星重量为2350千克，有效载荷总重量130千克，在轨运行寿命为1年。
按照计划，运载火箭系统选用“长征”3号甲作为月球探测卫星的运载火箭。发射场系统选用西昌卫星发射中心作为发射场，并进行必要的适应性改造，以完成月球探测卫星发射任务。
2.绕月工程的四大目标
四大科学目标三个是针对月球本身，另一个则是针对奔月过程。针对月球的三个目标分别是：获得月球表面的三维影像信息；探测月球表面存在人类可利用元素的分布情况；测出月壤厚度。从地球到月亮的距离是39万千米，“嫦娥一号”在奔月过程中，还可以看看路上的“风景”。绕月工程的第四个科学目标，就是对地月空间的物理环境进行探测。
3.国人登月会有时
随着我国科技的发展，特别是国力的增强，航天实力也大大增强，在发展人造卫星和载人航天之后，适时开展以月球探测为起点的深空探测是我国航天活动的必然选择，也是我国航天事业持续发展，有所创造、有所作为的重大举措。我国在完成无人航天器探月任务后，将研究载人登月发展规划，择机实施载人登月探测以及与有关国家合作共建月球基地。
月球具有可供人类开发和利用的各种独特资源，月球上特有的矿产和能源，是对地球资源的重要补充和储备，将对人类社会的可持续发展产生深远影响。月壤中特有的氦3资源是人类未来可长期使用的清洁、高效、安全而廉价的新型核聚变燃料，并将改变人类社会的能源结构。每克黄金11美元，而每克氦3是400美元。据统计，月球上的氦3可以满足人类1万年以上的供电需求。
五、有科学家认为月球基地将破解火星之旅10大难题
随着“勇气”号探测器在火星的成功登陆，美国的航天计划取得重大进展。而美国总统布什计划在近日宣布一系列重大的航天计划，包括再次进行载人登月，并在月球上建立一个永久性的太空基地，而载人登陆火星则被列为远景计划的一大目标。
美国为什么要耗费巨资在月球建立太空基地？为什么不直接将宇航员送往火星？美国广播公司（ＡＢＣ）在报道中援引科学家的分析说，目前人类的火星之旅还面临着10大难题，如果不能解决这些难题，不仅火星探险计划的成功系数将大打折扣，而且连宇航员的生命安全都将很难保证。
正因为如此，在月球建立一个永久性的太空基地将为载人登陆火星提供一个“太空试验室”，宇航员可以在这里学习在陌生星球生存的各种本领，进行各种前期准备工作。而且月球毕竟距离地球较近，如果在试验中出现什么问题或者紧急情况，也可以利用各种办法撤回地球。
那么人类的火星之旅面临着哪些必须克服的难题呢？
难题之一：抵达目的地。根据美国国家航空和航天局制定的计划，美国将利用核能推进设备将大量的物资和设备运送到月球，并在那里建立太空基地。但是要将宇航员顺利送到火星却并不是一件轻松的事，而且科学家还要尽量缩短宇航员抵达火星的时间，同时避免他们在探险过程中遭受过度的辐射。
难题之二：辐射问题。无论是对于首批在月球长期居住的“太空居民”还是那些将前往火星探险的宇航员都将面临着遭受过量辐射的问题。太阳“风暴”以及宇宙射线“风暴”常常会持续数日之久，如果宇航员在那个时候暴露在射线之下，身体就很容易受到损伤。为了解决这个问题，科学家们需要加强预报太阳风暴等太空天气的能力，同时改进各种防护设备。一旦发出警告，宇航员可以躲进航空器的保护舱，或者在月球及火星的地下掩体中藏身。
问题之三：呼吸的空气。无论是在月球的太空基地还是火星上，人类可以呼吸的空气是必不可少的生存条件。保持空气供应的重要方法之一就是建立一个能够除去二氧化碳等废气的循环系统。此外，科学家们还在研究如何从月球以及火星上提取矿物质，利用这些矿物质来制造氧气。
问题之四：充足的食品。在目前的太空短途旅行中，宇航员的食品都是航天器中携带的太空食品，但是如果要进行长途的火星之旅或者在月球基地上长期生活，宇航员就必须学会在太空中“生产”大部分所需食品，比如在温室中种植蔬菜，利用实验室的营养液来制造肉类产品。
问题之五：废物循环利用。在太空旅行中，处理人体垃圾和其他废弃物是一件非常棘手的事情，必须要使用相当先进的循环设备。目前在空间站的宇航员已经可以利用这些设备将自己的尿液和汗液加工成水。人体的固体排泄物则可以被加工成温室中所需的化肥。
问题之六：充足的饮用水。太空旅行中充足的饮用水自然是必不可少。科学家们已经于1９９８年在月球两极的永冻带中发现了可以加工成水的原料，目前还在火星上探测是否有类似的资源。此外，航天器使用的燃料电池系统工作中产生的副产品之一就是水。尽管如此，饮用水对太空旅行还是一大挑战，任何可以利用的水资源都不能被浪费，所以无论是宇航员的尿液还是其他液体在太空旅行中都是相当宝贵的原料。
问题之七：保持实时联系。在地球上，我们可以借助各种通讯工具保持实时联系，但是在太空旅行中保持这样的联系就变得非常困难。由于地球和火星之间漫长的距离，无线电信号在两个星球之间传输至少需要20分钟时间，这样一旦出现紧急情况，宇航员将无法及时获得地球控制中心的帮助，必须凭借自己的经验和知识来解决这些问题。
问题之八：在微重力下生活。在太空站长期生活的宇航员都会出现肌肉松弛或者骨质变轻等现象，这是长期在微重力下生活的结果。对于那些需要在太空中生活更长时间的火星探险者来说，这一问题显得更加严峻。目前科学家们正在想方设法改进各种太空锻炼设备，保证宇航员的肌肉不会松弛，同时给人体的骨骼以足够的压力，使得骨质不会变轻。
问题之九：温度的急剧变化。月球表面的温度从华氏-233—212 ℃，平均温度是华氏-7 ℃；而火星表面的温度从华氏-170—17 ℃，平均温度为-76 ℃。这些温度的急剧变化显然和地球的环境相差太远。对于那些要在月球基地长期生活以及在火星探险的宇航员来说，向他们提供稳定的工作和生活环境至关重要。所以科学家们认为有必要将月球基地和火星的探测营地建在地下，同时利用加热设备提供稳定的温度。
问题之十：能源需求。未来的月球居民和火星探险人员对能源的需求是非常大的，如何确保太空旅行的能源也是一个不容忽视的问题。目前通常的解决办法是利用太阳能电池板，但是其稳定性仍然令人担忧。此外，科学家们还考虑使用核能装置来长期提供稳定的能源。
当然，科学家们最希望的是在月球和火星上能够有“意外发现”，找到可以用来作为能源材料的矿物质，这样就可以解决太空探险中的一大难题。
第二章 地球上的大气
本章规划
大气圈作为地理圈层之一对于人类生存的意义重大。地球大气圈对太阳辐射的削弱作用和对地面的保温作用，既降低了白天的最高气温，又提高了夜间的最低气温，从而减小了气温日较差，形成适宜人类生存的温度环境。另外，大气组成中氧的存在及其含量是人类和一切生物维持生命活动所必需的物质和条件。大气作为地球表层自然要素之一有其自身特有的存在和运动规律，这些规律对于人类的生存、生活和生产意义重大。大气中有复杂多变的天气现象，热、冷、风、云、雨、雪、霜等，与人的生存和生活时时发生着关系。一个地区大气的平均状态及规律与人类的生活、生产关系密切。
课程标准中对于大气方面的要求有以下几个：绘制图表并说明大气受热过程；绘制全球气压带、风带分布示意图，说出它们的移动规律；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；分析世界主要气候类型的形成原因。
教材以大气运动为主线，将大气运动的原因——能量交换作为基础铺垫；将大气运动的结果——与人类关系最密切的天气和气候，作为大气运动的深化部分呈现；将大气运动的永恒性体现——全球气候变化放在最后。
课时安排：共8课时
第一节 冷热不均引起大气运动
2课时
第二节 气压带和风带
2课时
第三节 常见天气系统
2课时
第四节 全球气候变化
1课时
问题研究 为什么市区气温比郊区高
1课时
第一节 冷热不均引起大气运动
从容说课
本节主要包括大气的受热过程、热力环流、大气水平运动三部分内容。
应重点分析讲解三个内容：①地面是大气的直接热源，此处可补充大气组成成分的内容。大气受热过程环节过多，且都有一个专业名词（如大气吸收等，由此产生的大气对太阳辐射的削弱作用、大气对地面的保温作用），过多的环节及环节的前后顺序与过多的名词造成学习困难，应利用图示帮助理解。②热力环流既是重点又是难点，可通过多媒体演示分析热力环流形成的过程与方法。同时要结合第一章内容，理解太阳辐射在纬度间分布不均是大气运动的根本原因，并归纳学习思路，热力环流形成的因果关系正确的顺序是：近地面空气的受热或冷却（气温差异是原因）→引起气流的上升或下沉运动（空气垂直运动是气温差异的结果）→导致同一水平面上气压的差异（水平气压梯度是空气垂直运动的结果）→大气的水平运动（风）。③说明三个力与风的因果关系，讲解近地面风向的确定方法。因为地转偏向力的概念比较抽象，它对大气运动方向的影响就成了难点，要强调在大气运动的方向上偏转。
三维目标
知识与技能
1.明确大气的热量来源，即导致大气运动的能量来源，使学生能运用图示说明大气的受热过程。
2.能阐述大气温室效应及其作用、大气热力环流等基本原理。
3.理解水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力对风向的影响，能运用图示解释风的形成，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。
过程与方法
1.通过探讨使学生理解“太阳暖地面、地面暖大气、大气还地面”的原理。
2.利用图表分析归纳“温室效应”。
3.通过实验活动理解热力环流的原理。
4.理论联系实际，促进对“风的形成”的理解，学会在等压线图上判断某一地的风向。
情感、态度与价值观
树立辩证唯物主义观念，增强大气环境保护意识。
教学重点
1.地面是大气的直接热源。
2.分析热力环流形成的过程与方法。
3.近地面风向确定方法。
教学难点
1.大气受热过程。
2.热力环流。
3.地转偏向力对大气运动方向的影响。
课时安排
2课时
第1课时
教学过程
导入新课
师我们在第一章中学习了地球的圈层结构，探索了内部圈层，也了解了外部圈层，地球的外部圈层有哪几个呢？
生大气圈、水圈、生物圈。
师大气圈作为地理圈层之一对于人类生存的意义重大。从今天开始，我们来学习——第二章 地球上的大气。
（板书）第二章 地球上的大气
推进新课
师太阳辐射既能到达地球表面，又能到达月球表面，但是月球表面白天的温度可高达127 ℃，夜晚则降至-183 ℃。而地球的昼夜温差要小得多，这是为什么呢？这是因为地球上有厚厚的大气层而月球没有。我们就先从大气的受热过程学起。
（板书）第一节 冷热不均引起大气运动
一、大气的受热过程
师地球上的能量主要是从哪儿获得的？
生太阳。
师我们知道万物生长靠太阳，这说明了太阳光热的重要性，而且太阳辐射能也是地球大气最重要的能量来源。那么太阳辐射穿过大气层的过程是怎样的呢？
（投影）教材图2.1——地面辐射使大气增温（引导学生观察、分析）
生有一半左右的太阳辐射能够穿透大气层到达地面。
师很好。地面吸收太阳辐射而使地面增温，所以，太阳是地面的直接热源；同时地面向外释放能量。
（板书）太阳暖地面
（学生读书）教材30页页脚处的说明
师根据教材30页页脚处的说明可知，物体的温度越高，辐射中最强部分的波长越短；物体温度越低，辐射中最强部分的波长越长。太阳表面温度达到6000 K，所以太阳辐射为短波辐射，而地面温度远远低于太阳表面温度，所以地面辐射属于长波辐射。同样，大气辐射、人体辐射等也属于长波辐射。
那么地面辐射被谁吸收了呢？
生大气层。
师正确。近地面大气中的CO2和H2O，能够强烈吸收地面长波辐射而增温，吸收率75%—95%，近地面大气又以对流、传导等方式，层层向上传递热量、贮存能量。所以，地面是对流层大气主要的直接热源。请问大气这种受热的过程有什么意义呢？
生大气受热的过程影响着大气的热状况、温度分布和变化，制约着大气运动状态。
师刚才通过学习，我们知道了谁是对流层大气主要的直接热源？
生地面。
（板书）地面暖大气
（活动）教材P31活动1
（投影图片）
师下面我们再来看看大气增温后会出现什么样的情况，大家一起做一个活动。
（引导学生自主学习，学习大气对地面保温作用的知识，实现由地面辐射到大气辐射和大气逆辐射的知识迁移）
生大气在增温的同时，也向外释放红外线长波辐射。大气辐射的一小部分向上射向宇宙空间外，大部分向下射向地面，其方向与地面辐射正好相反，故称为大气逆辐射。
所以，大气以大气逆辐射的形式将热量还给了地面，从而完成了大气的保温作用。
师非常好。地球表面及大气层里保存着的这部分热量，成为在地理环境里发生许多自然现象及其过程的能量源泉。
（板书）大气还地面
师（引导学生合作探究学习）再看第2题。为什么月球表面昼夜温差比地球表面昼夜间的温差大得多？
生地球上有大气层，由于大气的削弱作用，使地球的白昼温度不高；由于大气的保温作用，使地球的夜晚温度不会过低。
师地球大气对太阳辐射的削弱作用表现在吸收、反射和散射三个方面（可做扩展）。通过这三种削弱作用，使太阳辐射只有一半左右能穿透大气层到达地面。这是地面增温的主要能量来源。所以地球的白昼温度不高。另外，大气吸收地面辐射的能力很强，可将地面辐射的绝大部分能量储存在大气中，同时大气逆辐射又在一定程度上补偿了地面辐射损失的热量，从而起到了对地面的保温作用。地球大气对太阳辐射的削弱作用和对地面的保温作用，既降低了白天的最高气温，又提高了夜间的最低气温，从而减小了气温日较差。
月球上没有大气层，白天太阳辐射全部到达月球表面，使月球表面温度迅速升高。夜晚，月球表面辐射强烈，没有大气对月球表面的保温作用，温度下降速度很快。再加上月球昼夜交替周期比地球长，所以月面温度昼夜变化比地球剧烈得多。
课堂小结
通过刚才的学习，我们知道了大气的受热过程。即首先是太阳辐射使地面增温，“太阳暖地面”；接下来是地面辐射使大气增温，“地面暖大气”；最后是大气逆辐射使地面保温，“大气还地面”。
板书设计
第2课时
教学过程
导入新课
师地球表面的热量主要来自哪里？
生太阳辐射。
师对流层大气主要的直接热源又来自哪里？
生地面辐射。
师地球表面高低纬度间获得的太阳辐射相同吗？
生不同。
师高低纬度间大气获得的热量相同吗？
生不同。
师热胀冷缩是大气十分显著的物理特性，地球表面高低纬度间的大气存在着热量和温度的差异，必然引起大气的运动。因此各地冷热不均是大气运动的根本原因。大气运动能输送大气中的热量和水汽，引起各种天气变化。
（板书）二、热力环流
推进新课
师下面我们分组做一个实验。
（活动）P32活动2
实验用品的准备：长方形的玻璃缸（长100 cm，宽30 cm，高40 cm左右），塑料薄膜，一盆热水，一盆冰块，一束香，火柴等。
（投影）活动步骤：
（1）将一盆热水和一盆冰块分别放置在玻璃缸的两端。
（2）用平整的塑料薄膜将玻璃缸上部开口处盖严。
（3）在塑料薄膜的一侧（装冰块的盆上方）开一个小洞。
（4）将一束香点燃，放进小洞内。
（同时投影）观察烟雾在玻璃缸内是如何飘动的。问题：你发现了什么规律？由实验可以得出什么样的结论？（引导学生根据此实验过程进行总结，从中抽象出一般规律）
生香的烟雾先下沉，从装冰块的盆向装有热水的盆飘动，然后在装有热水的盆向上升起，最后飘向装冰块的盆的上方，形成一个循环。结论是：地面冷热不均带来空气环流。
师非常好。请大家看投影（引导学生分析，完成热力环流形成的简图）
（投影）

生（1）如果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。
（2）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。
（3）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。
（4）这样，大气运动最简单的形式——热力环流形成了。
（根据讲解完成热力环流形成的简图）
师（总结并板书）
大家分析得很准确。在热力环流中谈到的高压与低压都是指同一水平面上不同的地方相比较而言。在理解热力环流时，还要注意以下几点：（1）近地面与高空的气压分布状况正好相反；（2）大气的水平运动，总是由高压指向低压；（3）大气的垂直运动，近地面冷—气压高—气流下沉，近地面热—气压低—气流上升；（4）“热力环流”是大气运动中最简单的形式。
在我们日常生活中，热力环流是自然界常见的一个自然现象，请你注意观察和思考自己身边热力环流的实际例子。海陆风是热力环流在自然界的具体体现。下面请你利用热力环流的原理，完成教材P33活动3。
（投影）活动3（活动设计中注意让学生动手和动脑，通过探究式学习，对海滨地区陆风、海风对气温调节的作用得出自己的结论）
生（1）白天陆地气温比海洋高，因此陆地上为低气压，海洋上为高气压。夜间的情况正好相反。据此，图2.4A：陆——低，海——高；图2.4B：陆——高，海——低。
（2）风从高气压吹向低气压。据此，一日之内，白天风从海洋吹向陆地；夜晚风从陆地吹向海洋。
（3）略
（4）白天来自海洋的风比较凉爽湿润，对滨海地区能够起到降温的作用；夜晚来自陆地的风比较温热干燥，对滨海地区能够起到增温的作用。海陆风共同作用的结果是使滨海地区的气温日较差较小。
师答得非常准确。
（投影）海陆风
海陆热力性质不同，海洋热容量大，陆地热容量小，因此海洋升温降温较慢，陆地升温降温则较快。
白天：陆地受热升温较快，海洋受热升温较慢，从而产生了冷热差异，近地面风由海洋吹向陆地。夜晚：陆地降温较快，海洋降温较慢，从而产生了冷热差异，近地面风由陆地吹向海洋。在图中画出近地面大气的运动方向。
师如果将白天换成夏季，将夜间换成冬季，情况又会怎样？城市与郊区之间也存在着热力环流——城市风，它们是怎样形成的？了解城市风的出现有何重要意义？如果地球上在赤道和两极之间存在热力环流，这个热力环流应该怎样？这几个问题，请大家课后慢慢思考。
（小结过渡）近地面空气的受热或冷却（气温差异是原因）→引起气流的上升或下沉运动（空气垂直运动是气温差异的结果）→导致气压的差异（水平气压梯度是空气垂直运动的结果）→大气的水平运动（风）。
（板书）三、大气的水平运动
师什么是水平气压梯度呢？
生同一水平面上单位距离间的气压差叫做水平气压梯度。
师很好。气压的高低是在同一水平面上进行比较的。那么什么是水平气压梯度力？
生只要在水平面上存在着气压梯度，就会产生促使大气由高气压区流向低气压区的力，即水平气压梯度力。
（投影）北半球水平气压梯度力示意图
师水平气压梯度力的大小由谁决定？
生水平气压梯度力的大小取决于气压梯度，气压梯度越大，水平气压梯度力越大；反之越小。
师水平气压梯度力的方向应该是怎样的？
生水平气压梯度力的方向是垂直于等压线，并由高压指向低压。
师很好。水平气压梯度力是形成风的直接原因（原动力）。在水平气压梯度力的作用下，风向垂直等压线。水平气压梯度力越大，风速越大。
（板书）
生（阅读）教材P34“阅读：地球自转与沿地表作水平运动物体方向的偏移”
（投影）在水平气压梯度力和地转偏向力共同作用下的北半球风向示意图
师地球上水平运动的物体，将会受到地转偏向力的作用，北半球向右偏，南半球向左偏。风是大气的水平运动，也会受地转偏向力的影响，地转偏向力只改变风的方向，不能改变风的速度。
投影的图片中，空气质点在水平气压梯度力和地转偏向力共同作用下，始终是按两个力的合力方向运动，而水平地转偏向力始终是垂直于运动方向之右侧，最终达到水平气压梯度力和地转偏向力大小相等、方向相反，其合力为零，达到平衡状态，空气运动不再偏转而做惯性运动，形成了平行于等压线吹的稳定的风。
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。
（板书）
（过渡）
师近地面的风除了受水平气压梯度力和地转偏向力的共同作用外，还会受到摩擦力的影响，其风向还能与高空大气的风向相同吗？
生不能。
师那近地面的风会是怎样的风向呢？
（投影）在水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力共同作用下的北半球风向示意图
（引导学生探究分析）
师在近地面，大气的水平运动受哪几个力的作用？
生在近地面，大气的水平运动受到三个力的作用：水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力。
师摩擦力的方向与风向是什么关系？
生永远和风向相反。
师摩擦力能改变风向，对风速有没有影响？
生有影响。
师大气的水平运动受水平气压梯度力和地转偏向力共同作用时，风向与等压线平行；那么北半球近地面大气的水平运动同时受到水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力三个力的作用时，风向又会发生怎样的偏转呢？
生风向与等压线之间有一个夹角。
师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。此时若再加上摩擦力的影响，风向一定不再与等压线平行，而是斜穿等压线吹。一般摩擦力的影响可达离地面1500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。
（补充板书）
课堂小结
今天我们学习了热力环流和大气的水平运动两方面的知识，知道大气垂直运动的原因是地表受热不均，垂直运动又导致同一水平面上气压的差异，从而导致大气的水平运动——风。我们一起研讨了大气水平运动的三种作用力：水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力。在几种不同作用力的作用下所产生的风向变化情况：高空大气受水平气压梯度力、地转偏向力的作用，风向与等压线平行；近地面大气的运动受水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力三个力的共同作用，风向与等压线斜交。
板书设计
第二章 地球上的大气
第一节 冷热不均引起大气运动
一、大气的受热过程：太阳暖地面地面暖大气大气还地面
二、热力环流：
三、大气的水平运动
活动与探究
探究课题：分析1958年4月5日8时世界海平面气压（hPa）分布图
探究内容：（投影活动4）等压线的疏密程度反映了水平气压梯度的大小，根据教材图2.8完成下列要求。
（1）甲、乙两地，哪里的气压梯度大？简要说明判断理由。
（2）在图中画出甲、乙两地的风向。
探究办法、过程：引导学生分析图示，使学生了解等值线的有关知识。相邻两条等值线数值的差值相同，同一等值线上数值相同，等压线越密集水平气压梯度力越大。绘风向时，一定要学生自己完成。尤其在学生出现错误时，针对学生易出现的错误，有针对性地进行指导，了解学生对本部分知识掌握的薄弱处所在。
探究结果：学生合作探究，提出答案，并作图。（1）甲处的水平气压梯度大，因为甲处等压线密集，单位距离内气压差大。（2）甲处吹西北风，乙处吹东南风。
第三课时
课前准备
学生利用课外时间搜集同一区域不同发展阶段的照片，或者各种图像等，在教室里展览交流。
导入新课
通过对图片展览可以看出，不同时期，图片显示的景观显著不同。那么这种差异是什么原因引起的呢？这一节课我们就来讨论这个问题。
推进新课
师
我们也应注意到同一区域的不同发展阶段，对人类活动的作用与影响是不同的。下面以长江中下游地区为例探究在不同的社会、经济、科技条件下区域地理环境对人类活动的不同影响。
板书：
五、区域不同发展阶段地理环境的影响
师
（设置探究问题引导学生思考）首先大家一起总体描述一下，长江中下游流域与农业发展相关的自然条件如何？地势平坦、河湖众多、沼泽广布、土质黏重、气候优越。在同样的自然条件下、不同的社会发展水平条件下，自然条件对长江中下游不同时期的农业发展产生了怎样的作用？
（学生探究：同学们共同探讨）
生
（学生回答教师简要总结）略。
师
请同学们阅读课本P5～6一起来填下列表格。(教师出示下面的空表)
发展时期
社会、经济、科技水平
自然因素的影响
农业发展特点
开发早期
农业社会
工商业大发展时期到现在
板书：
发展时期
社会、经济、科技水平
自然因素的影响
农业发展特点
开发早期
落后
阻碍农业发展
耕作农业发展缓慢
农业社会
使用船只、改良土壤种植水稻、劳力丰富气候优越
河流成为交通通道，土壤适宜耕种，水稻大面积种植，精耕细作
成为我国粮食、蚕桑、棉花的主要生产基地
工商业大?发展时期到现在
人口、城市稠密，人均耕地少且零碎
不利于大规模机械化
全国粮仓以及棉花生产的地位日益下降
师
不仅仅长江中下游地区在区域发展的过程中环境对人类活动有着动态的影响，可以说任何一个区域的发展与地理环境之间都是一种动态的相互作用，所以请大家看有关学者关于区域发展阶段的论述，请同学阅读教材中的“阅读”，填写下表并谈谈自己的感受。（培养学生阅读和归纳总结能力）
区域发展阶段
社会经济特点
区位特点
人地关系
初期阶段
个别经济增长点或个别城镇发展
单一自然资源优势或交通便利等
基本上是协调的
成长阶段
经济增长点或城镇由点向面发展
产业结构、空间结构复杂
显现出不协调
后期阶段
区域整体发展萎缩
资源耗竭，区域集聚力减弱
人地关系矛盾加剧
（学生填表教师评价，然后出示参考答案。）
师
我们应该深刻认识到不同的区域发展阶段对资源的利用方式与强度是变化的，人类活动与环境之间的相互关系与作用也是变化的，所以我们要了解我们所处的区域发展阶段，树立科学发展观，促进人地协调发展。
【知识拓展】
师
西部开发是我国发展的一项重要战略，下面我们来研究一下，借鉴区域自身发展的规律，在目前的区域发展阶段，依据我国的国情如何更好地进行西部开发。
中国的西部大开发
1.西部地区的位置与范围
西部地区由西南五省、区、市（四川、云南、贵州、重庆、西藏）和西北五省（陕西、甘肃、宁夏、新疆、青海）组成。南北跨越28个纬度，东西横贯37个经度，总面积540万平方千米，约占全国面积的57%。
2.西部地区的区域地理特征
（1）地形复杂。西部几乎占据了中国的第一、二级阶梯。境内地貌类型复杂多样，有三大高原（青藏高原、黄土高原、云贵高原）、四大盆地（塔里木盆地、准噶尔盆地、柴达木盆地和四川盆地）以及众多的山脉，东西走向的天山、昆仑山、秦岭、西北走向的阿尔泰山、祁连山，南北走向的贺兰山、六盘山、横断山脉，弧形山脉喀喇昆仑山、冈底斯山、喜马拉雅山等。众多的地貌类型是形成西部自然环境复杂多样和自然资源丰富多样的基础。
（2）气候多样。主要包括三大自然区：青藏高寒区、西北干旱区、局部地区的季风气候区。
（3）地广人稀。西部地区地域辽阔，总面积540平方千米，占全国的55%。其中新疆、西藏、青海和四川的面积居全国前五位。西部人口相对稀少。总人口约27350万，人口密度为51.8人每平方千米，远低于全国水平。
（4）边境漫长。广大的西部地区有我国漫长的陆地边境线，分别与俄罗斯、蒙古、哈萨克斯坦、吉尔吉斯斯坦、塔吉克斯坦、阿富汗、巴基斯坦、印度、尼泊尔、锡金、不丹、缅甸、老挝、越南等国为邻。陆地边境线占全国陆地边境线的50%以上，有利于发展边境贸易。
3.西部地区发展的优势与劣势
（1）区位评价。西部地区地处内陆，距海较远，长期处于较闭塞的状态，这是其发展的劣势，但是，西部地区陆地边境漫长，有利于发展对外贸易。
（2）资源评价。西部地区自然资源总体上是丰富的，在矿产资源、能源和土地资源等方面均有优势，但是水资源的缺乏是制约西部经济发展的重要因素，由于西部地区深居内陆，降水稀少，随着西部开发，人口增长，经济发展，水资源的需求量将大大增加，所以要把水资源的开发和有效利用放在突出位置，以便有效改善西部的生态环境。
（3）生态评价。西部生态环境脆弱，所以开发西部要把环境保护放在首位，以实现西部的可持续发展。
（4）基础评价。西部地区基础薄弱，因此西部开发的先导工程是加快交通、通讯等基础设施的建设。
4.西部开发的方向与具体策略
（1）西部开发的方向：生态建设放在核心位置。西部地区有世界著名的大江大河的源头，有独特的自然环境造成的脆弱的生态环境。西部生态环境的好坏直接影响我国生态环境的改善和生存的长治久安，西部地区水土流失、沙漠化、资源枯竭、水环境恶化、生物多样性遭到破坏等环境恶化问题已到了刻不容缓的地步，这不仅极大地制约西部地区社会和经济的发展，而且对中华民族的生存和发展构成严重威胁。西部地区水土流失的治理、天然林的保护、沙漠化的防治可以减轻东、中部洪涝灾害和风沙危害的程度，水污染的防治可以为流域中下游的水质提供保障，合理的西部生态环境保护还可以减轻东、中部地区受风沙危害的程度，为东、中部地区提供可靠的资源保障。所以生态环境建设作为西部大开发的根本和切入点。基础建设放在第二位。产业结构调整放在第三位。
（2）西部开发的具体策略：加强生态环境的保护和建设；加快基础设施建设；因地制宜，依据当地地理、气候、资源等条件逐步发展有特色的优势产业，有条件的地方发展高新技术产业；大力发展科技和教育，全面提高劳动者的素质；进一步扩大对外开放，改善投资环境，积极引进资金、技术和管理经验。
5.西部开发中应处理好的几个问题
（1）矿产资源的开发与环境保护的关系
西部有着丰富的矿产资源，在使资源优势转化为经济优势的同时，要注意保护生态环境，因为矿产资源的无序开发会对西部的生态环境会造成以下影响：水土流失；对原始植被的破坏，以及被破坏的原始植被难以恢复而危及整个生态系统；有些资源开发会造成环境污染，如煤炭的开采、有色金属的开采与冶炼等。
（2）西部开发如何保护开发、有效利用水资源
发展节水农业。治理水污染。
（3）西部开发如何搞好生态环境的保护和建设
6.西部开发的几项标志性工程
西气东输、西电东送、青藏铁路、三江源自然保护区。
师
国家对西部大开发的政策是：加快西部开发，必须充分考虑各种有利和不利因素，在充分调动西部地区自身积极性的基础上，通过政策引导，吸引国内外资金、技术、人才等投入西部开发，有目标、分阶段地推进西部地区人口、资源、环境与经济社会的协调发展。加快开发西部地区应该是全面的，要把水资源的开发和有效利用放在突出的位置，生态环境建设、普及科学教育、推广实用技术、发展特色旅游、发展交通通信设施建设等方面，都要统筹规划。下面我们用几个例题来分析与西部区域经济发展有关的问题。（教师出投影例题。）
课件展示：
【例题剖析】
1.长期以来制约我国西部地区经济发展最主要的经济原因是（）
A.资金、技术、人才匮乏
B.农业基础薄弱
C.水土流失严重
D.自然资源不足
2.西部开发的先导工程应该是（）
A.资源开发，建设新基地
B.更新设备，改造老工业
C.交通、通讯设施建设
D.培养人才，提高技术水平
3.我国西部地区历史悠久，有许多历史文化遗迹，请列举陕西省境内的历史文化遗迹（至少四个）：___________________________。
4.加强基础设施是实施西部大开发重点工作之一，请列举“九五”期间西部地区三大铁路建设工程：____________________________。
5.在实施西部大开发中应特别注意什么问题？为什么？
6.江泽民同志强调西部大开发“要把水资源的开发和有效利用放在实出位置”，原因何在？
生
（学生讨论并回答，教师作相应提示、评价）略。
（教师出示参考答案）
参考答案：1.A2.C
3.半坡遗址、秦陵及兵马俑、昭陵、乾陵、大雁塔、华清池、西安事变旧址等
4.南疆铁路、南昆铁路、宝中铁路
5.在实施西部大开发中应特别注意要保护生态环境。因为该地区自然环境条件较差，生态环境比较脆弱，一旦破坏，再想恢复会非常困难。
6.西部地区深居内陆，降水稀少，水资源十分珍贵；随着西部开发，人口增长，经济发展，水资源需求量将大大增加；合理开发、有效利用水资源，可有效改善西部地区的生态环境。
师
课后请同学们做下面的“活动与探究”作业。
课堂小结
区域在不同发展阶段对人类活动的影响不尽相同。当前，我国正面临着机遇与挑战并存的发展时机，因而关心时事，关注社会，把握机遇，促进发展是我们未来建设者睿智的选择。
板书设计
第一节地理环境对区域发展的影响
第一课时
一、区域
（一）概念：在地理差异的基础上，依据一定方法划分出来的地球表层的空间单位。
（二）特征
1.具有面积、形状、边界等区位特征。
2.内部性质相对稳定。
3.具有不同的级别
二、地理环境差异对区域发展的影响
长江三角洲
松嫩平原
地理环境特征
区域发展特点
地理环境特征
区域发展特点
地理位置：
地理位置：
气候条件：
气候条件：
土地条件：
土地条件：
矿产资源：
矿产资源：
备注补充：
备注补充：
第二课时
三、探究：地理环境与民居
（一）北方与南方民居建筑的差异
（二）产生南北方建筑差异的自然原因
四、探究：江苏沿江开发的地理条件
（一）地理位置
（二）开发条件
（三）发展方向
第三课时
五、区域不同发展阶段地理环境的影响
发展时期
社会、经济、科技水平
自然因素的影响
农业发展特点
开发早期
落后
阻碍农业发展
耕作农业发展缓慢
农业社会
使用船只、改良土壤种植水稻、劳力丰富气候优越
河流成为交通通道，土壤适宜耕种，水稻大面积种植，精耕细作
成为我国粮食、蚕桑、棉花的主要生产基地
工商业大发展时期到现在
人口、城市稠密，人均耕地少且零碎
不利于大规模机械化
全国粮仓以及棉花生产的地位日益下降
六、探究我国西部开发的条件与方向
活动与探究
探究课题：模拟赴热带雨林、热带草原、热带荒漠、高山等地区的旅行，描述在不同地区所能观察到的主要景观和地理现象，说出到上述地区旅行应携带的主要生活用品。
内容与过程：1.全班依据同学们的个性与兴趣进行分组。
2.分组制订活动计划，建议设计如下表格，也可以进行自己个性化的设计：
序号
目的地
小组成员主要分工
计划到达时间
交通工具选择
主要考察内容与时间
主要考察方法与预期的考察成果
生活必需品
经费预算
1
2
3
……
3.以小组为单位进行资料的搜集与形成考察结果。
4.小组自主选择考察成果的交流方式：例如论文报告、图片展览、探险日记、板报等。
5.在班级以小组为单位进行交流。
第三章 地球上的水
本章规划
人类赖于生存的自然环境是由多种自然要素组成的，在第二章我们已经认识了其中一种重要的自然要素——大气，在本章内容中我们要认识的是地理环境最活跃的一个自然因素——水。不断进行的水循环运动将自然界的四大圈层紧密相连，并深刻而广泛地影响着全球的地理环境；洋流是一种大规模的海水运动，也是最重要的一种海水运动形式，它的存在同样深刻地影响着地理环境和人类活动；水资源是人类社会赖于生存和发展的不可替代的自然资源，世界人口的持续增长和经济的高速发展使人类对水资源的需求日益增加，如何协调人水关系，促使水资源的可持续发展利用是我们迫切需要关注的问题。
本章内容的学习有助于学生树立正确认识和利用自然规律，实现人类与环境和谐发展的观念；增强对资源、环境的保护意识和法制意识，形成可持续发展的观念，养成保护各种自然资源和爱护环境的行为习惯。
课时安排：共6课时
第一节 自然界的水循环
1课时
第二节 大规模的海水运动
2课时
第三节 水资源的合理利用
2课时
问题研究 是否可以用南极冰山解决沙特阿拉伯的缺水问题
1课时
第一节 自然界的水循环
从容说课
水循环是自然界中一种重要的物质和能量循环。本节内容首先介绍水圈的构成及其特点，图3.2既可以直观地说明各陆地水体之间的相互联系，也可作为水循环内容的一个情景引入。本节的核心内容是“水循环”，依其发生的领域不同可将水循环划分为三种类型，其中最重要的是海陆间循环。在该部分内容的教学过程中，教师要注重引导学生结合教材图和文字进行自主学习，探究水循环的过程和地理意义，能正确理解和表达水循环的过程，并掌握简单的绘图技能；本节活动题的设计旨在引导学生结合生活实际，关注生活，关注社会，学以致用，了解人类活动对水循环的影响，在教学时可让学生分小组收集有关黄河断流和济南泉水断流的相关资料，增强感性认识，增强危机意识；教师也可另行选择活动内容，注重指导学生研究和关注自己周围生活中，有哪些人类活动会对水循环过程产生影响？这些影响是有利还是有弊？“水循环的意义”这部分内容学生很难通过自身的体验来得到感性的认识，教师可在课前收集一些直观性较强的图片、视频材料以及文字、数字资料，使学生能更具体、直观地认识和理解水循环的意义。
三维目标
知识与技能
1.了解水圈的构成和特点。
2.理解并能绘制示意图表示水循环的过程，掌握其主要环节。
3.理解水循环的地理意义。
4.运用水循环的原理知识，分析常见的人类活动对水资源的影响。
过程与方法
通过学习水循环过程掌握分析水资源有关问题的方法。
情感、态度与价值观
帮助学生确立事物普遍联系的观点。
帮助学生树立正确认识和利用自然规律，实现人类与环境的和谐发展的观念。
教学重点
水循环的形成过程和地理意义。
人类活动对水循环的影响。
教学难点
水循环的地理意义。
课时安排
1课时
教学过程
（课件展示课题：地球上的水 同时播放音乐《高山流水》）
导入新课
水是地球上分布最广和最重要的物质，地球因为有了水才变得丰富多彩，生机勃勃。那么，地球上的水分布在哪里呢？它们又是如何运动的呢？从今天这一节课开始我们就一起来研究一下地球上的水。
（课件展示本节课题：自然界的水循环）
（课件展示图片：南极冰川、湖泊、河流、植物柔嫩的叶子）
推进新课
师大家注意观察图片，地球上的水以哪几种形式存在于我们的地球上？
生固态、液态和气态三种形式。
师我们所看到的这些图片中都有地球上的水体，地球上的水体是多种多样的，除了老师给你们看的图片还有哪些类型呢？请大家阅读教材第58页图3.1以及课文，注意图中各水体所占的比例。
师这些存在于不同空间的水体共同组成了一个圈层，也就是——
生（齐答）水圈。
师读了图3.1，可以得出这样的结论，水圈的主体是——
生海洋水。
师对！它的水量约占全球水储量的——
生（齐答）96.53%。
师可是海洋水是咸水，人类的生产和生活所必需的淡水多不多呢？陆地淡水的主体是哪一种水体呢？
生不多。陆地上淡水的主体是冰川。
师目前冰川还不能大量地直接利用，由此可见，地球上的淡水资源是非常——
生有限的。
师从以上内容我们可以看到，地球上的各种水体以气态、固态和液态三种形式可以相互转化，但同时各种水体的数量和空间分布存在着很大的差异性，因此我们可以看到水圈具有怎样的特点呢？
生水圈是一个连续而不规则的圈层。
师组成水圈的各种水体在运动的过程中是相互联系的，请大家阅读教材第58页图3.2，注意观察陆地水体是如何联系的？
（引导学生阅读教材第58页图3.2，思考讨论“读图思考”。
第一个问题的设计意图是培养学生的读图观察能力。通过读图观察，可以得出河流的主要补给水源有大气降水、冰川融水、湖泊水和地下水等。其中雨水补给是世界大多数河流的主要补给来源。第二个问题的设计，目的在于培养学生的地理思维能力。当河流与湖泊之间存在补给关系时，假若河流水位与湖泊水位有差异，则存在两种情况，即当河流水位高于湖泊水位时，由河水补给湖泊水；反之，当湖泊水位高于河流水位时，由湖泊水补给河水）
师图中河水可能有哪些来源？
生1有冰川融水、湖泊水。
师还有吗？
生2大气降水。
师对。还可能有地下水，我们可以看到，一条河流的河水往往有多种来源，也就是说有多种补给。我们举一个生活中的实例来研究一下，谁来说说长江水的补给？
生长江发源于青藏高原的唐古拉山，源头有来源于高山上的冰川融水，长江的中下游地区有许多湖泊与之相连，可以得到湖水的补给，长江大部分河段处于季风气候区，有丰富的降水，所以还有大气降水补给。
（板图：长江中下游河段及与之相连的鄱阳湖和洞庭湖）
师非常好！在长江的中下游地区，当湖水水位高于长江水位时，湖水会补给河水，但当雨季到来时，长江水位高涨，当河水水位高于湖泊水位时，它们之间的关系又会怎样？
生（齐答）河水补给湖水。
师对，所以长江水和湖泊水之间存在相互补给的关系，我们可以看到在长江处于洪水期时，湖泊对河流起到了什么作用？
生调节洪水的作用。
师非常好！这种现象对我们有什么启发吗？
生我们可以通过修建人工湖泊——水库来防洪。
师这位同学说得很好！事实上，不仅河流与湖泊之间可以相互补给，河流和地下水之间也存在类似的相互补给关系，补给的方向均取决于两者的水位高差。俗话说“井水不犯河水”，从我们研究的水体相互联系的角度来看就不科学了。我们再来看看下面这个例子：
（课件展示：“黄河下游‘地上河’示意图”，思考该河段河水和地下水之间的补给关系）
师这是黄河下游，河床远远高出周围地面，最大的高差要达到7—8米，那么河水和地下水之间会是怎样的补给关系？
生河水补给地下水。
师很好！李白曾写下这样的诗句吟诵黄河：“黄河之水天上来，奔流到海不复回。”黄河之水奔流到海后真的就不复回了吗？我们先来看下面的动画。
（动画演示：水循环）
师从动画中我们可以看到自然界的水在不断地进行着连续的循环运动，这就是我们接下来要学习的——水循环。下面请同学们结合屏幕上的问题，阅读教材第59页“水循环的过程和意义”，注意图文结合，观察图中每一个箭头的含义。
（屏幕展示思考题）
水循环将哪几个圈层联系了起来？
水循环主要发生在哪些领域？
水循环可划分为哪几种类型？
你能用更简单的示意图表示出各种类型的水循环吗？
（学生阅读完课文后回答所列问题）
生1水循环联系了水圈、大气圈、岩石圈和生物圈四大圈层。
生2水循环发生的领域主要有海洋与陆地之间、陆地与陆地上空之间、海洋与海洋上空之间。
生3水循环可划分为海陆间循环、陆地内循环、海上内循环三种类型。
师大家都回答得很正确！三种水循环中最重要的也是环节最完整的是海陆间循环，下面我想和大家一起用简单的示意图画出这一循环过程，大家要注意每一个箭头所代表的环节的名称。
（用边讲边画的方式调动学生参与教学，加强学生对海陆间水循环每一个环节的记忆）
师海陆间循环我们一起完成了，下面我想请两位同学上来完成其余两个水循环。
（两学生板画完成后，师生共同指认所画箭头的含义）
师阅读教材第59页“活动”，回答后面的问题。
生20世纪90年代末，黄河下游出现了严重的断流现象，其自然原因是气候干旱，但主要是人为原因造成的，是黄河沿河地区，特别是上游地区过度引水灌溉造成的。它对下游依靠黄河供水的地区所产生的影响是多方面的，其中最主要的是断流给沿岸地区人们生产和生活用水造成极大困难，此外也对黄河下游的自然生态环境带来极大影响。目前我国对黄河断流问题采取的主要措施包括，统一协调上、中、下游水资源开发与使用数量，对黄河水资源进行跨地区的合理调配；运用大型水利工程（如小浪底水库）对河流水资源的季节变化进行合理调节；在农业生产中大力推行节水灌溉技术和节水措施，提高水资源的利用率；等等。目前这些措施已经取得了明显的效果。
（教师可结合学生的回答进行相应补充，注意培养学生语言的组织和表达能力；根据学生提供资料的情况，可补充自己准备的图片资料，让学生能更直观地感受到黄河断流的严重性）
（课件展示：黄河断流图片和资料）

师刚才我们第一小组的同学代表的发言非常精彩，语言表达思路非常清晰，前因后果的分析也是有条有理，并且还收集了黄河断流的图片，大家看了是不是很揪心啊！黄河是我们中华民族的母亲河，孕育了我们一代一代炎黄子孙，创造了灿烂的中华文明。可由于我们无节制地对她进行索取，致使出现断流，而且断流的时间越来越长，1997年断流时间竟长达226天。黄河断流，除了刚才我们同学所说的原因外，黄河源头的过度放牧导致草原大量退化，黄河上游河段的森林大量砍伐使乔木林覆盖率几乎不到0.35%，这些都是黄河断流日趋严重的原因。水是生命之源，我们是不是应该好好反思我们的行为！
师我们再来看看第二小组又是如何解答另一个同样让我们忧虑的问题的。
（第二组代表上台发言）
生济南近几十年来的泉水断流现象，也主要与人为因素有关，其中最主要的是对地下水的过量开采和使用，导致地下水位的下降。确保泉水长流的措施，一方面可以从改善当地的生态环境入手，如通过增加植被的覆盖率、保持水土等措施，增加地下水的渗入量；另一方面应采取果断而有效的措施，如关闭自备水井、实行地下水开采许可证制度等，合理利用地下水资源，防止对地下水的过度开采。
师这位同学说得也很好！由于人们过度抽取地下水导致地下水位明显下降，泉眼枯竭在全国很多地区极为常见。随着对水资源需求的增加，人们常常不顾客观自然规律，盲目向自然界要水。上面两个事例都体现了人类活动对水循环的不良影响，你们有没有发现主要是影响了水循环的哪些环节？
生地表径流和地下径流。
师对！我们可以看到，不合理的人类活动必然对水循环产生不合理的影响，那么，人类能否通过改变水循环的某些环节，促进水循环的形成呢？能不能举出生活中的一些例子来？
（鼓励学生积极发言）
生1人类可通过人工催云、人工降雨改变降水这一环节。
生2还可以修水库、跨流域调水、引水灌溉改变地表径流。
师很好！譬如我国正在实施的南水北调工程。大家说得都非常好，还可以通过补充地下水、植树造林、改变地下径流等。
师通过上面内容的学习，我们可以看到水循环原理在我们生活中普遍存在，水循环对地理环境有着极为重要的意义。
（视频1：“滚滚长江东逝水”）
师长江水属于水循环中哪一个环节？
生地表径流。
师它为什么能源源不断地东流入海而不枯竭呢？
生因为不断地有降水补充。
师正因为不断进行的水循环，使长江水得到了不断的——
生（齐答）更新。
师对！水循环促使地球上的各种水体得到不断的更新。我们再来看一下其他几个素材又体现了水循环的哪些意义？
（图片：“黄土高原地貌”）
师黄土高原当初形成的时候，地表是平坦的，是什么使它形成今天这种千沟万壑的地表形态？
生黄土高原土质疏松，植被稀疏，再加上夏季降水集中，而且多暴雨，流动的地表径流对高原表面的长期侵蚀形成了今天的黄土高原。
师回答得很好！水循环是自然界最富动力的循环运动，它不断地塑造着地表形态。
（图片：舟山渔场）
师舟山渔场是我国最大的渔场，它为什么能成为我国最大的渔场呢？与水循环有什么关系呢？
生1处于大陆架，阳光充足。
师还有原因吗？
生2暖流与沿岸北下的冷水相遇。
师很好，它的成因还和长江、钱塘江在其附近入海有关，谁来具体讲讲？
生3因为长江、钱塘江入海带来了大量的营养物质，所以这里饵料很丰富。
师不错！下面请同学们结合刚才的材料分析和总结一下水循环的地理意义。
（学生讨论后发言，课件展示结论）
促进水资源更新，维持水量平衡；
促进能量交换和物质迁移；
影响全球气候和生态；
塑造地表形态。
课堂小结
今天这节课我们学习了水圈的构成和特点，各水体之间的相互联系以及水循环的过程和意义。
板书设计
活动与探究
1.“水资源是可以更新的，所以它是取之不尽，用之不竭的”，你同意这样的观点吗？写一篇小论文，课后评比。
2.请你提出10条节水建议。
第四章 地表形态的塑造
本章规划
通过以上三章内容的学习，学生掌握了地球的运动规律和圈层结构，知道了地球上最富动力的两大因子——大气和水。通过本章的学习，使学生进一步懂得大气和水是塑造地表形态的两大主要外力。当然，自然科学和哲学总是相通的，营造地表形态的力量不仅有外力作用，内力作用才是最根本的。本章通过具体的案例来说明内力作用和外力作用对地表形态塑造所起的作用是不同的。教学时应选取学生熟知的图片或例子，或用多媒体动画的形式来演示，使学生增强感性认识，以更好地理解比较抽象的地理原理。
青少年学生正处于世界观的形成时期，学习本章内容，可以使学生更好地树立辩证唯物主义的思想。通过内、外力作用对地表形态的塑造使学生理解矛盾是对立统一的。
课时安排：
共6课时
第一节 营造地表形态的力量
1课时
第二节 山岳的形成
2课时
第三节 河流地貌的发育
2课时
问题研究 崇明岛的未来是什么样子
1课时
第一节 营造地表形态的力量
从容说课
本节是总论，全面剖析营造地表形态的力量主要有内力作用和外力作用两类。从能量来源、表现形式、作用速度及对地表形态的影响等方面阐述内力作用。教学中要运用实例具体说明内力作用的速度不同，对地表形态造成的影响也不同；从发生条件、能量来源和作用方式等方面阐述外力作用，运用学生熟悉的例子说明不同方式的外力作用彼此之间的关联及对地表形态的影响；从两个层次说明岩石圈物质的循环过程。第一个层次：每一类岩石的形成过程及其牵涉的内、外力作用。第二个层次：各种岩石间的相互转化关系。地壳物质循环是内、外力作用共同促使的，内力作用产生了地表的高低起伏，形成了地表的基本格局，而外力作用则总是减小地表形态的高低差异。
三维目标
知识与技能
1.内、外力作用和表现形式，内、外力作用对地表形态的塑造。
2.了解地壳物质的循环过程。
3.运用图表资料分析、表达地理事物的能力。
过程与方法
1.自主学习，讨论法。
2.探究与活动，理解地壳运动的特征。
3.利用景观图片分析地貌的成因。
情感、态度与价值观
教学重点
1.了解地表形态的形成和发展。
2.了解地壳物质的循环过程。
3.认识地表形态对人类生产、生活的影响。
教学难点
地表形态形成过程的分析。
课时安排
1课时
教学过程
导入新课
师同学们，通过前面三章的学习，我们知道大气和水是我们所生活的这个星球最富动力的两大因子，而且是生物维持生命活动的必要条件。但是，它们的作用还远不止如此，我们今天所看到的千姿百态的地球表面与水和大气的功劳也是密不可分的。当然，地表形态的形成还有着其他重要的因素，今天我们就来学习——第四章 地表形态的塑造（板书）。
（出示投影：山地、高原、盆地、丘陵、平原五种地貌形态的景观图片）

师以上我们看到的五种景观反映了什么内容？
生地形的五种形态。
师对，而地貌，它是我们可以直接感知的地球表面的起伏形态。但是我们今天所看到的地表形态并不是自地球诞生以来就是这个样子的，地球经历了漫长时间的演化，地表形态也发生了沧海桑田的变化。那么是什么力量影响、改变着地表形态呢？让我们一起学习：第一节 营造地表形态的力量（板书）。
推进新课
师是什么力量使地表形态发生着巨大的改变呢？是地质作用，就是地球上由于自然界的原因，引起地表形态、组成物质和内部结构发生变化的作用。地质作用主要有哪几种形式呢？
生（看书）回答：内力作用和外力作用。
师很好！那么什么是内力作用呢？请大家思考：内力作用的能量来自什么？内力作用通过哪些形式表现出来？这些形式对地表形态的影响程度、影响结果有何不同呢？
（结合案例①播放录像“喜马拉雅山的形成”和“维苏威火山的喷发”）
生（分组讨论，分析这两种形式有什么共同点？在哪些方面存在着不同？）
师请一个同学先来说一说他们小组讨论的共同点。
生1我们小组认为，它们都是内力作用的表现形式，它们的能量都来自地球内部，主要是放射性元素衰变所产生的热能。
师很好！我们再请一组选一个代表说一说他们讨论的不同点是什么。
生2它们是内力作用的两种不同表现形式。对地表形态作用的速度不同，形成喜马拉雅山是地壳的运动，是极其缓慢的；维苏威火山的喷发是岩浆活动的剧烈表现，速度很快，迅速地改变了地表形态。
师总结得太好了！思路清晰，分析透彻。但是哪一种对地表形态的改变更为显著呢？
生（齐声）地壳的运动（或喜马拉雅山的形成）。
师对！内力作用的表现形式除了以上两种，还有变质作用，但是变质作用发生在地壳的深处，不能直接塑造地表形态，所以在内力作用中，地壳运动才是塑造地表形态最主要的方式。那么地壳运动又是怎样塑造地表形态的呢？
（播放动画“岩层的水平运动”，查成语词典，找出成语“沧海桑田”的出处和本意）
师刚才我们看到的动画反映了地壳的岩层在什么方向上的运动？
生水平方向。
师对。那么“沧海桑田”又反映了地壳怎么样的运动呢？
生1 上升运动和下降运动。
生2垂直运动。
师很好！水平运动和垂直运动在对地表形态的塑造上有何不同呢？
生（看书讨论后回答）水平运动会在地表形成断裂带和巨大的褶皱山脉；垂直运动引起了地势高低起伏和海陆变迁。
师在地壳中，这两个方向的运动是同时存在的，它们总是相互作用、相互影响。但是在不同的时期和不同的区域，这两个方向的运动是有主次之分的。总体上地壳的运动以水平运动为主，以垂直运动为辅。内力作用在地表形成大陆与洋底、山脉与盆地，奠定了地表形态的基本格局，使地表产生了高低不平。
（活动探究）
（P75活动。活动1比较简单，通过三根大理石柱的外观变化，即可判断海岸在不同时期处于何种运动状态，但第三问稍有难度，需要对学生启发引导。活动2需要结合初中地理中国地形部分的内容，将中国主要山脉投影展示，让学生展开讨论，得出结论）
师请同学们看活动1，思考后回答。
生1（第一问）从公元79年至15世纪，海岸处于下沉运动，原因是三根大理石柱在公元79年时底部被火山灰覆盖，15世纪时被覆盖部分却沉到了海平面以下。
师很好，我们再请一个同学说说第二问。
生2说明了从公元15世纪至18世纪，那不勒斯湾海岸处于上升运动，判断依据是那时大理石柱上留下了被海生动物钻孔的痕迹。
师嗯，分析得不错。我们再请一个同学来讲一讲第三问——那不勒斯湾海岸的地壳运动说明了地壳运动具有哪些特征？
生3说明了地壳在垂直方向上的运动。
师对。那么请大家思考一下，那不勒斯湾海岸在不同的时期表现出不同的运动，有时上升，有时下降，这又说明了地壳运动具有什么特征呢？（启发学生：在时间上有什么特征？）
生（齐声）说明了地壳的运动具有周期性特征。
师很好！下面请看活动2。
（投影“中国的山脉”）
1.请大家仔细看地图，讨论后说出我国山脉的主要是什么走向，思考：为什么说山脉是我国地形的骨架？
2.如何理解我国地形网格状的分布格局？
生（分组讨论）
师好，先请一个小组选一个代表来谈谈中国的山脉走向主要是哪些方向。
生1我国山脉走向有东西走向，还有东北—西南走向，也有南北走向和西北—东南走向的。
师（总结）很好，同学们观察得很仔细，表达也很准确！我国山脉的走向以东西走向和东北—西南走向居多，南北走向和东北—西南走向的山脉较少。那么如何理解“山脉是我国地形的骨架”呢？
生山脉在地表面的分布就像我们人身上的骨头，彼此交织，构成了基本的“大地形体”。
师很好。下面再请一个小组选一个代表谈谈他们是如何理解“我国地形的网格状分布格局”的。
生2我国山脉在地表面横竖交织，好像编网，织成了一个个的“格子”，而其他的地形区就是分布在这些“格子”里的。
师说得真好！我们国家地域辽阔，有四大高原、四大盆地、三大平原，它们正是镶嵌在山脉之间，从而和山脉一起构成了我国地形的“网格状分布格局”。
师通过刚才的学习，我们了解了内力作用奠定了地貌的基本格局，但是外力作用也一刻没有停止过，那么什么是外力作用呢？外力作用有哪几种表现形式？它们又是怎样塑造地表形态的呢？
（学生看书，讨论）
师（总结）地球表面的风、流水、冰川、生物等会引起地表形态的变化，这些作用统称为外力作用。外力作用的能量来自太阳辐射能。
（播放录像“岩石的风化”）

师在温度、水以及生物等的影响下，地表或接近地表的岩石容易发生崩解和破碎，形成许多大小不等的岩石碎块或砂粒，这种作用叫风化作用。
（播放录像“流水的侵蚀”，动画“沙漠地区风力侵蚀作用”，投影图片“海蚀陡崖”和“阿尔卑斯山的冰斗和角峰”）

师以上我们看到的现象主要是由什么作用形成的？这种作用主要由哪些外力作用形成的？
生侵蚀作用。形成侵蚀作用的外力主要有水、冰川、风等。
师对。侵蚀作用使被侵蚀掉的物质离开原地，原地就形成了侵蚀地貌。同学们想一想，风化或侵蚀作用的产物到哪里去了呢？
生被搬运到了低洼的地方堆积起来，形成了堆积地貌。
师很正确！请看图片。
（投影图片“塔克拉玛干沙漠沙丘”“太湖平原”）

师以上两幅图片中的景观是怎样形成的？
生沙丘是由于风力减小，携带的沙子堆积在地表形成的；太湖平原是由于流水携带的泥沙长期沉积而成的。
（讨论：内力作用和外力作用有着怎样的关系）
生内力作用使地表形成高低起伏，而外力作用是使地表起伏状况趋向于平缓。在地表形态的塑造过程中，它们总是同时起作用的。
师很好！内力作用和外力作用是一对矛盾，既对立又统一。在地表形态的形成中，内力作用是主要方面。
（P77活动：思考讨论并回答这两个问题）
问题：这些地貌主要是在什么外力作用下形成的？推测这些地貌是如何形成的？
（学生对第一幅图片“黄土高原”应该能够较好地认知，但黄土土质疏松、华北夏季多暴雨、植被较少，需教师作引导；第二幅图片是沙漠地区风蚀地貌景观；第三幅图片反映的是冰川地貌，学生较为陌生，需教师加以讲解）
生1（第一幅图片）黄土高原千沟万壑的地表形态是由于流水的侵蚀作用形成的，原因是黄土高原地表植物较少，加之土质疏松、夏天多暴雨。
生2（第二幅图片）沙漠地区风力较大，风携带沙子对地表的岩石打磨，形成了风蚀柱、风蚀蘑菇等。
生3（第三幅图片）高山冰川向下运动时，把地表物质刨掉并带走，下降到一定高度时，冰川融化，因此携带的大、小石块被散落到原地，形成了图中的景观。
师（总结）大家分析得很具体、很科学。内、外力共同对地表形态进行塑造，这一过程本身也是岩石圈物质的循环过程。
（学生看书，了解三大类岩石及它们的关系）
师请同学们思考一下，三大类岩石的形成分别与哪些内、外力作用有关？
生1岩浆岩主要是岩浆沿着岩石圈的薄弱地带侵入岩石圈的上部或喷出地表，冷却凝固而成，是由内力作用形成的。
生2沉积岩是地表被侵蚀的物质被风、流水等搬运后沉积下来，经固结成岩作用而成的，是外力作用。
生3变质岩是已经生成的岩石，在一定的温度和压力下发生变质作用而形成的。
师对。各类岩石在岩石圈深处或岩石圈以下发生重熔再生作用，又成为新的岩浆。岩浆在一定的条件下再次侵入或喷出地表，形成新的岩浆岩，并与其他岩石再次接受外力的风化、侵蚀、搬运和堆积。这样，岩石圈的物质就处于永不停止的循环转化之中。
（读图4.8，同桌协作，绘制出地壳物质循环过程示意图）
课堂小结
岩石圈的物质循环一刻不停地进行着，我们今天所看到的地表形态，只是岩石圈的物质循环在一段时期内留在地表的痕迹而已。因此，在自然界中物质的运动是绝对的，静止是相对的，我们要用发展的眼光来看待地壳的演化。
板书设计
活动与探究
结合家乡的地貌类型，说一说这种地貌类型在地质历史上是如何形成的，其中发生着怎样的地壳物质循环。（可写成小论文形式）
第一章 行星地球
本章规划
绝大多数地区的中考不考地理，鉴于这一客观情况，学生在初中阶段对学习地理不够重视，兴趣往往不够浓厚，甚至抱有排斥的情绪。因此，本章的教学任务就不只是教参中所述的几条。作为高中地理教学的开篇，本章内容难点较多，教学中一方面要使学生掌握规定的知识、技能和方法，另一方面也要为后面的地理学习培养兴趣，打下良好的心理基础。
地球是宇宙中的一颗行星，教材以地球为中心，首先从地球在宇宙中所处的星系环境让学生了解地球是一颗什么样的行星，再讲述太阳辐射和太阳活动时刻影响着地球，这些内容难度不大，使用录像和相关图片可以引发学生的学习兴趣。地球的运动规律及其地理意义是本章最难理解的部分，但与我们的日常生活密切相关，教学时可从日常生活中选取事例进行说明和讲解，同样会激发学生的学习兴趣，教学中应辅以多媒体演示突破难点。本章最后的教学内容是地球的圈层结构，反映了全章内容由远及近、由外到内的空间逻辑，教学中应体现这一特点。
课时安排：共7课时
第一节宇宙中的地球
1课时
第二节太阳对地球的影响
1课时
第三节地球的运动
3课时
第四节地球的圈层结构
1课时
问题研究 月球基地应该是什么样子
1课时
第一节 宇宙中的地球
从容说课
本节涉及许多天文现象和天文知识，谈“天”是为了说“地”，讲述天体是说它们组成了地球的宇宙环境，强调宇宙的物质性；讲天体系统是为了说明宇宙有序、有层次，也是有结构的物质世界，要从天体层次中找出地球在宇宙中的位置；讲太阳系的组成和八颗行星的运动特征和结构特征，是为了证明地球只不过是宇宙中一颗普通的行星。这些都是围绕“地”来展开的。教学中要围绕地球这一主体，通过录像的放映和图片的展示吸引学生的眼球，把学生带往神秘的宇宙，站在宇宙的某一个角度来审视地球，先由近及远再由远及近，镜头一拉一伸，既可透彻解剖知识体系，又可创造神秘而激动人心的氛围，为后续的教学作好铺垫。教学中要用比较分析的方法，使学生对日地距离和地球本身的体积、质量适中有准确的认识，理解地球上为什么有生命存在，并由此知道地球的特殊性。
三维目标
知识与技能
1.了解天体的主要类型和天体系统的层次。
2.运用资料说明地球是太阳系中一颗既普通又特殊的行星，理解地球上生命存在的原因。
3.培养用比较分析的方法解决有关地理问题的能力。
过程与方法
1.分析图片，形成宇宙物质性的观念，形成天体系统各层次的感性认识。
2.利用图表分析法和比较法自主探究地球在太阳系中的普通性和特殊性。
情感、态度与价值观
通过学习帮助学生树立正确的宇宙观。
教学重点
1.天体系统的层次及地球在宇宙中的位置。
2.地球的普通性和特殊性，地球上生命存在的条件。
教学难点
地球上生命存在的原因。
课时安排
1课时
教学过程
导入新课
师这是我们进入高中以来的第一节地理课。我知道大家在初中学过地理，也许你对地理很有兴趣，也许你不曾重视地理，但只要你学过地理，你应该体会到地理知识在我们的日常生活中会给你很多帮助。
今天我们学习的地理与初中时有了许多的不同，它不仅仅是学习某个地理事物在什么地方。人们总是用“上知天文下晓地理”来形容某人知识的渊博，今天我们就一起到浩瀚的宇宙去遨游一番，从宇宙的深处看看我们的地球。
（板书）第一章行星地球 第一节 宇宙中的地球
推进新课
师何谓宇宙？我国战国时期的《淮南子·原道训》中指出：“四方上下曰宇，古往今来曰宙，以喻天地。”其实宇宙就是时间和空间的组合，无始无终，无边无际，而各种天体则是宇宙中物质的各种各样的存在形式。
晴朗的夜晚，当我们仰望星空，会看到繁星点点，这些都是天体，你能认识哪些天体？
生（可能的答案）月球、牛郎星、织女星、北斗七星、北极星、流星、彗星……
师很好，不少同学都能认识很多的天体。宇宙中的天体还有很多，我们来看一段录像。
（放映录像：有关宇宙的片段，对各类天体及天体系统的介绍）
师录像中都有哪些天体呢？
生（多人分别回答）闪烁的恒星、云雾状的星云、不断移动的行星、拖着长尾的彗星、一闪即逝的流星、绕行星转的卫星……
师还有星际空间的气体和尘埃，这些都是自然存在的天体，像人造卫星、神舟飞船、各种探测器等则是人造天体。下面请大家把书翻到第2页，看图1.1中的四幅图片，阅读a、b、c、d四段文字。
师（投影图片并讲述）
①星云是由气体和尘埃组成的呈云雾状外表的天体，主要组成物质是氢。蟹状星云是金牛座中的一团无定形的膨胀气体云，它的大小为12光年×7光年，总辐射强度比太阳强几万倍。
②行星是在椭圆轨道上围绕太阳运行的、近似球体的天体，质量比太阳小，以表面反射太阳光而发光。土星有美丽的光环，被较多的卫星所拱卫。它的体积约是地球的740倍，质量约是地球的95倍。
③流星体是行星际空间的尘粒和固体小块，数量众多。沿同一轨道绕太阳运行的大群流星体，称为流星群。流星群与地球相遇时，人们会看到天空某一区域在几小时、几天甚至更长时间内流星数目显著增加，有时甚至像下雨一样，这种现象称为流星雨。大多数流星雨是以辐射点所在星座或附近的恒星命名的，如照片所示的狮子座流星雨，是1998年天文工作者在西班牙拍摄到的。
④彗星是在扁长轨道上绕太阳运行的一种质量较小的天体，呈云雾状的独特外貌。哈雷彗星是第一颗经推算预言必将重新出现而得到证实的著名大彗星。哈雷彗星出现时，景色蔚为壮观，彗尾横跨半个天空，与银河争辉。哈雷彗星的公转周期是76年。
师借助天文望远镜和其他空间探测手段，人们还可以观测到更多更遥远的天体。宇宙中有如此之多的天体，那我们居住的地球在宇宙中的位置是怎样的呢？
（板书）一、地球在宇宙中的位置
（投影教材图片“天体系统”，看图讨论）
（合作探究）
生（讨论）
师请一位同学说说地球在宇宙中的位置。
生（一生描述地球在宇宙中的位置）
师答得好！宇宙处于不断的运动和发展之中。天体之间相互吸引和相互绕转，形成天体系统。目前，人们认识到的天体系统，从小到大排列，有以下几个层次：
●月球绕地球公转，构成地月系。月地平均距离为38.4万千米。
●地球和水星、金星、火星、木星、土星、天王星、海王星等行星及其卫星，以及小行星、彗星、流星体等天体围绕太阳公转，构成太阳系。地球是离太阳较近的一颗行星，日地平均距离1.5亿千米。太阳是太阳系的中心天体，占太阳系总质量的99.86％。
●太阳和千千万万颗恒星又组成庞大的恒星集团，称为银河系。在银河系中，像太阳这样的恒星有1000多亿颗。银河系主体部分的直径约为8万光年，太阳系与银河系中心的距离大约为2.7万光年。光年是计量天体间距离的单位，1光年即光在一年中传播的距离，约为 94 605 亿千米。
●银河系以外还有许许多多同银河系规模相当的天体系统，称为河外星系，简称星系。用目前最大的望远镜，可以观测到数以十亿计的星系，其中离我们最远的估计为150亿—200亿光年。天文学上把银河系和现阶段所能观测到的河外星系，合起来叫做总星系，这就是目前我们能观测到的宇宙范围。
师根据我们刚才学习的知识，大家一起来看教材第4页的活动。
（合作探究）
生（按照天体系统的层次，填写下面的框图）
师（学生填写后）哪位同学说说你是怎么填的，其他同学可以补充。
生（一生回答，他生评论）
师答得好！
（投影）（师按下列体系充实讲解）
师（过渡）我们已经知道了地球在宇宙中的位置，地球在宇宙中可能显得太渺小，在银河系中想发现它的身影也比较困难，在太阳系中虽无法与太阳齐肩，但也算是八颗行星骨干之一了，特别是太阳对地球的关照很多，使地球在平凡之中作出了特别的表现。我们就到太阳系中了解一下地球。
（板书）二、太阳系中的一颗普通行星
（投影图片：太阳系模式图）
师太阳系中有哪八颗行星？按离太阳由近及远的顺序，请一位同学看图回答。
生水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。
（方法引导）
师回答正确！八颗行星绕太阳的转动叫公转，我们常用运动方向、轨道平面和运动轨迹等来描述八颗行星的公转运动。下面我们来做一项活动，了解八颗行星的运动特征。
请大家继续看投影，仔细观察表示八颗行星公转方向的箭头，八颗行星公转的方向有什么特点呢？
（合作探究）
生方向相同。
师大家观察得很准确，回答得非常好！八颗行星公转具有同向性的特点。大家再看表1.1——八颗行星轨道倾角与偏心率，然后回答：八颗行星公转运动的轨道倾角与偏心率分别是大还是小？
生轨道倾角与偏心率都较小。
师很好！八颗行星的轨道倾角大多小于4°，只有水星的稍大一些，最大也不过7°。因此，八颗行星的轨道面几乎在同一平面上，说明它们的轨道具有共面性的特点。八颗行星的轨道偏心率大多接近0，只有水星较大，为0.21。它们的公转轨道同圆相当接近，有近圆性的特点。
哪一位同学来总结一下八颗行星的运动特征？与其他行星相比，地球在运动特征方面有没有特殊的地方？
生八颗行星的运动特征是同向性、共面性、近圆性。地球在运动特征方面没有特殊的地方。
师非常正确！地球具有的运动特征，其他七颗行星也有。下面再请大家看投影。
（投影：太阳系八颗行星的比较数据 见下表）
太阳系八颗行星的比较数据
行星
质量
（地球为1）
体积
（地球为1）
平均密度（g/cm2）
公转周期
自转周期
类地
行星
水星
金星
地球
火星
0.05
0.82
1.00
0.11
0.056
0.856
1.000
0.150
5.46
5.26
5.52
3.96
87.9d
224.7d
1a
19a
58.6d
243d
23h56min
24h37min
巨行星
木星
土星
317.94
95.18
1316.000
745.000
1.33
0.70
11.8a
29.5a
9h50 min
10h14 min
远日
行星
天王星
海王星
14.63
17.22
65.200
57.100
1.24
1.66
84.0a
164.8a
约16h
约18h
师按照距日远近、质量、体积等结构特征，可以把八颗行星分为三大类。请你分析数据，回答下列问题：类地行星、巨行星、远日行星分别具有哪些特征？
生（可以让不同的同学进行补充）
师（评价学生答题情况，多鼓励）根据表中数据，我们可以发现这三类行星分别有以下特征：
类地行星：包括水星、金星、地球和火星。距离太阳近，表面温度较高，体积和质量都小，平均密度大。另外，类地行星中心有铁核，金属元素含量高。卫星很少，或者没有。
巨行星：包括木星和土星。距离太阳比类地行星远，表面温度低，体积和质量都很大，平均密度都很小。它们的卫星数目多，并且有光环。
远日行星：包括天王星、海王星，它们距离太阳远，表面温度很低，都在-200 ℃以下，平均密度大体上介于前两类之间。远日行星表层气体以氢和甲烷为主。远日行星都有卫星，有光环。
师地球与水星、金星、火星相比，有没有特殊的地方？
生没有。
师从表中可以看出，在太阳系的八颗行星中，地球的质量、体积、平均密度和公转、自转运动有自己的特点，但并不特殊。因此，地球是太阳系中一颗普通的行星。
师（过渡）然而，地球贵在是一颗适于生物生存和繁衍的行星。
（板书）三、存在生命的行星
为什么地球上会出现生物？这与地球所处的宇宙环境，以及地球本身的条件有着密切的关系。请大家看书P6内容，讨论地球上有生命存在的条件有哪些。
生（读书，讨论，总结）
师温度和水分条件：日地距离适中（1.496亿千米），使地表平均气温为15 ℃，有利于生命过程的发生和发展；地球上的温度，还有利于水以液态存在。
适合生物呼吸的大气：地球的体积、质量适中，吸引大量气体聚集在地球周围，又经过漫长的演化，形成了以氮、氧为主的适合生物呼吸的大气。
海洋的形成：首先，地球内部的放射性元素衰变致热和原始地球重力收缩，使地球内部温度升高，结晶水汽化；其次，地球内部的物质运动，例如火山爆发，加速了水汽从地球内部逸出的过程；再次，地表温度的逐渐降低，使水汽经过凝结、降雨，落到地面低洼处，形成原始的大洋。原始大洋的出现，孕育了原始的单细胞生物，并逐渐向高级生物进化。
师（设问）地球以外有没有生命？请大家阅读教材P6：探索地外文明。我们要找地外生命，应该考虑哪些因素？
生应该参照地球上出现生命的条件来寻找。
师很好！下面我们一起在再做一个活动，主题是：如何在茫茫的宇宙中确定寻找外星人的方向？
提示：生命的出现需要哪些条件？寻找一颗什么样的恒星？在这颗恒星周围的什么地方找一颗行星？这颗行星需要具备什么样的条件？……
（合作探究）
生（学生根据教材P7“活动”的设计，以小论文的方式谈谈自己的思考）……
课堂小结
通过本节的学习，我们知道宇宙的范围是非常之大。随着人类探测手段的发展，人们观测到的宇宙范围还会扩大，人们对地球在宇宙中的位置的认识也就会越准确和全面。我们还学习并知道了地球的普通性与特殊性，以及地球上存在生命的原因。这就为同学们将来寻找地外生命和地外文明指明了方向。
板书设计
活动与探究
探究课题：如何在茫茫的宇宙中确定寻找外星人的方向？
探究内容：生命的出现需要哪些条件？寻找一颗什么样的恒星？在这颗恒星周围的什么地方找一颗行星？这颗行星需要具备什么样的条件？……
探究办法、过程：上网或到图书馆查阅资料。
探究结果：小论文，班级展评。
第五章 自然地理环境的整体性与差异性
本章规划
教材的第二、三、四章分别从各自的角度介绍了自然地理环境的几个要素——大气、水、地貌。本章内容在于向学生揭示各自然地理要素之间不是相互孤立的，而是互相影响、互相渗透、互相制约的，从而构成了地理环境的整体性。但地理环境的整体性是相对的，而差异性是绝对的。自然地理环境在一定方向上发生分化，形成了自然地理环境的地域差异。本章的理论性较强，教学时应选取相应的图片或录像等直观地向学生展示地理环境，使学生产生充分的感性认识，并在此基础上引导学生分析地理环境的整体性和差异性。通过学习，应使学生理解地理环境整体性的内涵和陆地环境地域分异的规律。通过本章内容的学习，还应使学生建立动态的、联系的、立体的分析问题的思维方式。
课时安排：共5课时
第一节 自然地理环境的整体性
2
课时第二节 自然地理环境的差异性
2
课时问题研究 如何看待我国西北地区引进欧洲冷季型草坪
1课时
第一节 自然地理环境的整体性
从容说课
要使学生理解自然地理环境的整体性，就要先让学生了解地理环境的复杂性。教学中可通过一段录像来引出这一问题，选取的地区应具有典型性和鲜明性（如西双版纳或内蒙古草原），引导学生分析景观录像中各地理要素之间是如何相互影响和相互制约的。自然地理环境整体性的原因就是地理要素间不是简单的汇集，而是各要素间进行着物质与能量的交换，通过教材P93活动，以生物为例，说明地理环境的要素通过与其他的要素之间进行物质与能量的交换改变了其他要素的性质，从而改变了自然地理环境的性质。在理解了自然地理环境的整体性之后，又从三个方面诠释了地理环境的整体性：地理要素间相互作用产生新功能、自然地理环境具有统一的演化过程、地理要素的变化会“牵一发而动全身”。通过本节内容的学习，使学生懂得在利用自然的过程中，不能把地理要素彼此割裂开来，而应充分认识到各要素之间的密切联系，统筹考虑，避免不合理的利用给生态带来不良的后果。
三维目标
知识与技能
1.理解自然地理环境整体性的基本内涵。
2.了解自然地理环境整体性的表现。
3.使学生树立普遍联系的观点，在利用和改造自然中要充分考虑各地理要素的关系，避免牵一发而动全身。
过程与方法
1.探究与活动，理解地理环境的整体性。
2.利用景观图片分析地理环境的整体性。
情感、态度与价值观
帮助学生树立事物是普遍联系的思想，在利用自然中要做到统筹考虑。
教学重点
1.地理环境的整体性原因。
2.地理要素间相互作用产生新功能。
3.自然地理环境的演化过程具有统一性。
4.自然地理环境要素会“牵一发而动全身”。
教学难点
地理要素间相互作用产生新功能；自然地理环境具有统一的演化过程。
课时安排
2课时
第1课时
教学过程
导入新课
师同学们，在第一章中，我们学习了“地球的宇宙环境”，现在我们要学习的是“自然地理环境”。“环境”一词的含义是相对于某一中心事物而言其周围的境况。那么这两个“环境”的中心事物有什么不同吗？
生前者的中心事物是地球，后者的中心事物是人类。
师对！我们了解了地理环境是由许多种要素共同组成的。在前面的学习中我们的眼光一直是停留在某种单一的地理要素上，但是组成地理环境的各要素是相互影响和相互制约的，地理环境具有整体性。今天我们就来共同认识地理环境的整体性。
（板书）第一节 自然地理环境的整体性
(播放录像片断“西双版纳自然风光”)
推进新课
师同学们欣赏了西双版纳迷人的热带风光，请思考一下片中的自然景观包含了哪些地理要素？
生包含了大气、水、岩石、生物和土壤五个地理要素。
师不错。那么这五个地理要素是偶然地在空间上的汇聚吗？如果不是，它们之间又有着怎样的联系呢？
生这五个地理要素不是简单地汇集在一起，而是通过水循环、生物循环和岩石圈物质循环等过程，在它们之间进行着物质运动和能量交换，从而形成了一个相互渗透和相互作用的整体。
师很好。请举例说明在西双版纳这几个地理要素之间是如何相互制约、如何保持景观的一致性的。
（生回答，师总结）西双版纳是热带季风气候，降水很丰富，因此植物种类繁多，相应的动物种类也很多。地表径流也因降水多而很发达，土壤是淋溶性非常强的砖红壤。总之，西双版纳的自然地理要素并不是在空间上的简单地汇集，而是彼此相互影响，相互制约，表现出高度的统一性。
师让我们来看一看教材P91的活动。请思考：
1.图中有哪几种地理要素？
2.水在各要素间是如何转换的？
3.太阳能在各要素间是如何传递的？
生1图中的地理环境要素有大气、水、岩石、生物和土壤。
师对。那么请大家思考一下，水在这几个要素间是如何传递的？
生2大气降水使土壤、水圈和生物不断获得水分的补给。水面的蒸发、土壤表面的蒸发和植物的蒸腾作用使水又以水汽的形式再进入大气。
师说得很好。我们能不能绘制一幅水在地理环境各要素间的转换示意图，让这一过程更加直观清晰呢？
（生绘制，师总结）
师我们知道，维持生物生命活动的能量来自于太阳光能，那么太阳能在地理环境各要素间又是怎样传递的呢？
生3植物通过光合作用把太阳光能固定下来，动物直接或间接以植物为食，动植物死亡后，遗体被微生物分解，能量又被最终放散到环境中去。
师很对，让我们也来绘制一幅太阳能在地理环境各要素间的传递示意图。
（生绘制，师总结）
师太阳能在地理环境各要素间的转换过程其实也是一个生物循环的过程。请大家阅读P 90的“生物在自然地理环境形成与演化中的作用”，仔细观察图5.1并找出生物在地理环境中的作用。
（生阅读回答）生物是自然地理环境的创造者。
师那么，生物对地理环境的重要作用最根本的是什么作用？为什么？
（生回答，师总结）是植物的光合作用。因为只有光合作用才能利用光能，把二氧化碳和水及无机盐合成为贮藏能量的有机物并且放出氧气。动物必须直接或间接以植物为食，植物和动物的残体被微生物分解，又以无机物的形式归还到环境中，这就是生物循环。它使环境中的物质和化学元素发生迁移，能量在生态系统中流动、转化，因此把地理环境中的有机界和无机界联系起来。
师请同学们绘出地理环境中的物质循环示意图和能量能动示意图。
师地球自形成以来，环境发生了巨大的变化，生物在自然地理环境形成与演化中扮演着非常重要的角色。请同学们阅读案例1，思考：生物循环是怎样改造着大气圈、水圈和岩石圈的？
(活动探究)
生地球早期的大气成分不是今天的以氮和氧为主，而主要是二氧化碳、一氧化碳、甲烷和氨。现今的氧气主要是来自于植物的光合作用，大气中的氮也有一部分来自生物的作用。
师对。那么生物又是如何改造着水圈的呢？
生陆地上的水的化学成分也受到生物循环的影响和制约。加上生物有新陈代谢过程，在这一过程中，不断地发生着生物和地理环境的物质交换，从水中吸取某些化学元素和化合物，同时又向水中排放某些化学元素和化合物，从而改变了陆地水的化学成分。
师不错。不仅如此，事实上绿色植物也参与了水循环，这一环节也改变着陆地的水分状况。哪位同学来说一说岩石圈又是怎样受到生物的改造作用的呢？
生有些沉积岩中有化石，说明它们的形成过程是有生物参与的。煤和石油更是由生物的残体堆积变化而成的。
师对。陆地上本来没有土壤，但自从生物在地球上出现以后，加快了岩石的风化，促进了土壤的形成。土壤形成又反过来加速了生物的生长，进而使地理环境受到更大的生物改造。因此，地球上生物的出现，使地表面貌发生了根本的改变，最终形成了适合我们人类生存的地理环境。
师通过刚才的学习，我们知道了地理环境的整体性是由于地理要素间进行着物质与能量的交换。每个地理要素都有着自己独特的功能，但自然地理环境的各要素绝不是在空间上的简单汇集，它是一个和谐的系统，这个系统由于各要素的相互作用，还会产生一些各要素自身并不具备的新功能。
（板书）二、地理要素间相互作用产生新功能
(活动探究)
师请大家看图5.2中的那棵树，想一想，这棵树的长大需要哪些条件？
生需要阳光、水、空气、养分。
师不错。我们都知道植物的生长是通过光合作用来制造物质的，植物能独立地完成光合作用吗？试想，我们如果想把这棵树移植到我国西部沙漠中，在自然状态下它能很好地存活吗？
生当然不能。
师为什么呢？
生缺水。
师那为什么也有些植物在沙漠中能很好地存活呢？
生那些植物很耐旱。
师对，是那些植物长久以来适应了干旱的环境。那这说明了什么问题呢？
生说明了在不同的区域内，生物与环境间物质能量交换作用的方式和强度有所不同。
师不错。很显然，植物只是具备能够进行光合作用的能力，但还必须有外部条件来提供相应的物质基础才行。如大气为植物提供热量和二氧化碳，土壤、水圈、岩石圈为植物提供水分和无机盐，这样植物才能进行正常的光合作用，生产出有机物。因此，绿色植物的这种生产功能是自然地理环境的整体性功能，而非某个单一的地理要素所能具有的功能。
师请同学们看P92的“活动”，思考：藏羚羊的数目为什么在自然状态下可以保持相对的稳定？

（生回答，师总结）藏羚羊在长期的生存中适应了可可西里严酷的自然环境。在没有人类干扰的情况下，可可西里自然环境各要素的变化，迫使藏羚羊不断通过增减数目来适应环境，从而使藏羚羊的数目保持了相对稳定。
师滇金丝猴是我国非常珍稀的保护动物，但据报道，近年来数量呈下降趋势，请同学们思考是什么原因导致的呢？
生由于滇金丝猴的栖息地植被破坏严重，环境发生了根本的变化，它们失去了生存的空间。
师很好。显然在没有外界因素的干扰下，一定范围内各物种的数量基本可以保持恒定，这说明自然环境具有什么样的功能呢？
生自然环境的平衡功能。
师对。很明显，这种平衡功能也不是环境各要素所能单独具备的，而是各自然地理要素通过物质和能量交换，使自然地理要素的性质保持相对稳定。
师我们知道，现今地球有变暖的趋势，原因是什么？
生二氧化碳的温室效应。
师对。温室效应也只是人类工业革命以后的事情，在这之前并不像我们今天这样担心地球变暖，虽然大气本身并不具有减缓二氧化碳的能力，但大气中的二氧化碳并没有增多，是什么在起着平衡大气成分的作用呢？
生植物通过光合作用，消耗一部分二氧化碳，在海洋生物的作用下，也可以固定一部分二氧化碳。
课堂小结
对。但自从工业革命后，人类向大气中排放二氧化碳的量急剧增加，超过了自然界的平衡能力，因此，这种平衡有被打破的危险。因此，我们在生产和生活中应充分考虑自然生态平衡，做到保护环境和发展经济相协调。
板书设计
第2课时
教学过程
导入新课
师我们上节课学习了自然地理环境具有整体性，知道了组成地理环境的各要素间并不是简单地在空间上的汇集，而是互相影响、互相制约的。
复习提问：
1.地理要素间通过什么方式组成了一个有机整体？
生组成地理环境的各要素通过水循环、生物循环和岩石圈物质循环，进行着物质的迁移和能量的交换，从而形成了一个相互联系的整体。
2.地理要素通过相互作用，还会产生哪些单一地理要素所不可能有的新功能？
生生产功能和平衡功能。
师很好。自然地理环境整体性的表现还不止这些，今天我们继续学习地理环境整体性还表现在哪些方面？让我们先来看P92的案例2。
(出示景观图片“黄土高原”)
推进新课
师黄土高原的地表景观如果用一个成语来形容的话，就是——？
生千沟万壑。
师对。黄土高原为什么会形成现在这种外表景观？大家想一想有哪些原因。
生黄土高原地处华北，夏季多暴雨；黄土的土质很疏松，垂直节理发育；植被破坏严重，所以水土流失很严重。
师很好。黄土高原的这种地貌是由于长期水土流失造成的。同学们请思考：这种水土流失还会带来黄土高原哪些方面特性的改变？
生表层土壤侵蚀严重，逐渐失去肥沃的表土层，土壤肥力下降。
师对。土壤肥力的下降又会影响植物的生长，黄土高原的植被就会发生怎样的变化？
生植被覆盖度就会越来越差，更加剧了土壤的侵蚀。
师分析得很好。水土流失形成了许多沟谷，失去了植被覆盖的沟谷在长期的流水侵蚀作用下就会——？
生不断变长变深。
师据资料和考古研究表明，黄土高原在秦汉时期曾经是森林茂密的地方，而现在却是令人触目惊心的景观。请同学们想想看，古代的黄土高原气候和现在的气候比，有什么不同？
生古代的黄土高原气候湿润，而现在的气候比较干燥。
师对。失去了森林对气候的调节，黄土高原地方气候趋于干旱。
(出示景观图片开封一带“黄河下游——‘地上河’”)
(活动探究)
师黄河为什么成为举世闻名的“地上河”？
生黄河流经黄土高原，由于水流的侵蚀而携带着大量的泥沙，在黄河下游堆积，使河道不断淤高。
师对。通过黄土高原水土流失的学习，我们知道水土流失的过程是地貌、土壤、生物、水文统一的变化过程，黄土高原的外表景观正是在这种统一的变化过程中形成的。请大家绘出黄土高原地貌、土壤、生物、水文和人类影响的过程。
（生绘图，师总结）
师因此我们说，自然地理环境各要素的发展演化是统一的，一个要素的演化伴随着其他各个要素的演化，每个地理要素的演化都是自然地理环境演化的一个方面。这种统一的变化过程，使得自然地理要素间保持高度协调，这正是自然地理环境整体性的重要表现形式之一。
(活动探究)
师我们来看P93“活动”，利用我们刚才所掌握的统一变化过程的原理，分析在湖泊演变为陆地的过程中，各地理要素是如何统一变化的，请填写下表。
（生填图，师总结）
a—e的变化
湖泊面积和深浅
面积逐渐变小，湖水越来越浅，直至湖泊消失
地貌
由湖泊变成了陆地
生物
由水生生物逐渐变成了陆地生物
气候
由湿润逐渐变得干燥
土壤
由湿变干
在a—e的变化过程中，请同学们推测一下这里的地壳可能发生了什么运动？
生地壳发生了上升运动。
师对。反之，我们可以思考一下，这个湖泊有其消亡的过程，应该也有其生成的过程。在湖泊的生长过程中，这里的地壳又发生着怎样的运动呢？
生应该是地壳的下沉过程。
师很好。这个活动让我们进一步知道，自然地理环境的演化过程具有高度的统一性，每个要素的演化都是作为整体的一部分而进行着的，一个要素的变化会影响其他的要素，同时也受到其他要素的影响。因此，地理要素的变化会——“牵一发而动全身”。
（板书）三、地理要素的变化会“牵一发而动全身”
师我们一起来看看案例3。
(出示图片“我国土地资源利用示意图”“东北针叶林和针阔混交林景观”)

东北的森林主要分布在什么地区？
生东北森林主要分布在大兴安岭、小兴安岭和长白山地区。
师很好。东北森林的北部和南部在景观上有何不同？
生北部主要为针叶林，南部为针阔混交林。
师请大家仔细阅读案例文字和图片，写出东北森林的变化与环境变化之间的因果关系。
（生讨论）
师森林对气候有着怎样的影响？东北森林的减少使当地气候有着怎样的变化？
生森林具有增加湿度、减小温差的作用。东北森林减少使大气湿度增加，气候变得干燥。植被破坏—大气湿度下降—气候变干。
师研究表明，东北的水土流失每年呈加剧趋势，土壤变薄，土壤肥力下降，请写出森林变化与其之间的因果关系。
（生讨论）
植被破坏—地表蓄水能力下降—地表径流增加—土壤侵蚀加剧—水土流失—肥力下降。
师近些年来，我国华北地区沙尘暴越来越频繁，请思考原因是什么？
（生讨论）
师我国北方的沙尘暴主要发生在什么季节？为什么？
生春季。因为春天我国北方受西伯利亚冷空气的影响，多大风，而且华北春天空气干燥，因而下雨很少。
师为什么现在沙尘暴的频率越来越高呢？请写出这其中的因果关系。
（生画图）
植被破坏—土壤沙化—沙尘暴。
师因此，我国在北方地区建立了世界最大的防护林体系——“三北”防护林。
(出示图片：“三北”防护林)
师请问，建设“三北”防护林对北方的环境有着哪些作用？
生可以调节气候，美化环境，改善水文状况，促进生态环境向良性方向发展。
(出示图片“亚马孙雨林及其破坏”)
师请说一说热带雨林的作用，它的破坏会带来什么后果。
生热带雨林能平衡大气成分，被喻作“地球之肺”。大量砍伐热带雨林，会引起全球气候的变化，导致整个生态环境的功能失调。
师很好！可见，自然地理环境中某一要素的变化，会导致其他要素乃至整个地理环境状态的改变。在人类对大气、水、岩石、生物和土壤的影响中，哪些地理要素更容易受到人类的影响呢？
生水和生物。
师对，人类活动更容易引起生物发生变化，并由此而带动其他要素的变化。所以我们要保护生物，保护生态，避免给环境带来“牵一发而动全身”的后果。
(活动探究)
(P95“活动”)
师请同学们讨论修建水库会对自然环境产生怎样的影响，根据图中提供的线索，把讨论的结果填写在相应的空白处。
（生讨论）
填空：
地下水——丰富
生物——种类增多
地方气候——湿度增加，温差变小
泥沙沉积——泥沙减少
洪水灾害——减少
课堂小结
自然地理环境各要素之间的相互作用关系为我们认识地理规律、利用地理规律处理人与环境的关系提供了帮助。
板书设计
第三节 地球的运动
从容说课
基于前两节的教学，学生了解了地球的宇宙环境，本节开始让学生立足地球本身，探讨地球的运动。
鉴于教材把地球的自转和公转内容前后列放，可用列表比较的方式板书，从定义、方向、速度、周期等几个方面分别讲解地球自转和公转的特征。学生在初中曾学过一些地球运动的知识，在此基础上，可让学生把“地球自转的方向”知识进行拓展，想象在两极的上空看地球的自转方向，建立地球顺时针和逆时针自转的概念，为以后学习地球自转的地理意义打下基础。多年的教学经验告诉我们，学生在学习恒星日和太阳日的概念时非常困难。在老师的详细讲解下也很难看懂书中的图1.15“恒星日和太阳日”。有条件的制作课件可以改善图示，拉长地球与恒星之间的相对距离，日地距离可以更靠近一些，把恒星只画成一个，辅以直观的动画效果，最大可能地还原真实，应该能更好地突破教学难点。讲解地球公转的时候，要强调近日点和远日点的含义、地球到达该点时的时间及地球公转速度的快慢。
地球自转与时差的教学涉及到昼夜、昼夜交替、时差产生和计算等问题，它们相互关联，在历年的高考中占有重要地位，也是教学的重点和难点。教学中应通过演示说明昼夜现象和昼夜交替的本质区别，强调太阳光线与晨昏线垂直关系，晨线与昏线的区别及判断方法。通过演示讲解地方时差的产生及规律，引导学生对书中“读图思考”进行探究，强调时区和区时、区时和地方时的区别，讲解东加西减的计算方法和总结配套的解题方法，多加练习巩固，并需反复订正和讲解，才能完成此教学任务。教材没有对“地转偏向力”作要求，但后面第二章第二节的“气压带和风带”中有所涉及，因此教学中可略讲一二，为后续教学作好铺垫。
地球公转与季节的教学内容既是教学重点又是教学难点。首先要通过多媒体演示让学生认清地轴、赤道平面、黄道平面之间的关系，知道黄赤交角23°26′的含义，分析黄赤交角的影响、二分二至日地球在公转轨道上的位置、太阳直射点的运动规律，为分析正午太阳高度和昼夜长短变化打下基础，讲解中还要把夏至日、冬至日地球所处的时间和位置与远日点、近日点地球所处的时间和位置进行比较，找出区别，并练习加以巩固。书中的“活动”要让每个学生都动起来，以另一种方式解读太阳直射点的回归运动轨迹，体现学生学习的主体性，培养探究能力。日常生活中，学生有昼夜长短变化和正午太阳高度的高低变化及太阳辐射强弱变化的体会，这些是太阳直射点南北移动带来的结果。引导学生分析书中图1.25，以数据归纳得出结论，具有季节性的昼夜长短变化和正午太阳高度变化，使太阳辐射也呈现有规律的季节变化，从而导出天文四季和统计四季的定义。再联系学校所在地的昼夜长短变化和正午太阳高度变化，辅以学生的生活体会进行举例教学或设计练习，渗透学以致用的思想，可以帮助学生理解知识和提高学习兴趣。
地球自转和公转是与人类关系最密切的两种运动，是学习和掌握高中地理知识的基础，但是该部分内容空间性强又比较抽象，如何运用多媒体教学，通过电脑动画演示，突出重点，突破难点讲清地球自转与公转的关系、太阳直射点的南北移动，帮助学生建立空间概念，在整个高中地理教材中具有深远影响。
三维目标
知识与技能
1.了解地球自转和公转的方向及一些基本数据：周期、速度、公转的轨道、黄赤交角。
2.理解由于地球自转运动造成的昼夜交替、地方时差，掌握时间的有关换算，能正确判断晨昏线。
3.理解地球自转和公转的关系，理解太阳直射点的南北移动的过程及其原因，并能演示其运动规律。
4.理解昼夜长短和正午太阳高度的季节变化及纬度变化。
过程与方法
1.通过运用地球仪演示地球的自转和公转现象，学生能够准确地画出夏至日到冬至日太阳照射地球的示意图。
2.能根据“二分二至日太阳照射地球示意图”分析全球各地的昼夜长短状况和正午太阳高度的变化，分析同纬度地区不同季节和不同纬度地区相同季节的昼夜长短和正午太阳高度的变化。
情感、态度与价值观
1.树立科学的宇宙观。
2.培养学生树立辩证唯物主义的思想观，理解事物之间是联系的、发展变化的。
教学重点
1.自转和公转的特征，黄赤交角的产生及其引起的太阳直射点的移动。
2.晨昏线的判断、地方时的计算、昼夜长短和正午太阳高度的变化规律。
3.四季的划分方法及划分依据。
教学难点
1.晨昏线的判断、地方时的计算。
2.太阳直射点的移动规律，正午太阳高度和昼夜长短的变化原因分析。
课时安排
3课时
第1课时
教学过程
导入新课
上节课我们一起学习了“第二节 太阳对地球的影响”，下面就来回顾一下。
（投影表格）
概念
成因
特点
所处位置
黑子
太阳光球上的暗黑的斑点
它的温度比太阳表面其他地方低，所以才显得暗一些
太阳活动的主要标志；活动周期为11年
光球
耀斑
太阳色球有时出现的突然增大、增亮的斑块
太阳短时间内释放出巨大能量造成的
耀斑爆发是太阳活动的最激烈的显示
色球
太阳风
（简单介绍）
日冕
师请大家看表格，哪个同学能在空白处填上合适的内容？
生（三个学生看图分别回答，师根据学生的答题情况进行评讲和补充。）
师答得很棒。（师逐步投影答案的内容）
前边两节课我们了解了地球的宇宙环境，现在让我们立足地球本身，探讨地球的运动。
第三节 地球的运动（板书）
推进新课
师在初中时我们曾学过一些地球运动的知识，那么你知道地球的运动有哪两种形式呢？
生自转和公转。
师非常正确。
（投影表格）
地球运动
围绕中心
运动方向
运动周期
运动速度
地球自转
地球公转
师我们首先一起来探讨地球自转的规律。
（板书）一、地球的自转
（演示地球仪，让其自西向东旋转）
师地球仪在绕着什么中心转动呢？
生地轴
师很好。
（投影答案填充表格）
师地轴就是地球的自转轴，它的北端始终指向北极星附近。在地球中真有这么一根轴吗？
生没有。
师正确。地轴是人们假想出来的，地球的内部实际上没有这么一根轴。我们把地球绕其自转轴的旋转运动叫做——地球自转。那么，地球的自转方向是怎样的呢？
生自西向东旋转。
师（投影答案填充表格）
所以，我们看到日月星辰都是东升西落。下面从不同的角度看地球自转。
（从不同的角度演示地球仪的自转）请同学描述地球自西向东转。
生（学生观察、思考后得出结论）
从北极上空看，呈逆时针方向转动。
从南极上空看，呈顺时针方向转动。
侧面北极在上，自西向东旋转。
师（投影答案填充表格）
（投影练习）
甲图中心是北极还是南极？
乙图中心是北极还是南极？
生甲图中心是北极，乙图中心是南极。
师非常好。地球自转一周需要多长时间呢？也就是地球的自转周期是多长呢？
生一天。
师由于在计算自转周期时，选定的参考点不同，一日的时间长度和名称略有差别。
（多媒体动画演示）恒星日与太阳日：拉长投影中地球与恒星之间的相对距离，日地距离可以更靠近一些。某一恒星、地面上某地点、地心第一次“三点共线”到下一次“三点共线”（注：“三点共线”是指地面上某点位于地心与恒星的连线上）的时间间隔为一个恒星日。太阳、地面上某地点、地心第一次“三点共线”到下一次“三点共线”的时间间隔为一个太阳日。
（利用课件中的动画进行分步显示讲述，学生一目了然）
师恒星日是以遥远的“恒”星为参照物的，遥远的恒星相对于地球而言是不动的，此时地球的公转过程将会忽略不计。某一恒星、地面上某地点、地心第一次“三点共线”到下一次“三点共线”的时间间隔为一个恒星日。
（多媒体动画演示）

图1 图2
图3
如图1电脑显示动画：假设遥远的恒星（小圆）和太阳（S）同时对着地球上的一点P，设地球只自转而不公转，那么地球在E1处自转一周（电脑显示P点绕圆运动一周）。
师（多媒体动画演示）
如图2先以恒星作参照，动画显示恒星日的长度。
动画的过程是：地球一边自转（即P点绕圆心运动），一边由E1向E2运动（公转），当地球到达E2点停止，此时P点刚好对着恒星。
师此时地球是否自转了一周，自转的角度是多少，以什么作参照？
生（学生准确回答）
师很好！
（点击鼠标，电脑画出SE2的连线和E2与恒星的连线，标出“恒星日”）从E1到E2，地球自转了360°。而因为以恒星作为参照，地球从E1到E2的时间间隔就是“恒星日”，时长23时56分4秒，是地球自转的真正周期。
（投影答案填充表格）
师图3以太阳作参照。
在图2中可看出，地球在E2处时，P点还未两次对着太阳，即以太阳作参照时，地球自转还不到一周360°。
（演示动画）地球继续自转（即P点继续绕圆运动），但地球同时绕太阳公转到E3处时，动画暂停，P点两次对着太阳。
从E1到E3，相对太阳来说，地球是否自转了一周，自转角度是多少？
生自转了一周多。
师观察得很仔细。（点击鼠标显示连线和“太阳日”）太阳、地面上某地点、地心第一次“三点共线”到下一次“三点共线”（注：“三点共线”是指地面上某点位于地心与太阳的连线上）的时间间隔为一个太阳日。从E1到E3的时间间隔称一个太阳日，长24小时，其自转的角度是360°59′。
师（过渡）任何一种圆周运动，总离不开角速度和线速度。下面我们就来探讨一下地球自转的角速度和线速度。什么是地球自转的角速度呢？
生地球在单位时间内自转的角度叫做地球自转的角速度。
师很好！根据地球自转的周期，可以知道地球自转的角速度大约是多少？
生15°/小时。
自转角速度和线速度
师非常正确。地球表面除南、北两极点外，任何地点的自转角速度都一样。根据360°/24小时推算，地球自转的角速度大约是15°/小时，1°/4分钟，1′/4秒。但南、北极点无角速度，即南、北极点的角速度为零。
（投影答案填充表格）
我们再看看地球自转的线速度是怎样的。地球自转时，某点在单位时间内转过的距离（弧长），叫做该点的自转线速度。
（投影）地球自转的线速度和角速度图
师大家一起探讨地球自转线速度有什么分布规律。
生地球自转线速度的大小因纬度而异（离地轴的距离即圆周运动的半径不同，半径越大，线速度越大），赤道处最大（1670千米/小时），自赤道向两极渐小，两极的线速度为零。在南北纬60°处，自转线速度为赤道处的一半。
（投影答案填充表格）
地球运动
围绕中心
运动方向
运动周期
运动速度
地球自转
地轴
由西向东
北极看：逆时针；南极看：顺时针
23时56分4秒地球自转的真正周期
地球自转的角速度南、北两极点为零，其他任何地点的角速度都相等，即15°/小时地球自转的线速度由赤道向南、北极点逐渐减小，至60°N、S处减小为赤道的一半；两极点处为零
地球公转
师请大家归纳一下地球自转的角速度和线速度的共同规律。
生在南北两极点，角速度和线速度均为零。
师非常好。下面阅读教材P14地球自转的证明。
生（阅读）
师（过渡）我们已经探讨了地球自转的规律。而地球在自转的同时，还在绕日公转。那么地球公转又有什么样的规律呢?
（板书）二、地球的公转
（演示）地球公转运动
师什么是地球的公转？
生地球绕太阳的运动，叫做地球的公转。
师那么应该从哪几个方面来描述地球公转的规律呢?
生可从地球公转的轨道、方向、周期和速度等方面来说明地球公转的规律。
师很好！地球公转的路线叫做公转轨道，又叫黄道。它是近似正圆的椭圆轨道，太阳位于椭圆的一个焦点上。
（投影公转轨道图）
师仔细观察，地球公转的方向是怎样的？
（以下内容同时投影答案填充表格）
生由西向东。
师在北极上空看地球公转，顺时针转还是逆时针转？
生逆时针转。
师在南极上空看地球公转，顺时针转还是逆时针转？
生顺时针转。
师我们再来看看地球公转的周期是怎样的？
生1个回归年：365日5时48分46秒。
师回归指的是太阳直射点在南北回归线之间的往返运动。大家看书图1.18，地球公转的速度有什么特点？
生近日点公转速度最快，远日点公转速度最慢。
师由于太阳略微偏离地球公转轨道的中心，因此，日地距离不断随地球公转而发生细微的变化，地球公转速度也相应有一些变化。根据开普勒第三宇宙定律，行星运行在单位时间内扫过的面积相等，因此，近日点运行速度快，角速度是61′/d，线速度是 30.3 km/s。而远日点慢，角速度是57′/d，线速度是29.3 km/s。平均角速度：约1°/日，平均线速度：30 km/s。
课堂小结
本节课内容较多，主要是关于地球的自转和公转两种基本形式的对比。
（投影下面的表格）分别对地球自转和公转进行总结。
地球运动
围绕中心
运动方向
运动周期
运动速度
地球自转
地轴
由西向东北极看：逆时针；南极看：顺时针
23时56分4秒地球自转的真正周期
地球自转的角速度南、北两极点为零，其他任何地点的角速度都相等，即15°/小时地球自转的线速度由赤道向南、北极点逐渐减小，至60°N、S处减小为赤道的一半；两极点处为零
地球公转
太阳
由西向东在北极上空看地球公转：逆时针转在南极上空看地球公转：顺时针转
1个回归年：365日5时48分46秒
平均角速度：约1°/日，平均线速度：30 km/s。近日点公转速度最快，远日点公转速度最慢
板书设计
第三节 地球的运动
一、地球的自转
二、地球的公转
（见“课堂小结”）
活动与探究
探究课题：了解地球的自转和公转。
探究内容：
（1）演示地球的自转和公转。
（2）填表比较分析地球的自转和公转的规律。
（3）利用地球自转和公转的规律来解释两个自然现象。
探究办法、过程：
演示、讨论、竞赛的方法。
（活动）我们一起学习了地球的自转和公转，下面来做一个活动。先找两个同学来演示地球的自转和公转。
生（用地球仪演示）
师都很好。说明大家基本掌握了地球自转和公转的规律。请同学们填写教材“活动”中的表格。
生（填表：比较分析地球的自转和公转的规律）
师活动3要求我们同学能解释两个现象，分成小组讨论，看哪一个小组能先解释第一个现象？
生（小组代表抢答）恒星被看做是固定不动的。照片上的恒星会出现圆弧状轨迹，是由于地球自转，照相机也跟随转动，其结果是恒星看起来运动起来了。
师答案非常准确。哪一个小组能解释第二个现象？
生（小组代表抢答）地球公转时，我们北半球夏半年即从春分日到秋分日期间，在远日点附近速度慢，因而日数就会比较多，达到1８６天，冬半年地球经过近日点，公转速度快，因而日数就会比较少，只有1７９天。
探究结果：熟练地掌握地球自转和公转的规律。

第2课时
教学过程
导入新课
师上节课我们学习了地球的自转和公转的一般特点，让我们一起来回顾一下。
（见上节课“课堂小结”）
生（根据老师提问分别回答）
师（学生回答的同时，对应表格中的每个空格逐个投影显示答案）
师昼夜的更替、时差的产生、四季的变化，都是因为地球运动的结果，下面我们就来一起研究地球的自转能带来哪些地理现象。
（板书）第三节 地球的运动
三、地球自转与时差
推进新课
（演示地球仪，侧面有灯泡照射地球）
师大家知道，地球自己不能发光。看地球仪的演示，如果地球是透明的，还有昼夜之分吗？
生没有，整个地球都是白昼。
师很好。可实际上地球是不透明的，在同一时间里，太阳只能照亮地球表面的一半，因此地球的不透明就使地球上有了昼和夜的分别。如果地球是静止的，会出现什么现象？
生一面是白昼和一面是黑夜。
师非常正确。如果地球是静止的，会形成昼夜现象。被太阳照亮的半个地球是白天，即昼半球；背着太阳的另一个半球是黑夜，即夜半球。昼半球和夜半球的分界线，也就是中间的大圆圈，叫晨昏线，或者叫它晨昏圈，由晨线和昏线组成。晨线和昏线有什么区别呢？
（合作探究）
生（讨论）
师由夜变为昼的半圆弧叫做晨线，晨线上的各点即将进入昼半球，即晨线上的各点即将进入白昼时段；由昼变为夜的半圆弧叫做昏线，昏线上的各点即将进入夜半球，进入黑夜时段。
（演示地球仪——自转）
师晨昏线的位置是不是静止的？
生不是，晨昏线的位置在不断向西移动。
师很好。由于地球不停地自转，所以晨昏线的位置也在不断地移动，地球自西向东转，晨昏线则自东向西移动。再看晨昏线与太阳光线有什么关系呢？
生垂直。
师答得好。晨昏线一定垂直于太阳光线，并过平面图中的中心。再给大家引进一个新的概念：太阳高度。太阳高度是太阳高度角的简称，太阳高度表示太阳光线对当地地平面的倾角。晨昏线上的各地太阳高度为0°，即太阳刚好位于地平线上；在昼半球上的各地，太阳高度总是大于0°，即太阳在地平线之上；在夜半球上的各地，太阳高度总是小于0°。
晨昏线把经过的纬线分割成昼弧和夜弧。
（投影昼弧和夜弧）
生（观察昼弧和夜弧）
（演示地球仪——自转，地球仪上用红色标出一个点）
地球在时刻不停地自转着，假如这个红点代表就是你站在那儿，你看到的昼和夜是怎样变化的？
生昼夜不停地交替。
师很好。由于地球不停地自转，昼夜也就不停地交替。
（板书）1.昼夜交替
师昼夜交替的周期为24小时，叫做一个太阳日。过去人们总是日出而作、日落而息；今天，人们的起居作息也深受昼夜交替的影响，因此太阳日被用来作为基本的时间单位。
（过渡）由于地球自西向东自转，在同纬度地区，相对位置偏东的地点，要比位置偏西的地点先看到日出，这样时刻就有了早迟之分。显然，偏东地点的时刻要早一些。因经度而不同的时刻，统称为地方时。因此，是地球自西向东自转产生了地方时。
（板书）2.地方时
师东边地点的时刻总比西边早。经度相差1°，地方时相差4分钟，经度每隔15°，地方时相差1小时。经度上的微小差别，都能造成相应的地方时之差。
地方时因经度而不同，使用起来很不方便。19世纪中叶，欧美一些国家开始采用一种全国统一的时间。随着长途铁路运输和远洋航海事业的日益发达，国际交往频繁，各国采用的未经协调的地方时，仍给人们带来很多困难。1884年，国际上采取了全世界按统一标准划分时区，实行分区计时的办法。我们已经知道，从理论上全球共划分成24个时区，各时区都以中央经线的地方时为本区的区时。相邻两个时区的区时相差1小时。
实际上，世界各国根据本国的具体情况，在区时的基础上，采用一些特别的计时方法。
（投影文本）
（1）有的国家根据本国所跨的经度范围，采用半区时，即采用与中央经线相差7.5°的时区的边界经线的地方时。例如，亚洲的印度（东5.5区）。（2）有的国家为了充分利用太阳照明，采取本国东部时区的中央经线的地方时。例如，朝鲜位于东八区和东九区之间，但采用东9区的区时。（3）还有的国家虽然领土跨度很大，但仍采用一个时区的区时。例如，中国领土跨5个时区，为了便于不同地区的联系和协调，全国目前统一采取北京所在的东八区区时（即东经120°的地方时），称为北京时间。
请大家看P17图1.21，时区和国际日界线。
（投影文本）（1）中时区以哪条经线作为中央经线？
生0°经线。
师（投影文本）（2）中时区以东和以西，依次分为哪几个时区？
生依次分为东西各12个时区。
师（投影文本）（3）哪两个时区合二为一？
生东十二时区和西十二时区合二为一。
师（投影文本）（4）伦敦、开罗、莫斯科、北京、东京、纽约分别在哪个时区？
生伦敦在0时区、开罗在东二区、莫斯科在东三区、北京在东八区、东京在东九区、纽约在西五区。
（方法引导）
师（讲解区时的计算方法）（1）用已知经度推算时区：时区序号＝已知经度÷15，所得余数＜7.5，则整数即为时区序号；所得余数＞7.5，则整数＋1为时区序号。
（2）已知两地所在地区，计算两地时差：异区相加，同区相减。
（3）已知某地区时，求另一地区时，东加西减。
师下面再做一个小练习。
（投影文本）（5）从北京出发分别到伦敦、开罗、莫斯科、东京、纽约旅行的游客，在到达目的地时，怎样拨动手表时针，才能使手表显示的时间与目的地的时间一致？
生到达伦敦要拨慢８个小时，到达开罗要拨慢６个小时，到达莫斯科要拨慢5个小时，到达东京要拨快1个小时，到达纽约要拨慢13个小时。
师再强调一次地方时的基本计算方法：（1）地方时计算：已知Ａ地的地方时，计算Ｂ地的地方时，Ｂ地在Ａ地的东（西）面用加（减）法，两地经度相差1°（15°）时间相差4分钟（1小时）。（2）地方时计算尺：在下面计算尺上把Ａ、Ｂ两地按经度分别标示，再按“（1）”法计算即可，此法直观形象，不易出错。
请大家做一道高考题：（2004文综旧课程卷第11题）希腊雅典（东二区）19时向世界转播体育比赛实况，我国的体育爱好者在电视中看到该实况的时间是（ ）
A.13时 B.次日凌晨1时
C.次日17时 D.23时
（合作探究）
生（讨论作答）
师（解析）该题是根据时区进行区时换算的题目，把我国采用东八区区时视为常识。据方法（1）（2）可轻易得到正确答案B。
（过渡）如果此时北京是今天上午８时，问纽约的日期和区时是___________________。
生昨日1９时。
师对了。地球上不同的地区会出现两个不同的日期。为了避免日期的紊乱，国际上规定，原则上以180°经线作为地球上“今天”和“昨天”的分界线，叫做“国际日期变更线”，简称“日界线”。
（板书）3.日界线
师日界线是地球上新的一天的起点和终点，地球上日期的更替都从这条线开始。请大家看教材P17图1.21，时区和国际日界线。日界线和1８0°经线吻合吗？
生不吻合，日界线并不完全在180°经线上，而是稍有曲折。
师很好。这是为了照顾180°经线附近居民生活方便，避开了陆地。由于在任何时刻，东十二区总比西十二区早24小时，所以，自东十二区向东进入西十二区，日期要减去一天；自西十二区向西进入东十二区，日期要增加一天。
下面来看两个例题：
（投影文本）
【例1】 一对孪生姐妹出生在轮船上，船行在东十二区时，在当地时间2001年2月14日8点钟，恰好姐姐出生，航行在西十二区时妹妹出生。那么，下列说法正确的是（ ）
A.妹妹出生在2001年2月15日 B.妹妹出生日期为2001年2月13日
C.姐姐出生日期一定比妹妹大一天 D.当时船是自东向西航行
（合作探究）
生（讨论）选Ｂ。
（方法引导）
师非常好。船通过日界线航行，东十二区比西十二区早一天。因为先出生的是姐姐，姐姐出生在东十二区，妹妹后出生，出生在西十二区，由此可知，当时船是自西向东穿过日界线的。根据日期变更的原则，由西向东穿过日界线日期要减去一天，所以妹妹虽然后生下来，但出生日期应为2月13日，按出生日期来看，妹妹比姐姐大一天。所以选B。
师我们这儿新的一天从几点钟开始？
生子夜0时。
师我们这儿一到子夜0时就进入新的一天，因此，0时经线也是日界线。日期判断方法——0时经线向东（西）至180°为新（旧）日期范围。题目里若有“图中阴影区为x日，非阴影区为y日”等字样，应以此法作为解题切入点。请大家再看一个例题。
（投影文本）
【例2】 当北京时间为10月1日8时，全世界还有（ ）
A.恰好一半地方是10月1日 B.少一半地方是10月1日
C.少一半地方是9月30日 D.多一半地方是9月31日
生（讨论）选Ａ。
（方法引导）
师此类问题，必须明确：地球上划分日期的界线有两条，一条是人为划定的界线（日界线），另一条是两天的切换点（旧一天的24时，新一天的0时）所在的经线。
因北京是东八区的区时，如果东八区是8时，那么中时区为10月1日的0时，所以0°经线指示的就是10月1日的0时。根据以上分析，我们可以判断，0°经线和180°经线为9月30日和10月1日的分界线。所以全球恰好有一半地方是10月1日，所以选Ａ选项是正确的。
练习：
（投影文本）
1.已知日本东京时刻为下午4时，美国纽约（75°W）时间为几时？北京（116°E）地方时为几时？
答案：美国纽约（75°W）时间为2时；北京（106°E）地方时为14时44分。
2.已知甲地时间为凌晨3时，北京时间为20时，求甲地的经度位置。
答案：135°W。
3.某年6月22日6时，一架飞机从东十二区的甲地起飞，向东经过5分钟的飞行，飞越180°经线到达乙地，此时乙地的时间为多少？
答案：6月21日6:05。
4.右图中心点表示北极，阴影区为3月21日，非阴影区为3月22日。读图并回答问题。
（1）NA的经度为_________________；NＢ的经度为_____________________。
（2）这时北京为3月___________________日___________________时。
解析：先画地球自转方向为逆时针，知NA经线以东为22日，是新日期，故NA为0：00，NB为180°经线，NA经度为180°-120°=60°E，北京在116°E附近，为东八区，位于图中22日范围，东经60°E为0：00，则北京时间为0：00+4=4：00。
答案：（1）60°E 180°（2）22日4：00
课堂小结
今天我们通过学习了地球自转产生的地理现象，知道了昼夜交替、地方时差和日界线等知识，了解了晨昏线的特征、昼弧和夜弧的分割、区时和地方时的计算方法、利用日界线进行日期的判断等。这些知识是本章教学中的重点和难点，也是高考中的重点，对你的日常生活也会有现实的帮助。
板书设计
活动与探究
探究课题：时区的划分和日界线。
探究内容：读教材图1.21
（1）在图1.21中找出国际日界线。
（2）地球上哪一个时区的时刻最早，哪一个时区的时刻最迟，为什么？
（3）分析自东十二区向东进入西十二区，或自西十二区向西进入东十二区，日期是怎样变更的？
（4）与同学谈谈从哪些方面还可以感受到时区和区时的存在。
探究办法、过程：读图分析，共同探讨
探究结果：
（1）共同找出国际日界线，看它与180°经线的关系。
（2）东十二区的时刻最早，西十二区的时刻最晚。这是因为人们规定日界线以西的东十二区是地球上最早见到太阳的地方，所以时间最早。而日界线以东的西十二区是地球上最迟见到太阳的地方，所以时间最迟。
（3）自东十二区向东进入西十二区，日期要减去一天；自西十二区向西进入东十二区，日期要增加一天。
（4）比方说，新疆和我国东部时差两小时，因此全国高考开考时间的安排要统筹照顾。
第3课时
教学过程
导入新课
师上节课我们学习了地球自转的地理意义、地球自转产生了昼夜交替和地方时差现象，下面请大家思考两个问题。
1.（单选）东经121°比东经120°的地方（ ）
A.区时早 B.地方时早 C.一定先看到日出 D.地方时晚
2.（双选）在北京时间8时20分时（ ）
A.东经130°的地方时是9时
B.东经130°的地方时为7时40分
C.东经130°（位于东九区）的地方时正好等于区时
D.东经105°（位于东七区）的区时为7时20分
生1.Ｂ 2.ＡＤ
师回答正确。看来同学们掌握得很不错。我们学习了地球自转的地理意义，那么地球公转又会带来哪些地理现象呢？
第三节 地球的运动（板书）
四、地球公转与季节
推进新课
师（动画演示）地球是倾斜着身子绕日公转的。地球自转的平面，也就是过地心并与地轴垂直的平面称为赤道平面或赤道面。
（动画演示）地球公转的轨道平面叫黄道面。地球在自转的同时围绕太阳公转，因此，地球的运动是这两种运动的叠加。地球自转和公转的关系，可以用赤道平面与黄道平面的关系即黄赤交角来表示。
（板书）1.黄赤交角
（方法引导）
生（指认赤道平面与黄道平面）
二分二至日时地球的位置与黄赤交角
师地轴与赤道平面的夹角为多少度？
生90°。
师地轴与黄道平面的夹角为多少度？
生66°34′。
师赤道平面与黄道平面的夹角为多少度？
生23°26′。
师刚才大家观察的三个角度很重要，要记住它们度数的大小。地球在公转的过程中，其方向总是自西向东；地轴的空间指向和黄赤交角的大小，在一定时期内也可以看作是不变的，即北极始终指向北极星附近，赤道平面与黄道平面的夹角即黄赤交角，保持23°26′。但地球在公转轨道上的位置时刻在变化，赤道平面与黄道平面的交线在变化，地轴与太阳光线的相对位置也在变化。
（动画演示）地球在公转轨道上绕太阳转动。
生（引导学生观察地球公转的过程）太阳有时直射北半球，有时直射南半球，有时直射赤道。
师如果地球不公转，太阳直射点将永远直射在同一纬线上；如果地球不倾斜着自转，直射点将永远在赤道上，可事实上正是由于地球倾斜着绕日公转，即由于黄赤交角的存在，才导致了太阳直射点的南北移动。
地球在公转轨道的不同位置，地表接受太阳垂直照射的点（简称太阳直射点）是有变化的。夏至日直射北回归线，春分、秋分日直射赤道，冬至日直射南回归线。
（演示）太阳直射点在南北回归线之间来回移动的动画效果
从冬至到第二年夏至，太阳直射点自南纬23°26′向北移动，经过赤道（春分时），到达北纬23°26′；从夏至到冬至，太阳直射点自北纬23°26′向南移动，经过赤道（秋分时），到达南纬23°26′。太阳直射点在赤道南北的这种周期性往返运动，称为太阳直射点的回归运动。太阳直射点回归运动的周期为365日5时48分46秒，就是我们前边学习的回归年。
（投影表格）
生（根据观察演示填表）太阳直射点的南北移动规律
代号
日期
节气
直射点位置
运动趋势
A
3月21日
春分
赤道
北
B
6月22日
夏至
北回归线
南
C
9月23日
秋分
赤道
南
D
12月22日
冬至
南回归线
北
师可以把上述内容总结为：
需要注意的是，远日点和近日点的位置与夏至日和冬至日的位置有明显的区别。不能混淆远日点与夏至日的位置，也不能颠倒近日点与冬至日的位置。
生（观察远日点与夏至日的位置、近日点与冬至日的位置）时间上夏至日比远日点早一些，冬至日比近日点早一些。夏至日过后很快就到远日点，冬至日过后很快就到近日点。
活动与探究
探究课题：按步骤画示意图，表示太阳直射点的移动轨迹。
探究内容：
（1）按等间距画三条直线分别表示赤道和太阳直射点所能到达的最北和最南纬线。
（2）在三条直线的适当位置标注四个点，分别代表北半球二分二至日太阳的直射点。
（3）结合课文关于太阳直射点回归运动的描述，画一条曲线表示太阳直射点的移动轨迹。
探究办法、过程：根据演示逐个画出二分二至日太阳直射点的位置，讨论合作进行。
探究结果：学生画出图示，并能解释所画图示的含义。理解南回归线、北回归线的含义。
师在太阳直射点上，单位面积获得的太阳辐射能量最多。太阳直射点的回归运动，使太阳辐射能在地球表面的分配具有了回归年的变化。这种变化可以用昼夜长短和正午太阳高度的变化来定性地描述。先来探讨一下昼夜长短的变化。
（板书）2.昼夜长短的变化
（演示）逐个演示二分二至日全球昼弧和夜弧的长度
（方法引导）
生（观察、归纳、总结某地不同季节昼夜长短的变化，某日全球各地的昼夜长短的分布规律）
（1）春分日—秋分日：北半球的夏半年，北半球获得日照时间最长的季节，各纬度昼长大于夜长，纬度越高，昼越长，夜越短。
（2）秋分日—次年春分日：北半球的冬半年，北半球获得日照时间最短的季节，各纬度昼长小于夜长，纬度越高，昼越短，夜越长。
（3）北极圈以北地区：夏至日有极昼，冬至日有极夜现象。
（4）南半球的情况与北半球正好相反。
（5）春、秋分日：全球各地昼夜等长；赤道上全年昼夜平分；获得日照时间相等，都是12小时。
生略
师昼夜长短的变化反映了日照时间的长短。对于北半球来说，一年中昼夜长短的变化情况是有规律的，可以归纳为：
（投影）
师下面是解答昼夜长短相关题目的三个方法，请大家记住并做一些练习。
（投影文本）
1.求某地点某日昼（夜）长的方法：过该地点作纬线（地球侧视图）或纬线圈（地球极心图），判断昼（夜）弧长短。赤道上终年昼夜平分，极昼区昼长24小时，极夜区昼长0小时。
2.某地点某日昼长2x小时，则该地点日出日落时间计算尺为：
3.春（秋）分日晨（昏）线与经线重合，晨（昏）线过极点，则为春（秋）分日：该日全球昼夜平分，6:00日出，18:00日落。
（过渡）昼夜长短的变化从日照长短体现了太阳辐射能在地球表面分配的变化，正午太阳高度的变化则反映了太阳辐射的强弱，从另一个方面体现了太阳辐射能在地球表面分配的变化。
（板书）3.正午太阳高度的变化
（演示）太阳高度示意图
师太阳高度是太阳光线与过太阳照射地点所作的与地球表面相切的平面即当地地平面的夹角。正午太阳高度是当地地方时12时的太阳高度，是某地一日内最大的太阳高度，反映了太阳辐射的强弱。下面是相关的解题方法和一道练习，请大家看投影。
（投影）
太阳直射点所在经线地方时为12:00：此法可作为求解地理坐标和地方时的切入点。
【例题】 （经典考题）读右图（阴影部分为夜半球），回答问题。
若此刻西半球为夜半球，太阳直射点的经度是（ ）
A.东经70° B.东经90° C.西经70° D.西经110°
生（合作探讨）选A。
师答案正确。（解析）据该方法可知12:00经线就是太阳直射点所在的经线。由西半球是夜半球可知东半球是昼半球，则20°W是6:00，可得12:00经线是70°E。因此答案是A。
（演示）逐个演示二分二至日全球正午太阳高度的变化
生（教师引导观察、分析、讨论）
师（分别提问，归纳讲解）
（1）同一时刻：正午太阳高度由太阳直射点向南北两侧递减。
（2）夏至日：正午太阳高度由北回归线向南北两侧递减；北回归线及其以北各纬度，正午太阳高度达到一年中的最大值，太阳辐射最强；南半球各纬度，正午太阳高度达到一年中的最小值，太阳辐射最弱。
（3）冬至日：正午太阳高度由南回归线向南北两侧递减；南回归线及其以南各纬度，正午太阳高度达到一年中的最大值，太阳辐射最强；北半球各纬度，正午太阳高度达到一年中的最小值，太阳辐射最弱。
（4）春分日和秋分日：正午太阳高度由赤道向南北两侧递减；南北半球太阳辐射强度相当。
师正午太阳高度的求解是重要的考点，以下是解题方法，请看投影。
（投影）
求某地点正午太阳高度：H=90°-纬度差（太阳直射点纬度与该地点纬度之差），6（12）月22日北（南）回归线及以北（南）地区达一年中最大值。
【例题】 （经典考题）下列4天中，北京某地（40°N）测出正午太阳高度角最接近50°的一天是（ ）
A.3月4日 B.3月8日
C.3月13日 D.3月17日
生（合作探讨）选D。
师非常正确。（解析）据此方法知纬度差约为40°，则太阳应直射在赤道附近。故选D。
师前面我们学习了地球公转的地理意义，知道除赤道外，全球同纬度地区昼夜长短和正午太阳高度随季节的变化而变化，太阳辐射也随季节变化而呈现有规律的变化，形成了四季。请大家看书P21第3、4段，看看四季是如何划分的。
（板书）4.四季
生（小组讨论，总结）
天文四季：夏季是一年中白昼最长、太阳高度最高的季节，也是获得太阳辐射最多的季节；冬季是一年中白昼最短、太阳高度最低的季节，也是获得太阳辐射最少的季节；春秋季是冬夏两季的过渡季节，获得太阳辐射居中。
师答得不错。天文四季这样的划分依据是什么呢？
生划分依据是昼夜长短和正午太阳高度的变化。
师很好。是昼夜长短和正午太阳高度影响了某地太阳辐射的大小和强弱。我们的祖先创立了24节气来指导农业生产活动，四季的划分是以24节气中的“四立”作为四季的开始。谁能说出24节气呢？
生（背诵二十四节气或阅读教材P22“阅读”部分的内容——二十四节气与四季）
师很好。那么“四立”分别是哪四个节气呢？
生立春、立夏、立秋、立冬。
师立春是春天的开始，而此时在我国北方大地，还是数九寒天的隆冬季节，立秋时正是烈日炎炎的盛夏时节，可见，我国传统的四季与气候变化不符。二分二至作为四季的开始又略显迟了些。为了使季节划分与气候变化相符，现在北温带的许多国家在气候统计上一般把3、4、5月划分为春季，6、7、8月为夏季，9、10、11月为秋季，12、1、2月为冬季。南半球与北半球的季节正好相反。
练习：
1.（经典考题）读“太阳直射点周年变化示意图”，回答问题。
（1）太阳直射点位于A点的这一天，地球上正午太阳高度达一年中的最大值的纬度范围是________________。
（2）太阳直射点位于B点的这一天，北极圈与南极圈上的正午太阳高度角数值相差______________度。
（3）太阳直射点位于C点的这一天，昼长时间北极圈比赤道上_________________（多或少几小时）小时。
2.（经典考题）在30°N附近的日光城拉萨安装太阳能热水器，为了充分利用太阳能，尽可能使一年内正午太阳光线与集热板保持垂直，集热板与地面夹角的调整幅度约为（ ）
A.23.5° B.30° C.47° D.60°
3.（经典考题）当地球公转至远日点时，下列城市中正午太阳高度最大的是（ ）
A.悉尼 B.新加坡 C.广州 D.东京
答案：1.（1）北回归线及其以北 （2）0 （3）少12
2.C 3.C
课堂小结
我们刚才学习了“地球公转和季节”，讲解了黄赤交角的形成，分析了昼夜长短和正午太阳高度的变化，了解了四季的形成。
板书设计

第三节 常见天气系统
从容说课
本节的主要内容包括锋与天气、低压（气旋）与高压（反气旋）。
这两部分的内容都是先介绍一些基本概念，如：气团（冷气团、暖气团）、锋（锋面、锋线）、低压（气旋）、高压（反气旋）、高压脊、低压槽等，然后再说明受这些天气系统的影响，会带来怎样的天气或天气会有怎样的变化过程。最后都安排有一活动，这些活动既可以让学生运用所学的知识解决问题，又突出了学习对生活有用的地理。书中给出两个案例——台风、寒潮，是本节所学的天气系统带来的两个天气实例，它们属于自然灾害中的气象灾害，它们的发生机制和规律与本节所学的天气系统息息相关。简易天气图的识读。这是对第一部分知识掌握情况的检测，可以由教师组织学生对教材中的活动展开讨论和对图2.24锋面气旋进行天气状况分析。
本节课的重点问题有二：①冷锋及天气。我国冷锋活动普遍，冬季可遍及全国，夏季主要在黄河以北。②低压（气旋）和高压（反气旋）与天气。我国全年都受温带气旋影响。夏季东南沿海主要受热带气旋影响，大陆主要受太平洋副热带高压影响；冬季主要受蒙古冷高压影响。低压（气旋）与高压（反气旋）与天气知识的学习是分析、理解和预测我国天气和气候形成原因和过程的原理性知识。我国东部冬夏季风向的变化和降水的不同有力地证明了季风的存在，我国冬天的寒潮、夏季东南沿海的台风存在有力地证明了天气系统的存在，等等。目的让学生感到所学是实际中存在的、有用的地理知识而不是空洞的纯理论解释。
本节课的难点也较多，应利用多媒体演示、图示分析引导学生探究，区分冷锋与暖锋时关键是让学生分清冷、暖气团中，谁是主动运动的气团；另外，冷锋和暖锋造成的天气有很大不同，冷锋天气很复杂，暖锋天气比较简单。可用动画演示某地在锋面经过的不同时段的天气变化规律。在教学气旋与反气旋在南北半球不同的旋转方向时，可从分析成因入手，先画水平气压梯度力的方向，再根据地转偏向的规律画出风向。讲解锋面气旋天气的形成时，可用多媒体演示：气旋中心辐合上升的气流，而在气旋所在的低压槽部容易产生不同性质气流的相遇，形成锋面。
三维目标
知识与技能
1.了解气团（冷气团、暖气团）的概念；理解锋的概念与分类；理解低压（气旋）、高压（反气旋）、高压脊、低压槽的概念。
2.从气温、气压、湿度、降水、风等几个方面分析各种天气系统的形成及其气流特点，并综合出各种天气系统控制下的天气状况。
3.能运用简易天气图，说明天气系统的活动特点。
过程与方法
1.让学生能阅读和简单分析天气图，解释天气变化现象。
2.用案例说明气象灾害发生的原因和危害。
3.结合我国常见的天气系统说明其对人们生产和生活的影响。
情感、态度与价值观
1.激发学生探究科学的兴趣和动机。
2.培养学生唯物主义的认识观，培养求真、求实的科学态度。
3.提高地理审美情趣。
教学重点
1.冷锋的形成及其天气过程。
2.气旋和反气旋的形成，气流特征及其天气特点。
教学难点
1.冷锋与暖锋的判断，理解冷锋天气与暖锋天气。
2.气旋与反气旋在南北半球不同的旋转方向。
3.天气系统图的分析，特别是理解锋面气旋。
课时安排
2课时
第1课时
教学过程
（要求学生提前一周收看天气预报，了解近期的天气状况；收集与台风、寒潮相关的资料；收集1—2条天气谚语）
导入新课
从当天的天气状况引入。
师有哪一位同学能够根据昨晚的电视天气预报，说出今天的天气如何？
生（据现实情况回答）
师大家回忆一下前两天的天气与今天有什么不同？
生（据实际情况回答）
师天气现象是我们最能感受到的一种自然现象。这种自然现象是不断变化的，不仅同一地点不同时间的天气有晴、阴、雨、雪等变化，而且同一时间不同地区的天气也不相同。通过这节课的学习，我们会弄清其中的道理。在一定程度上，我们还可以进行初步的天气预报。下面我们就学习“第三节 常见的天气系统”。
（板书）第三节 常见的天气系统
推进新课
师常见的天气系统主要有锋、气旋和反气旋。我们首先来学习“锋与天气”。
（板书）一、锋与天气
师要了解锋的形成，首先要知道什么是气团？
生水平方向上温度、湿度等物理性质分布比较均一的大范围空气，叫做气团。
师“大范围”说的是气团的空间尺度；“性质均一”意味着气团内部的一致性；“大范围空气”指气团是由空气组成的。那么当冷暖气团相遇时，会出现什么情况？
（动画演示）锋的形成——冷暖气团相遇
（学生合作探究、讨论回答老师提问）
师冷暖气团相遇时，它们的交界面能与地面垂直吗？
生不能。
师冷暖气团相遇，它们的交界面与地面能平行吗？
生不能。
师冷暖气团相遇，它们的交界面是倾斜的。冷暖气团的交界面两侧，哪个是冷气团，哪个是暖气团，为什么？
生因为冷气团密度大，暖气团密度小，所以在交界面下方一侧的气团是冷气团，在交界面上方一侧的气团是暖气团。
师很好。谁来回答一下，什么是锋？
生冷暖两种性质不同的气团在移动过程中，它们之间的交界面叫做锋面。锋面与地面相交的线，叫做锋线。一般把锋面和锋线统称为锋。
师很好。锋面两侧的冷暖气团的温度、湿度、气压有什么不同呢？
生暖气团的温度高、湿度大、气压低，冷气团的温度低、湿度小、气压高。
师正确。那么一上一下不同性质的气团会稳定存在吗？
生不会。
师锋面附近是个天气变化剧烈的地带，锋面附近会造成什么样的天气呢？
（动画演示）锋面附近天气
生（合作探究）锋面附近会有一系列的云、雨、大风、降水等天气。
师你看锋面降水雨区位置主要在冷气团还是在暖气团一侧？
生锋面降水雨区位置主要在冷气团一侧。
师要特别注意：云、雨、大风等天气现象只出现在锋面附近。
（动画演示）冷、暖锋动态移动过程

图1 冷锋天气 图2 暖锋天气
师在锋面移动过程中，根据冷暖气团所占的主次地位的不同，可以将锋分为冷锋、暖锋和准静止锋。冷暖锋面是怎么形成的呢？图1、图2两图中冷空气和暖空气的运动方向是怎样的？其结果如何？
生图1冷空气主动向暖空气移动，形成冷锋。图2冷空气被迫后退，说明暖空气强大，主动向冷空气移动，形成暖锋。
生都有暖空气沿锋面做上升运动。
师暖空气沿锋面做上升运动，气温下降，水汽凝结，会形成云雨天气。冷锋降水区域多发生在锋后，暖锋降水区域多发生在锋前。最好记的还是：锋面降水雨区位置主要在冷气团一侧。
师冷暖锋面的坡度及符号有何不同？锋线凸出方向有何特点？
生（合作探究）冷锋面的坡度较大，符号是三角形；暖锋面的坡度较小，符号是半圆。冷暖锋的锋线凸出方向都与锋面移动方向一致。
（过渡）通过刚才的讨论，我们知道了冷暖锋的形态和符号不同，产生降水的区域也不同。那么，当一冷锋或暖锋经过我们这里时，我们将感受到怎样的天气变化过程呢？
（板书）1.冷锋与天气
（动画演示）冷锋动态移动过程
图3 冷锋天气
（投影文本）
1.设甲、乙、丙为三个城市，此时，三个城市的天气有什么不同？
2.设甲、乙、丙为同一个城市的三个不同时间，这个城市将经历怎样的天气变化过程？
生（合作探究回答）
1.甲、乙、丙三个城市分别是冷锋过境前、过境时、过境后的天气。甲城市还在暖气团的控制下，气温高、气压低、天气晴朗；冷锋正好移动到乙城市区域，乙城市应该是阴天、雨雪、刮风、降温天气，气压也有所升高；丙城市则是冷锋过境之后，冷气团替代了原来的暖气团，气温下降，气压上升，天气转晴。
2.如果甲、乙、丙为同一个城市的三个不同时间，这个城市将经历以下天气变化过程：在甲时刻，该城市在暖气团的控制下，气温高、气压低、天气晴朗；在乙时刻，冷锋正好移动到该城市区域，该城市应该是阴天、雨雪、刮风、降温天气，气压也有所升高；在丙时刻，冷锋已经移出该城市，该城市原来的暖气团被冷气团替代，气温下降，气压上升，天气转晴。
师（动画演示）暖锋动态移动过程
图4 暖锋天气
（板书）2.暖锋与天气
（投影文本）
1.设甲、乙、丙为三个城市，此时，三个城市的天气有什么不同？
2.设甲、乙、丙为同一个城市的三个不同时间，这个城市将经历怎样的天气变化过程？
生（合作探究回答）
1.若甲、乙、丙为三个城市，此时，三个城市的天气分别是暖锋过境前、过境时、过境后的天气。甲城市正处在冷气团的控制之下，气温低、气压高、天气晴朗；乙城市暖锋正在过境，由于暖锋移动的速度较慢，云层加厚，多形成连续性降水；暖锋已经移出丙城市，丙城市此时正受暖气团的控制，气温升高，气压降低，天气晴朗。
2.若甲、乙、丙为同一个城市的三个不同时间，这个城市将经历以下的天气变化过程：在甲时刻，该城市在冷气团的控制下，气温低、气压高、天气晴朗；在乙时刻，暖锋正好移动到该城市区域，该城市应该是云层加厚，多形成连续性降水；在丙时刻，暖锋已经移出该城市，该城市原来的冷气团被暖气团替代，此时正受暖气团的控制，气温升高，气压降低，天气晴朗。
（投影表格）
冷气团运行
暖气团运行
甲（锋前天气）
乙（过境时天气）
丙（锋后天气）
冷锋
冷气团主动向暖气团移动
暖气团被迫抬升
暖气团控制，气温高、气压低，天气晴朗
阴天、雨雪、刮风、降温天气
气温下降，气压上升，天气转晴
暖锋
冷气团后退
暖气团主动沿锋面爬升
冷气团控制，气温低，气压高，天气晴朗
云层加厚，多形成连续性降水
气温升高，气压降低，天气晴朗
师锋面一定能带来降水吗？
生不一定。
师我国北方冬春季节的大风沙暴天气，就是冷锋快速移动造成的。
（小结）影响我国天气的锋面主要是冷锋，在我国一年四季都有，尤其在冬半年。如：冬季及秋末、初春的寒潮，北方夏季的暴雨，北方冬春季节的大风沙暴天气，都是冷锋快速移动造成的。
（过渡）刚才我们认识了冷气团主动向暖气团移动而形成的冷锋，以及暖气团主动向冷气团移动而形成的暖锋，如果冷暖气团势力相当，又会形成什么样的锋呢？它会带来什么样的天气呢？
生（合作探讨）
当冷暖气团势力相当的时候，会形成准静止锋，锋面就会在一个地区停留或来回摆动，会给当地带来连续性的阴雨天气。
（板书）3.准静止锋与天气
师我国在哪几个地区哪几个季节会受到哪几个准静止锋的影响？
生初夏时，冷暖气团在我国长江中下游地区相遇，势力相当，形成准静止锋，阴雨天气会持续一个月左右，俗称“梅雨”。
师每年６月中旬至７月上旬影响我国长江中下游地区的准静止锋叫江淮准静止锋。冬季在云贵高原上还有一个昆明准静止锋，这是由于云贵高原地势较高，削弱了从西伯利亚吹来的冷气团的势力，盘踞在云贵高原上的暖气团与之势力相当，这两个冷暖气团相遇就形成了昆明准静止锋，冬季的昆明、贵阳也是阴雨连绵。
师我们知道暖锋的天气多是连续性降水，而准静止锋也会带来连续性的阴雨天气，那么这两个锋的区别是什么？
生（讨论回答）
（投影）列表比较暖锋和准静止锋的区别
练习：
（投影表格）
1.填表
类型
项目
冷锋
暖锋
形成原因
暖气团运动状况
过境前天气
过境时天气
过境后天气
雨区分布
符号
2.民间俗语：“一场春雨一场暖”“一场秋雨一场寒”分别与哪种锋面活动有关？
3.说出下列天气现象是由什么天气系统造成的。
（1）北方冬春季沙尘暴；（2）寒潮天气；（3）贵阳冬半年阴雨连绵的天气；（4）长江流域的梅雨天气。
参考答案：1.
类型
项目
冷锋
暖锋
形成原因
冷气团主动向暖气团移动
冷气团后退
暖气团运动状况
暖气团被迫抬升
暖气团主动沿锋面爬升
过境前天气
暖气团控制气温高、气压低，天气晴朗
冷气团控制、气温低、气压高，天气晴朗
过境时天气
阴天、雨雪、刮风、降温天气
云层加厚，多形成连续性降水
过境后天气
气温下降，气压上升，天气转晴
气温升高，气压降低，天气晴朗
雨区分布
锋后
锋前
符号
2.“一场春雨一场暖”与暖锋活动有关，“一场秋雨一场寒”与冷暖活动有关。
3.（1）冷锋；（2）冷锋；（3）昆明准静止锋；（4）江淮准静止锋。
课堂小结
今天我们学习了三种锋，冷锋、暖锋和准静止锋，它们的成因不同，形成的天气也不同。希望同学们课后认真复习巩固。
板书设计
一、锋与天气
冷气团运行
暖气团运行
甲（锋前天气）
乙（过境时天气）
丙（锋后天气）
冷锋
冷气团主动向暖气团移动
暖气团被迫抬升
暖气团控制，气温高、气压低，天气晴朗
阴天、雨雪、刮风、降温天气
气温下降，气压上升，天气转晴
暖锋
冷气团后退
暖气团主动沿锋面爬升
冷气团控制，气温低，气压高，天气晴朗
云层加厚，多形成连续性降水
气温升高，气压降低，天气晴朗
活动与探究
探究课题：锋与天气的判断——P45活动阅读《水浒传》片段
探究内容：阅读《水浒传》片段，判断描述中的天气与锋的关系。
探究办法、过程：分组合作，分别探究P45—46活动中的五个问题的结论。
探究结果：
（1）这段话是描写冷锋天气的。
（2）“是日……铁甲如冰”，描述的是冷锋过境前的天气状况。此时此地在干燥的暖气团控制下，大气不稳定，多大风天气。
（3）“次日……降下一天大雪”，描述的是冷锋过境时的天气状况，锋面过境时，天气活动频繁，先是云，后为雪。
（4）“那雪……没过马膝”，从叙述语气上看，降雪过程已经停止，由此推断此时是冷锋过境后的天气状况。
（5）根据描写判断，这个冷锋移动速度很快，一是天气过程时间很短；二是强度很大，有“大风”“大雪”为证。

第2课时
教学过程
导入新课
上节课我们学习了一种天气系统对天气的影响，即锋与天气之间的关系，我们一起来回顾一下。
（投影表格）引导学生复习冷锋和暖锋知识——在提问学生之后再投影答案内容。
冷气团运行
暖气团运行
甲（锋前天气）
乙（过境时天气）
丙（锋后天气）
冷锋
冷气团主动向暖气团移动
暖气团被迫抬升
暖气团控制，气温高、气压低，天气晴朗
阴天、雨雪、刮风、降温天气
气温下降，气压上升，天气转晴
暖锋
冷气团后退
暖气团主动沿锋面爬升
冷气团控制，气温低，气压高，天气晴朗
云层加厚，多形成连续性降水
气温升高，气压降低，天气晴朗
师影响我国天气的锋主要是什么锋？
生冷锋。
师冷锋在我国一年四季都有，尤其在冬半年。请举例说明哪些锋是冷锋。
生冬季及秋末、初春的寒潮，北方夏季的暴雨，北方春季的沙尘暴，都是冷锋快速移动造成的。
师“黄梅时节家家雨，青草池塘处处蛙”是形容我国什么地区的什么天气？它是由什么天气系统造成的？
生我国长江中下游地区的梅雨天气，是江淮准静止锋造成的。
师梅雨季节过后的7、8月份，长江流域的天气又是另一番景象，往往是艳阳高照，天气晴热，又称“伏旱”，它又是由什么天气系统造成的呢？还有夏秋季节的台风，又是由什么天气系统造成的？
下面我们将继续学习另一种影响天气的重要天气系统：低压（气旋）、高压（反气旋）。
（板书）
二、低压（气旋）、高压（反气旋）与天气
推进新课
师什么是低气压、高气压？
（板书）
1.低压、高压
（投影）教材图2.21
师请大家看教材图2.21。
凡等压线闭合，中心气压低于四周气压的区域就是低气压。凡等压线闭合，中心气压高于四周气压的区域就是高气压。请你指出图中有几处高气压、低气压？说出高压中心、低压中心的气压值。
生（观察指认回答）
师很好。大家再看图，从高气压延伸出来的狭长区域叫高压脊，等压线上弯曲最大的各点连线叫脊线，好比地形上的山脊。从低气压延伸出来的狭长区域叫什么呢？
生从低气压延伸出来的狭长区域叫低压槽。
师对了。低压槽好比地形上的峡谷，等压线上弯曲最大的各点连线叫槽线。
我们再来了解什么是气旋和反气旋。
（板书）2.气旋、反气旋
师气旋就像江河中的旋涡，气流由四周向中心旋转运动；反气旋与气旋相反，气流由中心向四周旋转流出。下面请大家看图上的这个低气压。请两个同学到黑板上画出这个低气压的气流运动状况。
生（两个学生板演，其他学生同时画图，要求每个学生根据以前掌握的知识在此图基础上画出南北半球低气压的水平气流运动方向）
师（点评及方法指导：以北半球的低压中心为例，选取某一部位的一点，让学生画出此处的水平气压梯度力，再让学生利用以前学习过的关于风向的知识，画出此点的风向；然后再由点及面，画出低压中心控制下的各个部位的风向，这样形成了一个逆时针辐散的平面气流图。学生掌握了方法，很容易理解高低压的气流状况，不必死记硬背）
北半球和南半球低气压的水平气流运动都是由四周向中心旋转辐合，因此低气压的水平气流运动都是气旋。北半球气旋是逆时针辐合，南半球气旋是顺时针辐合。北半球气旋东部吹偏南风，西部吹偏北风；南半球气旋东部吹偏北风，西部吹偏南风。
师下面请大家看图上的这个高气压。请两个同学到黑板上画出这个高气压的气流运动状况。
生（两个学生板演，其他学生同时画图，要求每个学生根据以前掌握的知识在此图基础上画出南北半球高气压的水平气流运动方向）
师（同上—点评及方法指导—小结）北半球和南半球高气压的水平气流运动都是气流由中心向四周旋转流出，因此高气压的水平气流运动都是反气旋。北半球反气旋是顺时针辐散，南半球反气旋是逆时针辐散。北半球反气旋东部吹偏北风，西部吹偏南风；南半球反气旋东部吹偏南风，西部吹偏北风。
（动画演示）北南半球的气旋和反气旋的三维运动
师请大家观察动画，总结填表。
（投影）学生讨论回答后分别显示答案
气旋
反气旋
成因
气流由四周向中心运动时，受地转偏向力影响偏转而成
气流由四周向中心运动时，受地转偏向力影响偏转而成
水平方向
北半球逆时针辐合，气旋东部吹偏南风，西部吹偏北风
南半球顺时针辐合，气旋东部吹偏北风，西部吹偏南风
北半球顺时针辐散，反气旋东部吹偏北风，西部吹偏南风
南半球逆时针辐散，反气旋东部吹偏南风，西部吹偏北风
师低压中心气流不断辐合（气旋），越聚越多的空气将往哪里去呢？高压中心气流不断辐散（反气旋），空气将从哪里过来补充？（引导学生进行合理的设想与推断）
生气旋气流从四周流入中心，中心空气被迫上升（上升气流），当气流升至高空时，又会向四周流出；反气旋气流由中心向四周流出，高层空气下沉补充（下沉气流）。
师很好，大家观察很仔细。所以一个由气流垂直运动连接而成的低空辐合、高空辐散的环流系统，是气旋存在和发展的前提；而一个由气流垂直运动连接而成的低空辐散、高空辐合的环流系统，是反气旋存在和发展的前提。
（叠加补充投影）学生讨论回答后分别显示答案——垂直气流
气旋
反气旋
成因
气流由四周向中心运动时，受地转偏向力影响偏转而成
气流由四周向中心运动时，受地转偏向力影响偏转而成
气
流
方
向
垂直
方向
低压上升
高压下沉
水平
方向
北半球逆时针辐合，气旋东部吹偏南风，西部吹偏北风
南半球顺时针辐合，气旋东部吹偏北风，西部吹偏南风
北半球顺时针辐散，反气旋东部吹偏北风，西部吹偏南风
南半球
逆时针辐散，反气旋东部吹偏南风，西部吹偏北风
师请一位同学说一说低气压、高气压与气旋、反气旋的区别。
生低气压、高气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。
师非常好。为了帮助同学们掌握气旋与反气旋，给大家总结了两个方法。右手定则：大拇指表示中心气流运动方向，四指表示水平气流运动方向。（右手表示北半球气旋和反气旋）左手定则：大拇指表示中心气流运动方向，四指表示水平气流运动方向。（左手表示南半球气旋和反气旋）
下面，我们一起来做一个活动，大家一起探究低压（气旋）、高压（反气旋）与天气的关系。
（板书）3.低压（气旋）、高压（反气旋）与天气
（投影）P47活动2
［活动与探究］
探究课题：气旋和反气旋的差异及其天气
探究内容：
（1）从中心气流的运动状态看，气旋和反气旋有什么差异？
（2）假如空气中含有大量水汽，气旋控制下的地区会出现什么天气？请你解释其中的原因。
（3）请你用简短的语言概括冬季和夏季反气旋控制下的地区可能会出现什么天气？
探究办法、过程：分组合作探究，总结提出结论。
探究结果：
（1）气旋中心的气流是辐合上升的，而反气旋中心的气流是下沉辐散的。
（2）假如空气中所含水汽量较大，气旋控制下的地区，会因空气上升容易凝云致雨，多阴雨天气。
（3）冬季，反气旋控制下的地区，可能会出现寒冷、干燥、晴朗的天气，还可能出现大风降温天气，甚至出现寒潮。夏季，反气旋控制下的地区，则可能出现炎热、晴朗的高温天气。
师可见气压的分布导致空气的流动，气流的运动影响天气的形成。低压（气旋）、高压（反气旋）对我国的影响很大，这些天气系统是怎样影响我国的？
生气旋过境时，中心地区云量增多，常见阴雨天气。北半球气旋东部刮偏南风，因来自低纬气温高，水汽含量多，所以多云雨。西部刮偏北风，空气来自高纬，降水少，常出现大风降温天气。影响我国的气旋有温带气旋和热带气旋；我国全年都受温带气旋的影响，夏秋季节我国沿海常见的台风，是热带气旋强烈发展的一种特殊形式。
生影响我国的反气旋有：发生在热带海洋上的太平洋暖性反气旋和温带大陆上的蒙古冷性反气旋，发生在热带海洋上的太平洋暖性反气旋造成我国夏季炎热干燥如长江流域的伏旱；在温带大陆上的蒙古冷性反气旋，造成我国冬季寒冷干燥，如我国位于蒙古高原形成的反气旋东侧，冬季多寒冷干燥的偏北风，在秋末、冬季、春初时节常会形成寒潮。
（过渡）师台风，是热带气旋强烈发展的一种特殊形式，伏旱和寒潮则是反气旋的杰作。下面请大家看教材第48页案例，一起来了解台风和寒潮。
（播放录像）台风
师台风是气旋还是反气旋？
生气旋。
师台风作为气旋其特殊性体现在哪里？
生位于热带，产生于洋面上，中心附近风力12级及以上。
师台风与飓风是什么关系？
生台风在太平洋上，飓风在大西洋和印度洋上。
师台风的灾害由什么造成？
生狂风、暴雨和风暴潮。
师我国是台风影响最大国家之一，台风能带来好处吗？
生（合作、讨论、辩论）能，干旱季节带来降水缓解干旱，如7、8月份的江淮地区如有台风过境会带来降水缓解伏旱带来的燥热和干旱。
师我们再来一起研究寒潮。什么是寒潮？
生寒潮是指冬半年大范围的强冷空气活动。
师寒潮是不是一定带来降水？
生不一定，如果当地原有暖空气比较干燥的话则不能形成降水。
师寒潮与反气旋是什么关系？
生反气旋的中心在高纬地区时，反气旋的东南、西南部分容易形成寒潮。
师寒潮会带来哪些灾害？
生冻害、大风吹翻船只、摧毁建筑物、破坏牧场、严重的大雪和冻雨压断电线并可能折断电线杆、交通运输受阻等。（开放性的答案，应鼓励学生开拓思维）
师我国的寒潮与冷锋有什么关系？
生是高纬度的冷高压中心辐散出的气流向较温暖的低纬度地区快速运动，形成的大风、降温天气。
练习：
（投影表格） 由不同学生回答逐个填写
1.气旋、反气旋的比较
气旋
反气旋
定义
成因
中心气压
气流方向
垂直方向
水平方向
天气
一般情况
对我国的影响
示意图（北半球）
2.我国北方地区，秋季经常在_________________（气压）或_________________（气流）系统控制下，出现“秋高气爽”的天气。
答案：
1.
气旋
反气旋
定义
低气压中心形成的大型空气“旋涡”
高气压中心形成的大型空气“旋涡”
成因
气流由四周向中心运动时，受地转偏向力影响，气流的运动方向发生偏转而形成“旋涡”
气流由中心向四周运动时，受地转偏向力影响，气流的运动方向发生偏转而形成“旋涡”
中心气压
低气压
高气压
气流
方向
垂直方向
上升
下沉
水平方向
N——逆时针辐合
S——顺时针辐合
N——顺时针辐散
S——逆时针辐散
天气
一般情况
上升空气容易凝云致雨，多阴雨天气
下沉气流因升温不易冷凝，天气晴朗
对我国
的影响
夏秋季节，我国东南沿海地区的台
风天气就是强烈的热带气旋
夏季，长江流域的炎热干燥的伏旱天气——副热带高压
冬季，寒冷干燥的天气——蒙古高压
示意图（北半球）
2.高气压 反气旋
课堂小结
今天，我们学习了“常见天气系统”中的低压（气旋）、高压（反气旋），通过这堂课的学习，希望同学们对每天的天气预报不再陌生，更希望同学们能够把所学到的知识用于实践，指导生活。
板书设计
第三节 常见天气系统
二、低压（气旋）、高压（反气旋）与天气
1.低压、高压
2.气旋、反气旋、
3.低压（气旋）、高压（反气旋）与天气
第三节 水资源的合理利用
从容说课
水资源的合理利用：当前世界范围内的水资源危机已严重威胁到人类的生存和发展，因此水资源的合理利用成为整个世界共同关注的话题。教材首先从广义和狭义两方面阐述了水资源的概念，认识目前人类利用的淡水资源主要是河流水、淡水湖泊水和浅层地下水，教师要让学生认识到水资源的有限性，唤起学生的忧患意识，使学生树立正确的资源观；结合“世界各大洲的水资源图”、活动1以及教材的阅读，引导学生自主学习，总结归纳世界和我国水资源的分布规律，思考由此可能带来的问题；教材运用实例从水资源的数量和质量两个方面说明水资源对人类社会的重要性，同时教材又运用一组图片反映人类对水资源利用的进步，突出了科学技术的发展在解决人水矛盾中的重要意义。活动2以以色列水资源利用的成功范例，让学生进一步感受到科学技术的力量，教师应适时引导学生思考我国农业可否从中获取什么启示。在“合理利用水资源”一段内容中，教材从水资源短缺和水体污染两个方面来说明水资源利用不当引发的环境问题。为了加强感性认识，教材选择“咸海的忧虑”为案例，分析咸海面积不断缩小的原因。通过案例分析发现，人类活动是造成问题的主要原因。人类不顾自然界的客观规律，为了提高生活水平，无序、无节制地扩大耕地面积、引水灌溉，产生了一系列的环境问题和社会问题。这个案例的落脚点是使学生明白这样一个道理：自然界各种地理要素之间是相互联系的，人类要遵循客观规律办事，否则将会受到自然的惩罚。活动3的设计意图，第一个问题主要是训练学生思考问题并进行简单的决策分析，正确处理短期利益和长期发展的关系。第二个问题从解决水资源问题的对策的角度，就如何解决我国北方城市缺水问题展开讨论，教师要鼓励学生谈自己的看法。
三维目标
知识与技能
1.了解水资源的概念和衡量水资源的具体指标。
2.说明在不同生产力条件下，水资源的数量和质量对人类生存和发展的意义。
过程与方法
1.运用图表说明全球和我国水资源时空分布不均的特点。
2.通过学习水资源分布规律学会用因果关系法分析降水与水资源丰歉之间的关系。
情感、态度与价值观
1.辩证地看待人类对水资源的利用情况。
2.树立水资源可持续利用的观点，了解解决水资源供需矛盾的策略。
教学重点
1.水资源对人类生存和发展的意义。
2.合理利用水资源。
教学难点
说明在不同的生产力条件下，自然资源的数量、质量对人类生存与发展的意义。
课时安排
2课时
第1课时
教学过程
导入新课
师水是人类社会赖以生存和发展的不可替代的自然资源。这节课我们主要研究如何合理利用水资源。什么是水资源呢？请同学们阅读课文的第一自然段，然后再来谈谈你对水资源的理解。
（板书）一、水资源及其分布
（学生阅读课文第一部分，思考下列问题）
推进新课
如何理解水资源？
目前世界可利用的水资源有什么特点？水资源的丰歉以什么指标来衡量？
世界各大洲水资源分布有什么特点？为什么有这样的特点？这样的特点会带来什么影响？
我国水资源分布有什么特点？
生1水资源有广义和狭义之分，从广义来说，水资源包括水圈内的水量总体；从狭义的角度来说，水资源指的是陆地上的淡水资源。
生2目前人类较容易利用的淡水资源有河流水、淡水湖泊水、浅层地下水。它们占全球水体重量的十万分之七，数量极其有限。一个国家或地区水资源的丰歉程度通常用多年平均径流量来衡量。
生3径流量=降水量-蒸发量，从六大洲径流量、降水量和蒸发量的对比可以看出，世界水资源的分布具有不均衡的特点。六大洲中径流量最大的，也即水资源最丰富的是亚洲，其次是南美洲，水资源最少的是大洋洲。
师如果从国家来看呢？
生4如果从国家来看，多年平均径流量最多的是巴西，其次是俄罗斯，我国居世界第六位。
师世界水资源为什么分布不均？
生5降水量的空间分布不均造成了世界水资源的分布不均。降水量大、水循环活跃的地区，水资源丰富；降水量小、水循环不活跃的地区，水资源贫乏。
师由于水资源在空间分布和时间变化上都存在很大的差异，各个国家的技术条件有差异，经济水平和社会条件也不同，这些因素的综合作用使得某些地区的水资源非常短缺。再来看一下我国水资源在时空分布上具有什么特点？
（投影：我国降水量分布图）
师从图中我们可以看出，我国降水量的地区分布存在怎样的差异？这对我国水资源的空间分布有何影响？
生我国降水量的分布呈现自东南向西北递减的趋势，所以我国水资源的空间分布具有南多北少、东多西少的特点。
师我国水资源在时间分布上又有怎样的特点呢？为什么？
生我国水资源在时间分布上表现出夏秋多、冬春少的特点，这是因为我国大部分地区是季风气候，降水集中在夏秋季节。
师不错！我国水资源的时空分布不均同样会对我国各地区的经济发展带来不同的影响。我们就请第一小组在课后相互合作，收集资料，就我国水资源时空分布不均的原因及其带来的影响写一篇地理小论文。
师水资源作为地理环境中最活跃的要素，它的质量和数量对人类的生存和发展有着重要的意义。正是由于水资源的分布存在地区差异，从而影响了地区经济的发展。教材的第二部分内容将告诉我们水资源和人类社会的密切关系。请同学们阅读教材66页“水资源与人类社会”后，概述其中的主要观点。
（板书）二、水资源与人类社会
（教师要注重培养学生的归纳概括能力）
师同学们读完课文后，能否提炼出这五个自然段中关于“水资源和人类社会”之间的关系所表达的主要观点。
生这一部分内容主要表明了这样的观点：水资源的数量会影响经济活动规模的大小；水资源的质量也会影响一个地区经济活动的效益；在不同的生产力条件下，水资源的数量和质量对人类社会的影响程度有所不同。
师说得非常好！教材67页的三幅图片反映了不同时代人类对水资源的利用，从建造水渠利用地表水进行灌溉到利用地下水进行灌溉，再到20世纪50年代海水淡化进入商业化生产阶段，从水资源利用方式的变化中我们可以感受到什么？
生三幅图片资料主要用来说明科技进步是如何促进人类对水资源的利用，从而拓展人类生存和发展的空间的。
师好！科技进步使人类对水资源的利用能更加充分合理，以色列就是一个成功范例。
（导入“活动”内容，引导学生阅读材料，讨论问题）
（投影：中东地区地图）
师同学们能否在中东地图上找到以色列？从图上我们可否判断它的气候类型？
生以色列地处西亚。地中海沿岸有少量的地中海气候，降水稍多；大部分地区是热带沙漠气候，常年干旱少雨，这样的自然环境是不适合发展农业的。
师那么，以色列是如何把水资源由“少”变“多”的？
生以色列通过“开源”和“节流”，使水资源由“少”变“多”。“开源”的方法是海水淡化；“节流”的方法是发展滴灌技术，提高水资源的利用效率。
师从以色列发展农业的奇迹中，同学们感受到了什么？
生科学技术的强大力量。
师说得真好！我国西部地区也有大面积的干旱和半干旱地区，从以色列创造的农业奇迹中，我们能否得到什么启示呢？（不要求回答，为下面的内容作铺垫）水资源和人类社会的关系是相互的，人类科技的进步可以使水资源利用的潜力不断提高，但不合理的人类活动也可能使水资源面临枯竭的危险。我们希望人水和谐，水资源可持续利用。我们请第二小组以“水资源与人类社会”为主题，相互合作设计一份图文并茂的地理小报，在我们下一节课上展示。
师在干旱地区，农业离开了灌溉是很难发展的。以色列采用的是经济高效的滴灌技术，在世界很多气候干旱的农业区，大多仍然采用落后的大水漫灌方式，不仅造成水资源的极大浪费，而且还带来了种种生态环境问题。教材69页的案例2“咸海的忧虑”也是世界干旱地区水资源利用的一个典型例子，请同学们先在地图上找到咸海的位置，然后找一下有哪些河流流入咸海。
（投影：中亚地图、咸海图片）
师我们再在世界地图上找出咸海，咸海位于什么地区？该地区为什么气候干旱？
生咸海位于中亚，因为该地区深处内陆，难于得到来自海洋的水汽，所以气候干旱。
师咸海的“忧虑”指的是什么？
生从20世纪60年代以来，咸海面积不断缩小。
师导致咸海面积不断缩小的原因是什么？
生咸海面积不断缩小的原因有自然原因，但主要是人为原因，主要是因为人类无节制地灌溉，特别是从咸海的两大入湖河流——锡尔河和阿姆河中提水，导致咸海水量大减，湖面面积不断缩小。
师咸海面积不断缩小给当地的生态环境带来了哪些问题？
生咸海面积不断缩小，使该地区大量动物物种灭绝，位于咸海湖滨的城镇出现饮用水短缺问题，传统的渔业衰落导致失业和其他社会问题。
师对！从咸海的变迁及其带来的环境影响中我们可以看到，自然环境中各地理要素之间是相互联系的，某一种要素发生变化就会导致其他要素发生变化。其实，咸海的忧虑也折射了世界范围的水危机。随着人口持续增长，社会、经济的不断发展，一方面人类对水资源的需求量在不断增加。另一方面，人类对水资源的污染程度却在不断加深，可以利用的水资源却在不断地减少。对水资源的需求量增加而水资源的质量却在下降的矛盾，使得我们必须要合理地利用水资源。
（板书）三、合理利用水资源
师当你满不在乎倒掉一杯白开水的时候，是否能够想到，在不远的地方，还有人在喝着满是沉淀物的“碱”水？当你大方地用一吨水来冲洗爱车的时候，是否能够想到，在同一个国度，还有人要为一桶饮用水而跋涉几十里？当你将垃圾扔进江河的时候，是否意识到，我们赖以生存的母亲河，正在成为哭泣的垃圾场！
（投影：“中国的忧虑”）
1.我国水资源人均占有量不足2200立方米，约为世界人均水资源占有量的1/4，在世界上名列第121位，是全球13个人均水资源最贫乏的国家之一。北方地区水资源人均占有量只有990立方米，不到世界人均值的1/8。
2.2003年我国万元GDP用水量为465立方米，是世界平均水平的4倍；农业灌溉用水有效利用系数为0.4—0.5，发达国家为0.7—0.8；全国工业万元增加值用水量为218立方米，是发达国家的5—10倍；水的重复利用率为50％，发达国家已达85％；全国城市供水管网漏损率达20％左右，仅城市便器水箱漏水一项每年就损失上亿立方米。我国在污水处理回用，海水、雨水利用等方面也处于较低水平。
3.20世纪50年代，茫茫太湖碧波万顷，湖水清澈见底。70年代，著名风景区鼋头渚一带出现成片的“水华”（蓝藻）。80年代，湖面的“水华”像绿色油漆一般，布满半个太湖。90年代，绿油油的“水华”数次大面积爆发，使太湖沿岸人民饮水出现困难。1998年“零点达标行动”后的太湖经过多年的治理，污染状况依然触目惊心。
师从上述资料中可以看出，我国水危机严重的原因有哪些？在当前水资源的利用中，主要存在哪些不合理的地方？
生从上述资料中我们可以看到，我国人均水资源少，对于水资源利用有很多不合理的地方。主要表现在：水污染现象严重；水资源的利用效率低，浪费现象严重。
师要实现水资源的可持续利用，应该采取哪些措施？
生要实现水资源的可持续利用，主要是从开源和节流两方面去努力。
师很好！我国水资源所面临的问题也是世界许多国家同样面临的问题。面对水资源危机，人们渐渐意识到只有科学用水，合理用水，才能促进水资源的持续利用，才能促进社会持续发展，为此人们主要采取了开源和节流两方面的措施。那么在实践中，主要有哪些常见的开源和节流措施呢？
生开发水源的主要措施有合理开发和提取地下水；修筑水库；跨流域调水；海水淡化，人工增雨等。在节流方面主要是要加强宣传教育，提高公民的节水意识，重视改进农业灌溉技术，提高工业用水的重复利用率。
师教材中列举了关于水资源开源和节流的多种措施，教材70页活动题给我们描述了我国西部干旱地区和北方城市在水资源利用方面所面临的困境。下面我们一起来探讨一下在这些地区该采取哪些有效的措施摆脱困境，实现水资源的可持续利用？
（学生阅读后进行讨论）
师关于第一个问题，谁先来谈谈自己的看法？
生我国干旱地区和以色列的环境相似，所以我们可以借鉴以色列的做法，推广滴灌技术，发展节水农业。
师很好！在我国西北干旱地区，过量开采地表水和地下水造成的生态环境恶化正日益严重，例如新疆的塔里木河下游处于极端干旱的沙漠中心，两岸天然绿洲和向荒漠过渡的植被都需要依赖河流径流所补给的地下水，由于河流上中游用水过多，河流干涸断绝地下水的补给，造成天然绿洲和荒漠过渡的植被衰败以致死亡，大片土地沙化。2001年，国家投资107亿元对塔里木河生态进行治理。水利部门在塔里木河流域实施生态抢救工程，先后经过3次应急输水，结束了塔里木河下游300多千米河道断流30年的历史，挽救了“绿色走廊”的大片胡杨林。同学们可以看到，水资源利用不当，是造成生态环境破坏的主要原因。治理荒漠和节水，是不可分割的两个方面。荒漠治理和开发需要大量水资源的开发和引入；在沙漠边缘地区，由于超采地下水，植被枯萎，又会导致荒漠化的加剧。所以，人类试图与自然生态再建和谐关系，其中最核心的问题是提高用水的利用效率与效益。
师我们再来看看北方城市面临的问题。对于如何解决中国的水资源短缺问题，各方面专家、学者开出了不同的“药方”，你们有什么看法呢？
（鼓励学生发表自己的看法）
师这些观点从不同的角度去分析问题，都有其合理和正确的一面。但任何一个方案的本质都应该回归到生态的保护上。各种各样的方案是否能够推进可持续发展，是评价其是否科学可行的一个重要标准。如果这个方案能够推进可持续发展，那么就是一个好的方案；如果这个方案为了改变这里的生态而影响了其他地方的生态，甚至在更大范围内造成生态破坏，这样的方案肯定是不可取的。
师如何合理利用水资源是解决当前全球性水资源危机必须迫切研究的问题。我们布置给第三小组的任务就是合作制作一个课件，主题是——合理利用水资源，注意收集图片，给我们生动展示世界各国在水资源利用过程中出现的种种问题以及在合理利用水资源方面所做的努力。水污染是世界也是我国水危机的主要原因之一，我们给第四小组的任务就是相互合作采集样本和资料，写一份调查报告，让我们了解一下我们身边的水资源的质量状况。
课堂小结
今天我们这一节课需要大家了解水资源的概念及其在世界和我国的分布特点，我们还要理解水资源与人类社会的相互关系，合理利用水资源是我们的最终目的。水资源虽然是可再生资源，但是如果我们的利用超过其可再生的速度或者对其进行污染使得水的质量和数量不断下降，最终必然对人类生产和生活与经济发展产生不良影响。从人水的关系可以推及到各种自然资源和人类的关系，自然资源是人类活动与地理环境关系的纽带，是人类赖以生存和发展的物质基础。人类应该清晰地认识到这样一个道理：要遵循客观规律办事，否则将会受到自然的惩罚。从水资源的合理利用的分析中，我们要深刻认识到自然资源对人类活动的影响，树立可持续发展的思想，利用和保护好自然环境。为了让同学们对本课内容有更透彻的理解，我给四个小组都布置了一个任务，请同学们在课后收集资料，发扬合作互助的精神，在下一节课上展示你们的研究成果，到时候我们将比一比哪一个小组的作业最精彩。
板书设计
活动与探究
小组
形式
主题
第一组
撰写小论文
我国水资源时空分布及其产生的问题
第二组
地理小报
水资源与人类社会
第三组
课件制作
合理利用水资源
第四组
调查报告
××河流水质情况调查报告（在学校附近选取一条河流进行调查）
设计的目的：拓展学生的地理视野，激发学生探究地理问题的兴趣；调动学生的学习积极性，发挥学生的主体作用，培养学生的创新精神和实践能力。
老师的建议：
关于小论文的撰写：紧扣主题，观点鲜明，论据充分，文字流畅。
关于地理小报：注意紧扣主题，图文并茂。
关于课件制作：运用材料可多样化（文字、图片、动画或视频）；注意拓宽知识面。
关于调查报告：教师建议应采取的调查方式及资料收集渠道，如可建议学生与当地环保局联系，选取学校附近某条河流，在沿河不同地段取水样化验，目的在于通过亲身体验，了解当地水资源受污染状况，强化学生的忧患意识和社会责任感，这种价值观培养的力度和效果在课堂教学中是不容易达到的。
第三节 河流地貌的发育
从容说课
本节内容是以河流地貌为案例来说明外力作用对地表形态的影响。教学中运用图片和动画等直观的教学手段，把三种侵蚀的方向及其对河谷地貌的影响讲清楚。让学生展开讨论，沟谷和河谷的区别是什么？通过学生自己的讨论使之明白，二者的区别就在于是否有稳定的水源，如果有稳定的水源，则沟谷就会演变成河谷。进一步使学生理解事物的发展既有内因也有外因，而内因是根本，外因是条件的哲学道理。
三维目标
知识与技能
1.外力作用对地表形态的塑造。
2.河流侵蚀地貌和河流堆积地貌。
3.河流地貌对聚落分布的影响。
过程与方法
1.探究与活动，理解沟谷和河谷的演变关系。
2.利用景观图片分析河流地貌的成因。
情感、态度与价值观
使学生理解事物是发展的，发展既有内部条件，也有外部条件。
教学重点
1.河流的侵蚀地貌与堆积地貌。
2.河流地貌对聚落分布的影响。
教学难点
河流侵蚀的不同类型。
课时安排
2课时
第1课时
教学过程
导入新课
同学们，上节课我们以山岳地貌为例，学习了内力作用对地表形态的影响。在外力作用中，流水是一种最强大而普遍的作用。今天我们就一起来学习——第三节 河流地貌的发育（板书）。
推进新课
师河流所形成的地貌，是我们在自然界中所见到的最常见的地貌种类之一。请看下面两幅图片。
（出示图片“三峡地貌”“崇明岛”）

师以上两幅图片都是河流地貌，但它们的成因相同吗？
生成因不同。三峡是长江切割巫山而形成的，是河流的侵蚀地貌；崇明岛是长江携带的泥沙在河口堆积而成，是河流的堆积地貌。
师分析得很正确！这两种地貌都是外力作用——流水作用的结果，只不过它们是在不同的条件下形成的地貌，让我们首先来认识河流侵蚀地貌。
（板书）（一）河流侵蚀地貌
师河水在流动过程中，会破坏并带走地表的物质，形成侵蚀地貌。河流的侵蚀主要有三种类型，由于它们对地表的侵蚀方向不同，因而对河谷形态的影响也不同。这三种类型是溯源侵蚀、下蚀和侧蚀。
（播放录像“虎跳峡”或出示图片）
师同学们一定为虎跳峡汹涌而澎湃的激流所震撼，湍急的河水从高处奔流跌落而下，对河谷的岩石有着强烈的冲刷作用。请同学们讨论一下，这种侵蚀的最终结果会使河谷怎样发展？这是三种类型中的哪一种？
生（讨论后回答）强大的流水作用会侵蚀岩石，使岩石向着河流的上游方向逐渐消退，这是溯源侵蚀。
师非常好。这种侵蚀会使河谷不断向源头方向伸长，从而使河流向上游方向发育。请大家再看虎跳峡的横剖面图，像英语字母中的哪个字母？
生“V”字形。
师对！虎跳峡处于长江的上游，在长江的发育过程中处于较晚的时期，也就是河流发育的初期，河谷的集水面积较小。
（出示图片“长江三峡”）
李白的诗《朝发白帝城》：“朝辞白帝彩云间，千里江陵一日还。两岸猿声啼不住，轻舟已过万重山。”
师这首诗描写了三峡壮丽的景色，江如奔马，舟若飞箭。请大家思考：三峡的横断面像英语字母中的哪个呢？这种侵蚀是三种类型中的哪一类呢？
生三峡横断面呈“U”形，属于“下蚀”。
师很好！三峡的成因是地壳运动导致构造裂隙，水流顺构造裂隙强烈侵蚀、下切而形成的，它使河床加深，河谷向纵深方向发展。
材料：荆江是长江自中国湖北省枝江至湖南省岳阳县城陵矶段的别称。全长420千米，而直线距离仅约185千米。河道曲折之程度，不仅在我国而且在世界上也是罕见的，因此，素有“九曲回肠”之称。每逢汛期，从上游汹涌而至的洪水在这里左冲右突，两岸堤防险象环生。据史载，新中国成立以前的450年间，荆州江河堤防溃口186次，平均不到3年一次。
师人们常说“万里长江，险在荆江”，请同学们看图片和材料思考讨论，为什么说荆江河段险呢？
生（讨论后回答）因为荆江河段特别弯曲，所以水流不畅，容易溃堤。
师说得很好。那么请同学们思考：荆江河段的河流侵蚀属于哪一种类型呢？它又会产生怎样的河流侵蚀地貌呢？
生属于侧蚀。它使谷底展宽，谷坡后退，河流向横向发展。
师不错。我们已经了解了河流的三种侵蚀方向及其对河谷地貌的影响，那么同学们有没有想过这样的问题呢？即陆地上本没有河流，那么河流又是如何形成的呢？阅读课文并思考讨论。
（出示图片“黄土高原千沟万壑的面貌”）
师黄土高原上有着这么多的沟谷，为什么它们却没有形成河谷呢？沟谷和河谷的区别究竟在哪里呢？
生河谷是由沟谷发育而来的。沟谷流水水量大、流速快，下蚀和溯源侵蚀作用很强，从而使沟谷不断加深和延长。当沟谷深及地下含水层时，地下水开始汇入沟谷。如果沟谷获得了稳定的地下水补给，沟谷就逐渐演变成了河谷。
师很好！发育初期的河谷的集水面积比较小，横剖面呈“V”字形。“V”字形河谷形成后，河流的下蚀作用减弱，侧蚀作用加强。请看下图并思考讨论：图中A、B两点哪里更适于建河运码头，说明理由。
生B点。A点是凸岸，水流缓慢，泥沙堆积；B点是凹岸，水流速度快，侵蚀作用强烈，因此水深较深，适合做码头。
师分析得很好！请读教材图4.17，这种凹岸侵蚀、凸岸堆积不停地进行，河谷将会出现怎样的变化呢？
生出现连续的河湾。河湾不断向两侧扩展，最终将河谷展宽，并在河谷内堆积大量泥沙。
师对！这个时候，河谷的发育就进入了成熟期。同学们看c图，成熟期的河谷的形态有何特点？
生成熟期的河谷比较宽，横剖面呈槽形。
师不错。我们了解了河谷的形成过程，它主要是外力作用塑造的地表形态，下面我们来看一个实例，看看大家对刚才学的内容掌握得如何？
（学生阅读材料，教师出示张家界有关图片）

（学生讨论回答，教师小结）
张家界的澧水源头、娄水上游、茅岩河段是典型的流水侵蚀地貌，河谷之所以多隘谷、峡谷，是由于地壳上升，溪流向下切割作用强烈，来不及将河流拓宽，从而使河谷形成隘谷、峡谷。河的谷底极窄成线形，河流两岸壁立千仞，河谷中间滩多水急。
师从张家界的河谷地貌形成过程可以知道，虽然河谷地貌是外力作用的结果，但张家界特殊而秀险的河谷地貌也离不开地壳的抬升作用。
（活动探究）
课后让学生自己到网上寻找一些冰川、风等外力作用而形成的地貌景观图片，试着描述它们的特点并推测其形成过程。
课堂小结
河谷地貌的形成原理是本节的学习重点。通过动态地理解河谷地貌的形成过程，有助于我们充分合理地利用这种地貌形态。
板书设计
第2课时
教学过程
导入新课
（出示图片“长江三峡”和“长江三角洲”）

师同学们，以上两幅图片都是河流地貌，它们的区别在哪里呢？
生“三峡”是河流侵蚀地貌，“长江三角洲”是河流堆积地貌。
师对。上一节课我们学习了河流的侵蚀地貌，今天我们一起来学习河流对地表形态的另一种塑造作用——河流堆积地貌。
（二）河流堆积地貌（板书）
推进新课
师我们知道，河流在流动过程中，会破坏并掀起地表的物质，形成侵蚀地貌。那么，这些被侵蚀的地表物质到哪里去了呢？
生被河水搬运到低洼的地方堆积起来。
师很好。请看“河流堆积地貌图”，仔细观察并说出在河流流出山区的谷口处、河流的中下游、河口三个地区，分别形成了怎样的河流堆积地貌？为什么？
（生讨论）
生1在山区的谷口形成了洪积—冲积平原。在山区地势较陡，河流或季节性的洪水在山区内水流速度很快，侵蚀作用剧烈，携带着大量砾石和泥沙。但当水流流出谷口时，地势突然变得平缓，水道也变得开阔，因而水流速度变慢，搬运能力减弱，使得水流所携带的泥沙逐渐沉积下来，就形成了洪积扇或冲积扇。由多个冲积扇或洪积扇连接起来就形成了洪积—冲积平原。
师分析得很好！
总结：（洪积—冲积平原的形成过程）地势趋于平缓、河道变得开阔—水流速度降低—搬运能力减弱—泥沙堆积。
（过渡）让我们来看看在河流的中下游地区又形成了怎样的堆积地貌呢？
生2在中下游地区，河流下蚀作用较弱而侧蚀作用较强。由于河道弯曲，使得凹岸侵蚀、凸岸堆积，形成水下堆积体。堆积体的面积逐渐扩大，在枯水季节露出水面，形成河漫滩。当洪水季节到来时，河漫滩被水淹没，继续接受沉积。如果河流改道，河漫滩被废弃。多个被废弃的河漫滩连接在一起，就形成了宽广的河漫滩平原。
师总结：（河漫滩平原的形成过程）凹岸侵蚀，凸岸堆积—水下堆积体—河漫滩—河流改道—河漫滩被废弃—连接形成河漫滩平原。
（过渡）我们了解了河流的上游、中下游的堆积地貌。现在，让我们一起来看看在河流的入海口，发生了怎样的堆积？
生3河流携带着大量的泥沙，当河流入海时，如果入海处水下坡度平缓，河水流速减慢，河流所携带的泥沙就会堆积在河口前方，形成三角洲。若干个三角洲连在一起，便形成了广阔的三角洲平原。
师总结：（三角洲平原的形成过程）水下坡度平缓—水流速度减慢—泥沙堆积—三角洲—连接形成三角洲平原。
生阅读案例“黄河三角洲的发育”，理解为什么黄河三角洲扩展非常迅速。
（总结）
（P84活动）
引导学生读中国地形图，找出黄淮海平原的西部是太行山脉，因此在平原的西部地区（太行山麓）是由洪积物和冲积物组成的山前倾斜平原，在渤海之滨是地势最低的滨海平原。正是这个原因，所以黄淮海平原的土壤在水分条件和土质方面的差异很大。其次，要使学生理解为什么山前倾斜平原以东的地区容易盐碱化，关键原因在于地势低洼，夏秋季节积水，加之沿海地区受海水浸渍的影响，因此黄淮海平原土壤多盐碱，生产力低下。
（参考答案）黄淮海平原的不同地貌单元，由于地势地貌特征不同，形成的土壤的水分条件和土质差异很大，对农业生产的影响也比较大。一般来说，山前倾斜平原，地势较高，水质较好，土壤排水性良好，不易盐碱化，多为高产稳产农业区。冲积低平原地形平坦，多为黏土，夏季容易积水发生涝灾。地下水的矿化度较高，土壤有不同程度的盐碱化现象。土地生产力一般低于山前倾斜平原。滨海平原地区地势极为低平，夏秋季节低洼易涝，组成土壤的物质以黏土为主。由于受海水浸渍作用的影响，地下水矿化度高，土壤为盐土，表层含盐量达1%—3%，只能生长盐生或耐盐性强的植物。因此，这里是黄淮海平原低产田的主要分布区。
（过渡）同学们，我们知道，大江大河哺育着我们人类文明，请同学们说出四大文明古国各属于什么大江大河的流域？
（生）中国——黄河流域；古埃及——尼罗河流域；古印度——印度河流域；古巴比伦——两河流域。
师很好！是河流孕育了我们人类文明，河流地貌对人类的聚落分布有着显著的影响。在河流塑造的众多地貌中，洪积扇、冲积扇、河漫滩平原、三角洲平原对河流流经地区的聚落分布均具有比较明显的影响。
（出示图片“雅鲁藏布江河谷聚落”）
师同学们请思考讨论，青藏高原上的聚落为什么沿河谷伸展？这与那里的自然条件有着怎样的关系呢？
生（讨论回答）青藏高原由于海拔很高而寒冷，土壤贫瘠。而河谷地带海拔低，气候相对温暖，两岸泥沙淤积而成的河漫滩平原土壤肥沃、水源丰富，所以这里是高原地区理想的人类栖息地。
师请大家讨论思考，说一说为什么在山区人类聚落多分布在山前洪积扇、冲积扇和河漫滩平原上。
生（讨论回答）在山区，由于地势陡峭，人们总是选择在洪积扇、冲积扇和河漫滩平原上生产和生活，这些地方的地形相对平坦，淤积有肥沃的土壤，地下水或地表水也相对丰富，适合于聚落的发展。
师很好。山区的聚落多呈明显的条带状，或分布于山前，或沿河流的两岸伸展。
（出示图片“中国百万以上人口特大城市分布图”）
师看图思考，为什么我国东部地区的城市密集，而西部地区的城市稀疏？和自然条件有着怎样的关系？
生我国东部地形多为冲积平原，土壤肥沃，水源丰富，河网密布，有着便捷的内河航运和海上运输。因此，这里是我国聚落最密集的地区。
师（总结）分析得很好！在这里的聚落有的沿河发展，形成沿河聚落，有的沿海岸发展，形成海岸聚落带。
（P86活动）
问题1：为什么在河流上游，聚落位置选择在地势较低的A地，在河流中下游，聚落位置选择在地势稍高的B地。
（引导学生观察讨论）河流的上游在山区，地势较为陡峭，而A地海拔相对较低，地势相对平坦，离河流近，便于取水；而B地位于冲积扇上，周围地势开阔而平坦，B地也位于两河交汇处，交通便利。
问题2：A、B两地的聚落哪个更有可能发展成为城市？为什么？
（学生讨论）
课堂小结
B地聚落更有可能发展成为城市。因为B位于两河交汇处，往往有大量的人流、物流在此集聚、中转。同时，河流为城市的发展提供充足的水源，而且B地周围地形开阔平坦，便于农耕和基建，是城市发育的理想环境。
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第二节 大规模的海水运动
从容说课
海水是地球上最主要的水体。海水运动形式多样，本节重点讲述最主要的一种运动形式——洋流，而将另外两种常见的运动形式——波浪和潮汐作为阅读资料以拓展学生。理解洋流的概念及按性质划分的洋流的两种类型：寒流和暖流。教学时引导学生在洋流模式图上判断寒流和暖流，注意其分布在大陆的东岸或西岸；全球风带图和洋流模式图的对比可以使洋流的成因这一难点得以很好地化解；“世界表层洋流的分布图”的阅读，要注重让学生观察、比较、归纳，培养学生读图分析能力、归纳地理规律的能力，最后将该图与全球洋流模式图进行对比，进一步理解世界表层洋流的分布规律。洋流对地理环境的影响，教材重在通过案例分析得出结论，教师要充分利用教材丰富的图片资料生动演绎，印证原理。教材活动题的选取紧扣热点，教师应抓住机会，激发学生的学习兴趣，感到地理的“有用”。
三维目标
知识与技能
1.通过比较、分析，归纳世界表层洋流的分布规律。
2.了解洋流对地理环境的影响。
过程与方法
1.读图分析法、比较法、案例分析法。
2.通过绘制洋流分布图掌握世界洋流的分布规律。
情感、态度与价值观
培养学生科学研究的方法和态度。
教学重点
1.世界表层洋流的分布规律。
2.洋流对地理环境的影响。
教学难点
世界表层洋流分布规律及其成因。
课时安排2课时
第1课时
教学过程
导入新课
师海水是水圈的主体，我想先请同学来谈谈你对海洋的认识。
生1海水是咸的。
生2海洋是一个巨大的宝库，为人类提供了多种多样的资源。
生3海洋是一个巨大的水库，海洋面积约占整个地球总表面的71%，海洋水的储量占全球水储量的96.53%。它不断地为大气和陆地提供水源，使陆地上的水资源得以不断的更新。
师大家都说得非常好！海水处于不停的运动中，海水的运动对地理环境也会产生多方面的影响。今天这节课我们一起来学习“大规模的海水运动”。
（课件展示课题：大规模的海水运动）
推进新课
师海水的运动形式多种多样，“潮起潮落”，说的是潮汐；“无风不起浪”，说的是波浪。在本节课中，我们主要学习一种大规模的海水运动方式——洋流。那么，什么是洋流呢？
生海洋中的海水常年比较稳定地沿着一定方向做大规模的流动，叫做洋流。（提醒学生注意其中的关键词：常年、稳定、沿一定方向、大规模）
师洋流有不同的类型，按性质分，它可以分为哪两种？
生洋流按性质可分为寒流和暖流两种类型。从水温高的海区流向水温低的海区的洋流是暖流；从水温低的海区流向水温高的海区的洋流是寒流。
师下面我们通过读图来了解世界表层洋流的分布规律。
（引导学生阅读教材第62页“世界表层洋流的分布（冬季）”，指导学生观察、比较不同大洋同纬度海区大洋环流的运动方向和同一大洋不同纬度海区大洋环流的运动方向）
（板图：1.世界海陆分布轮廓示意图；2.大洋洋流模式图的底图）
（请一学生上黑板在“世界海陆分布轮廓示意图”上画出太平洋南北半球中低纬度海区的大洋环流）
师北太平洋和南太平洋中低纬度大洋环流的运动方向是否相同？
生两个大洋环流的方向相反，北太平洋中低纬度大洋环流呈顺时针方向流动，南太平洋中低纬度大洋环流呈逆时针方向流动。
（再请一学生上黑板在“世界海陆分布轮廓示意图”上画出南北大西洋中低纬度海区的大洋环流）
师北大西洋中低纬度大洋环流的运动方向和北太平洋中低纬度大洋环流的运动方向是否相同？
生相同，都呈顺时针方向流动。
师南大西洋中低纬度大洋环流的运动方向和南太平洋中低纬度大洋环流的运动方向是否相同？
生相同，都呈逆时针方向流动。
师找一找“世界表层洋流分布图”中南半球还有哪一个大洋的大洋环流方向与上面两个大洋环流方向是一致的。
生南印度洋。
师很好！我们将南印度洋的这个大洋环流也画到相应的位置上。（师画）下面我们再请一位同学上来画出北太平洋和北大西洋中高纬度的大洋环流，注意比较两个大洋环流的流动方向。
（学生上黑板画北半球中高纬度的大洋环流）
师发现了什么规律？
生北半球的中高纬度的大洋环流都呈逆时针方向流动。
师对！通过对教材“世界表层洋流的分布图”的观察、比较，通过我们同学自己动手画图，我们对世界各大洋的洋流分布已经有了一定的认识，谁来总结以下自己发现的规律？
生世界洋流分布具有这样的规律：不同大洋的同纬度海区大洋环流的流动方向是一致的，而同一大洋的不同纬度海区大洋环流的流动方向是相反的。
师不错！我们可以把世界洋流分布的这种规律体现到这幅世界洋流模式图上。我们还是请同学自己动手来画一画，画图时用蓝笔和红笔区分寒流和暖流。
（学生在模式图上画大洋环流）
（学生这时已初步归纳出洋流分布的规律，教师需要提醒学生注意将洋流分布准确表示在图上，即让学生明确其分布的纬度位置）
师从世界洋流模式图上我们可以看到南北半球各形成了两个大洋环流，两个中低纬度的大洋环流以什么地区为中心？
生副热带地区。
师两个中高纬度的大洋环流又以什么地区为中心？
生副极地地区。
师大家观察一下大洋东西两岸的洋流性质有什么不同？
生在中低纬度海区，大洋的西岸是暖流，大洋的东岸是寒流；而在中高纬度，大洋的西岸是寒流，大洋的东岸则是暖流。
师非常好！通过以上读图分析，我们已经了解了世界洋流的分布规律，那么为什么会形成这样的分布规律呢？下面我们就一起来探究一下其中的原因。我们还是请同学上来先画图，再讲“理”。
（学生上黑板画全球风带图，提醒学生注意各风带的纬度位置）
师我们将全球风带图和洋流模式图进行一下对比，能不能找到洋流的某些成因？
生盛行风是洋流形成的主要动力。
师对！我们再说具体一点，南北赤道暖流分别是怎样形成的？
生北赤道暖流受东北信风的影响，海水自东向西流；南赤道暖流则受东南信风的影响，海水也是自东向西流。
师西风漂流又是怎样形成的呢？
生西风漂流是受中纬西风的吹拂而形成的。
师我们再将教材第62页的“世界表层洋流的分布图”和“世界洋流模式图”对照一下，在南半球的中高纬度实际上有没有形成大洋环流？
生没有。
师这是为什么呢？
（引导学生观察南半球的海陆分布状况）
生南半球的中高纬海区分布着广阔的海洋，没有形成海陆相间分布的轮廓，所以没有形成大洋环流。
师非常好！我们可以看到在南极大陆周围形成了环绕南极大陆流动的南极环流，它又是怎样形成的呢？
生这是由于极地东风的吹拂形成的。
师很好！这位同学能够把全球风带图和世界洋流分布图灵活地结合到一起进行分析。在赤道附近还有一支赤道逆流，流动方向与赤道暖流相反，它又是怎样形成的呢？
生赤道洋流从东向西到达大洋的西岸时受陆地阻挡，一小股回头形成赤道逆流，成为赤道洋流的补偿流。
师不错！我们注意观察对比一下在北印度洋，冬季和夏季的洋流方向有什么变化？为什么？
生冬季北印度洋盛行东北季风，形成反时针方向的大洋环流；夏季，北印度洋盛行西南季风，形成顺时针方向的大洋环流。
师同学们能否结合上面的读图分析中老师所提出的一个个问题，总结出洋流的形成究竟有哪些原因？相互之间可以讨论一下。
（学生讨论，教师注意引导学生通过读图归纳知识）
生洋流形成的主要原因是盛行风，不同纬度地区的风带形成不同流向的洋流。除此之外，影响洋流的因素还有陆地形状和地转偏向力。
师总结得很好！在学习的过程中，我们要善于运用教材提供的地图、表格等各种资料，注重培养自己的读图分析以及归纳知识的能力。下面我们一起来把今天这一节课所学的内容进行归纳总结。
（课件展示：世界表层洋流的分布规律总结）
第2课时
教学过程
导入新课
在上节课中，我们通过阅读地图归纳了世界表层洋流的分布规律，了解了洋流的类型和成因。在大洋的东西两岸，往往分布着不同性质的洋流。请同学们在大脑中构建“世界洋流的分布图”，想一想在北半球中高纬度的大洋东西两岸流动的分别是什么性质的洋流呢。
生北半球中高纬度的大洋东岸分布的是暖流，而大洋的西岸则是寒流。
师很好！对于地理知识的掌握，我们一定要养成在大脑中构建地图的习惯。再来说说南半球中低纬度大洋的东西两岸又分别是什么性质的洋流。
生南半球中低纬度的大洋东岸分布的是寒流，而大洋的西岸则是暖流。
师好的！洋流是一种大规模的海水运动，海水是地球大气的主要热源和水源，所以不同性质的洋流必然对气候产生不同的影响，不仅如此，洋流还会对海洋生物资源和渔场的分布有显著影响，洋流对海洋航行也有影响，洋流还对海洋污染有极大的影响。在今天这节课中，我们就一起来探讨一下洋流对地理环境的影响。
（课件展示本课课题：洋流对地理环境的影响）
推进新课
师首先请同学们阅读教材第63页的案例1，注意图文结合，读完以后相互讨论并完成下列各题。
（课件展示下列问题）
1.画出大西洋的西岸经过拉布拉多半岛东侧的洋流，判断是暖流还是寒流。
2.挪威卑尔根的纬度大约是多少？该地最冷月的平均气温是多少？降水有什么特点？结合气温和降水两个要素如何描述该地区的气候特点？属于什么气候类型？
3.大西洋东西两岸的自然景观有什么明显差异？为什么？
4.北极圈内地区气候寒冷，为什么会出现不冻港？
5.英国北部和挪威的纬度都较高，为什么这些地区海港的封冻期不长？
6.秘鲁伊基克最冷月的平均气温是多少？最热月的平均气温大约是多少？全年降水又有什么特点？结合气温和降水两个要素如何描述该地区的气候特点？属于什么气候类型？
7.南美西海岸的热带沙漠为什么南北延伸很长？
（结合案例的文字资料和两幅地图设计7个问题，目的在于引导学生学会分析资料，提取信息）
（学生相互讨论后回答问题）
生1经过拉布拉多半岛东侧的洋流是寒流。
生2挪威卑尔根纬度大约是北纬60°，它的最冷月平均气温在0 ℃以上，气候表现出终年温暖多雨的特点，属于温带海洋性气候。
生3大西洋的西岸拉布拉多半岛北部是苔原带，同纬度大陆西岸的欧洲则是针叶林和针阔混交林，这是因为大西洋的东岸受到了北大西洋暖流的影响，气候更为暖湿的缘故。
生4北极圈内地区气候寒冷，却出现了不冻港，也是因为北大西洋暖流对这些地区的水温起到了增温的作用。
生5英国北部和挪威的纬度都较高，由于这些地区受到北大西洋暖流的增温作用，所以海港的封冻期缩短了。
生6秘鲁伊基克的最冷月平均气温在15 ℃以上，全年降水稀少，属于热带沙漠气候，但它的最热月平均气温在20 ℃左右，较其他热带气候的最热月平均气温低，这是因为沿岸有寒流经过，起到了降温作用。
生7因为南美西海岸沿岸有秘鲁寒流经过，洋流上部的大气受冷收缩下沉，降水稀少，加剧了沙漠面积的扩大，并沿着洋流流动方向向南北延伸。
师同学们都能很好地结合所学的知识对案例中涉及的各种现象进行准确的分析，我们可以看到洋流对气候的影响是很显著的，也是普遍存在的，谁来归纳一下洋流对气候的影响？
生全球大洋环流可以促进高低纬度间热量的输送和交换，对全球热量平衡具有重要意义。暖流对沿岸气候具有增温增湿的作用，寒流沿岸气候具有降温减湿的作用。
师很好！洋流不仅对大陆沿岸的气候影响很大，对海洋生物资源和渔场的分布也有显著的影响。下面我们通过地图了解世界上几个大渔场的分布。
（课件展示：世界洋流分布图，在纽芬兰渔场、北海道渔场和秘鲁渔场的位置设置游动的鱼的动画，增加课件的生动性）
师大家注意观察，纽芬兰渔场、北海道渔场和秘鲁渔场这些世界大渔场的形成和洋流有什么关系？三个渔场中有没有成因相似的渔场？
生纽芬兰渔场和北海道渔场成因相似，它们都处于寒暖流交汇的地方。
师观察很仔细，为什么寒暖流交汇的海区往往能形成大渔场呢？
生寒暖流交汇的海区，海水受到扰动，大量的营养盐被带到表层，有利于浮游生物大量繁殖，为鱼类提供丰富的饵料。两种洋流汇合还可以形成“水障”，阻碍鱼类游动，使得鱼群集中，易于形成大渔场。
师我们再来看看秘鲁渔场又是怎样形成的？
生秘鲁渔场的形成是因为受离岸风的影响，深层海水上涌把大量营养物质带到表层，从而形成大渔场。
师纽芬兰渔场、北海道渔场和秘鲁渔场的形成让我们看到了大渔场形成的主要原因，同学们能否根据它们的成因在“世界洋流分布图”上找到其他可能形成大渔场的地方呢？
（引导学生利用渔场的成因在“世界洋流分布图”上探究可以形成渔场的地方，学生思考讨论后回答）
生1在大西洋的东海岸也有寒暖流交汇，可以形成大渔场。
师很好。这里有世界著名的四大渔场之一：北海渔场。
生2在南半球非洲西海岸，南大西洋的东海岸也可能存在大渔场，它的成因和秘鲁渔场的成因相似。
师不错！这两位同学都能很好地把所学的知识进行迁移运用。再来看看我国的情况，我国最大的渔场是——
生（齐答）舟山渔场。
师舟山渔场的形成又主要是其中的哪种原因呢？
（板图：中国海岸线）
师我们先来找到舟山渔场的大致分布位置（靠近长江口）。
师这是来自低纬的台湾暖流（用红粉笔画出洋流），这是来自高纬的沿岸冷水（用蓝粉笔画出洋流），两者在舟山群岛附近相遇。所以舟山渔场的形成原因之一是——
生（齐答）寒暖流交汇。
（视频：“泰坦尼克”号的沉没）
师1912年4月15日凌晨，“泰坦尼克”号在驶往北美洲的处女航中不幸撞到冰山，很快沉没在冰冷的北大西洋中，致使近两千名乘客和船员葬身鱼腹。这次沉船事件，成为世界航海史上最大的灾难，震惊了世界。
师漂浮在大西洋的冰山来自于北极地区的大陆冰川，巨大的冰山主要靠了什么力量的推动不断南移的呢？
生（齐答）洋流。
师对！下面我们一起来学习洋流对海洋航行的影响。
（课件展示资料：1492年哥伦布第一次横渡大西洋到美洲，共花了37天的时间。1493年哥伦布第二次去美洲，只花了20天时间就顺利到达，比第1次少用了17天）
师想想看，为什么哥伦布两次航行的时间会有这么大的差异？
生哥伦布第一次横渡大西洋到美洲，是逆着北大西洋暖流航行的，花的时间较长。哥伦布第二次去美洲，是顺着加那利寒流和北赤道洋流航行的，所以花的时间少。
师很好！这位同学很善于学以致用，灵活地将世界洋流的分布用来分析这段资料。顺流航行既可以节省燃料，加快速度，也更为安全。人们早就了解到正确利用洋流对远洋航行极其重要，哥伦布的第二次航线也成为此后欧洲人去美洲经常利用的航线。从古到今，有许多利用洋流航海的故事。早在唐朝，中国的使节及僧侣东渡日本时，就会利用黑潮（即日本暖流）来加快航行的速度。我国明朝郑和曾经7次下西洋，他总是选择冬季从我国出发，夏季返回，这是为什么？
生冬季，受东北季风的影响，洋流向西流，顺流航行省力；夏季，盛行西南季风，海水向东北流，返回时顺水推舟。
师洋流规律很早就被我国古代劳动人民所掌握和利用，哪位同学还有关于洋流航海的故事？
（教师可布置学生事先收集资料，小故事的插入既有助于学生对知识的理解，又可增加地理课的趣味性，使学生时时感受到地理学科对生活的有用性）
师洋流对海上航运有有利的一面，也有不利的一面。其不利之处除了我们刚才说的“泰坦尼克”号的沉没由于洋流带来的冰山对海上航运带来威胁外，还有哪些表现呢？
生寒暖流相遇形成的海雾对海上航行极为不利。
师随着世界经济的迅速发展，人类活动对海洋环境的影响日益加剧，排放到海洋中的污染物越来越多，洋流对海洋污染物的影响也很大。1997年1月，在日本九州海岸就曾发现来自东南亚地区的垃圾，它就是凭借洋流作了“跨国旅游”。
（课件展示图片资料）
师这是1991年海湾战争造成的波斯湾石油污染，是迄今为止历史上最大的一次石油污染，由于油井遭到破坏，大量原油流入波斯湾，在海面上形成长140千米、宽40千米的污染地带，对周围海域海洋生物的生存造成了严重的威胁，甚至危及到我国和日本沿岸的渔业生产，对虾产量锐减，贝类养殖几乎瘫痪。究其原因是海湾战争造成的石油污染顺着洋流（北印度洋季风洋流、日本暖流等）抵达我国和日本沿海造成的。
师洋流对于海洋污染物的影响要全面看待。对于污染区域来讲，洋流可以扩散污染物，使被污染区消除污染；对于其他海区来讲，洋流增加了其他海区的环境污染，使污染范围扩大。
（将1991年海湾战争造成的石油污染作为资料引入课堂，其目的是既可以让学生了解洋流对海洋污染物的影响，又可让海洋污染带来的严重后果引起学生的心灵震撼，增强环保意识）
（活动：“神奇的厄尔尼诺现象”）
（在课前可布置学生阅读教材第64页“神奇的厄尔尼诺现象”，并通过上网收集更多的资料，在课堂上教师不妨让学生上来讲述，既可激发学生的学习兴趣，也有利于培养学生的语言组织和表达能力）
师“厄尔尼诺”这个名称我们经常在报刊杂志或电视里看到或听到，那么究竟什么是厄尔尼诺呢？我们先请一位同学上来谈谈他的认识。
生1厄尔尼诺现象发生在秘鲁附近海区，该海区在秘鲁寒流的控制下，正常情况下水温较低。可有些年份，温暖的海水从赤道向南流动，引起该海域水温异常升高，这就是厄尔尼诺现象。
（教师可以引导学生阅读教材第64页图3.8，通过阅读地图，对厄尔尼诺现象发生的区域建立空间概念，使学生学会从地图中找到信息，分析、理解厄尔尼诺现象发生时太平洋赤道地区和南太平洋的水温分布特点）
师这位同学对厄尔尼诺现象的描述可以说是言简意赅。厄尔尼诺现象发生时，常常会给世界很多地区带来严重的自然灾害。我们再请一位同学谈谈这方面的情况。
生2厄尔尼诺现象发生时，位于太平洋东海岸的南美洲降水量异常增多，往往发生大水灾；而位于太平洋西海岸的澳大利亚、印度尼西亚等国家和地区则恰恰相反，往往发生严重的旱灾，甚至由此引发森林大火。
师很好！同学们在网上收集资料时，有没有发现厄尔尼诺现象还有哪些不解之谜呢？
生3厄尔尼诺现象有许多不解之谜，其中之一就是形成原因尚未解释清楚。有人认为它是南半球的东南信风减弱造成的；还有人认为它是由于大气环流减弱的结果；我国科学家还提出了一种假设，认为“厄尔尼诺”可能与地球自转速度变化有关。
师厄尔尼诺是20世纪90年代海洋、大气科学的研究热点，对于这种海气相互作用产生的现象至今还有很多谜团。
（课件展示文字资料）
厄尔尼诺现象是如何形成的？那巨大的暖水是从何处来的?它的热源在那里？过去，科学家们曾提出各种各样的假说，有的说是海底火山爆发；有的说热源来自地心；等等。不管哪种解释，都拿不出令人信服的依据，这是未解谜之一。
太平洋发生厄尔尼诺现象有没有其自身的规律？例如它发生周期的长短受什么制约；它的发生、生长与消衰以及强度有哪些代表性的信号；等等，这是未解谜之二。
厄尔尼诺发生范围大，时间长，这给我们监视、监测带来了极大的困难。如何确定厄尔尼诺过程的发生时间结束时间以及监测位置等，以达到预报厄尔尼诺的目的，这是未解谜之三。
……
（补充资料的目的在于拓展学生的视野，激发学生对自然探索的欲望）
师厄尔尼诺的众多谜团等待着我们去一一解开。那么，厄尔尼诺现象对我国又会造成什么影响呢？
（课件展示图片资料）

师这些图片是1998年我国夏秋季节发生在长江流域的洪水灾害。这次百年难遇的洪水灾害给我国造成了巨大的经济损失，它的发生与厄尔尼诺现象造成的气候异常密切相关。厄尔尼诺现象是洋流对气候影响的一个生动例证。
课堂小结
通过今天这节课的学习，我们了解到洋流对地理环境的影响是广泛而深刻的，主要表现在以下四个方面：
（课件展示本节内容的知识结构）
师洋流是海水运动的最重要的形式，除此之外，海水运动的形式还有波浪和潮汐。在本节教材最后的“阅读”栏中，有对这两种海水运动的简单介绍。认识海洋，认识海水的运动规律，有利于人类和大海的和谐共存。如果人类能对海啸多一点认识，如果人类对海洋不仅仅是索取，也许印度洋海啸带来的灾难要轻得多！
第二节 太阳对地球的影响
从容说课
承接上节太阳系的教学，本节包括“为地球提供能量”和“太阳活动影响地球”两部分内容。“为地球提供能量”中给出四幅直观图片，说明太阳辐射对地理环境形成和变化的影响以及对人们生产和生活的影响。因为每个学生对太阳的影响都有亲身体会，教学中可以让学生以小组讨论的方式，探讨太阳辐射对地球在不同方面的重要影响，以加深学生对这一内容的理解。同时培养学生自主学习和合作学习的能力。在接下来的“活动”中，通过学生的探究过程，进一步使学生认识到太阳辐射在地球上分布不均是导致热带、温带、寒带气候的形成的根本原因，并学会三维图表分析的方法。“太阳活动影响地球”的教学中，可以用具体的某地某时太阳活动影响短波通讯的实例引入，激发学生的兴趣之后，投影展示太阳大气层的结构，再带领学生认识黑子和耀斑这些太阳活动及其对地球的影响，并强调太阳活动的整体性，最后再通过探究“活动”进一步了解太阳活动对地球（气候）的影响（相关性）。
三维目标
知识与技能
1.了解太阳能量来源及其对地球的影响。
2.太阳活动的主要类型及其对地球的影响。
3.学会分析表达地理现象的三维空间分布图。
过程与方法
1.通过讨论生活中的所见所闻，了解太阳辐射对地球在不同方面的重要影响。
2.分析图片形成直观认识，提高学习兴趣。
3.参与探究活动，利用图表分析法初步掌握三维空间分布图的判读。
情感、态度与价值观
树立事物是相互联系、相互影响的辩证观点。
教学重点
1.太阳能量来源及其对地球的影响。
2.太阳活动（黑子和耀斑）对地球的影响。
教学难点
太阳活动（黑子和耀斑）对地球的影响。
课时安排
1课时
教学过程
导入新课
我们上节课学习了“宇宙中的地球”，知道宇宙中有各种天体，那么什么叫天体系统？（天体之间相互吸引和相互绕转，形成天体系统）
请大家看投影，填写有关内容
（投影）天体系统的级别
按离太阳由近及远的顺序说出八颗行星的位置。（水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星）
地球上有生命存在的条件有哪些？（适宜的温度和液态水，适合生物呼吸的大气，海洋的形成）
距离地球最近的星球是什么？（月球）距离地球最近的恒星是什么？（太阳）
很好，这节课呢，我们就一起来学习“第二节 太阳对地球的影响”。（板书）
推进新课
师太阳在宇宙中是银河系中一颗普通的恒星，它与其他的恒星一样是一颗巨大、炽热的气体星球，主要成分是氢和氦，表面温度约为6000 K，它能发光、发热，把能量射向宇宙空间，也射向了我们生存的地球。我们把太阳源源不断地以电磁波的形式向四周放射能量，称为太阳辐射。太阳辐射的能量是巨大的，据计算，每分钟太阳辐射向地球输送的能量，大约相当于燃烧4亿吨烟煤产生的热量。“万物生长靠太阳”，靠的就是太阳能够为地球提供能量，这是太阳对地球最大，也是最重要的贡献。
下面请大家看教材的四幅图（“太阳为地球提供能量图”），根据你自己的亲身体会，以小组为单位，探讨太阳辐射对地球在不同方面的重要影响。
（合作探究）
生（讨论，多个学生回答及补充说明太阳辐射对地球的影响）
师刚才几个同学回答的比较全面，下面我们一起来总结一下。虽然太阳辐射能只有二十二亿分之一到达地球，但是对地球和人类的影响却是不可估量的。太阳辐射对地球的影响首先体现在太阳辐射是地理环境形成和变化的能量来源，即太阳能是维持地表温度，促进地球上的水、大气、生物活动和变化的主要动力。
（板书）1.太阳辐射是地理环境形成和变化的重要因素
（投影）
太阳辐射→球状天体→热量纬度差异→热量传递→大气运动水体运动→大气环流 洋流→地理环境
（简单介绍水循环、洋流、大气环流、生物活动等知识）例如，太阳辐射的纬度差异，导致了地面不同纬度获得热量的差异。对于整个地球表层来说，热量应该是平衡的，因而热量多余和热量不足的地方，要发生热输送。地球上的热量，主要依靠大气和水体运动来传递。大气和水体的运动形成大气环流和洋流，对地理环境的形成和变化具有极其重要的作用。
师其次，太阳辐射是人类生产、生活的重要能源。
（板书）2.太阳辐射是人类生产、生活的重要能源
一是人们可直接利用太阳能，例如，人们直接利用太阳能发电，为生产和生活服务；二是可利用地质历史时期固定积累下来的太阳能，即由太阳能转化形成的煤、石油等化石燃料。我国是世界上利用太阳能较早的国家之一。在一些太阳能比较丰富的农牧区，人们用太阳灶做饭，用太阳能干燥器加工农副产品，还用太阳能发电，看上了电视。
师太阳这么巨大的能量又是从哪儿来的呢？请阅读教材“阅读”部分——太阳能量的来源。
生（读书）
师哪一位同学能讲一讲太阳能量是从哪儿来的？
生太阳辐射能量来源于太阳内部的核聚变反应。太阳内部在高温、高压的环境下，4个氢原子核经过一连串的聚变，变成1个氦原子核。在核聚变过程中，原子核质量出现了亏损，其亏损的质量转化成了能量。太阳每秒钟由于核聚变而损耗的质量，大约为400万吨。按照这样的消耗速度，太阳在50亿年的漫长时间中，只消耗了0.03%的质量。
师说的很好！下面大家看一段录像，了解太阳的核聚变反应。
师太阳是天空中最引人注目的天体，是太阳系的中心天体，表面温度约6000 K，从表面向中心，温度越来越高，中心区约有1.6×106 ℃、3000亿个大气压，它的主要成分是H和He，因此太阳能够发生核聚变反应。太阳是消耗了质量，放出了巨大的热量。下面，请同学们根据教材P9的“活动”要求，一起参与探索，看谁先看懂并解决下面的几个问题。
（合作探究）
这个活动中有师生之间的合作，更有学生之间的合作，探究是解决问题的途径。教师先让学生理解页脚处的“生物量”的概念，然后使学生明确横、纵、竖坐标的含义，再引导学生一看某个月份太阳辐射随纬度分布的规律，二看某个纬度太阳辐射随时间变化的规律，最后归纳全球太阳辐射的时空分布规律。学生在老师的引导下，分别探究解决下列问题：
1.到达大气上界太阳辐射的分布有什么规律？
2.热带雨林和亚寒带针叶林生物量有什么差异？
3.问题1和2的结论有没有相关性？
4.描述这两个地区的自然景观差异。
生（观察，讨论，回答4个问题）
师（总结讲解）
1.太阳辐射量由低纬度向高纬度递减。
2.热带雨林的生物量多，亚寒带森林的生物量少。
3.问题1和2的结论有相关性。因为低纬度的太阳辐射量大，所以热带雨林植物生长旺盛，生物量多。中高纬度的太阳辐射量相对较少，植物生长比较缓慢，生物量相对较少。由此可以看出，太阳辐射量的大小，在一定情况下决定了植被的生长情况，植被的生长情况又是对不同地理环境的反映。
4.略
师（过渡）任何事物都是一分为二的，太阳给我们送来了光明，带来了温暖，太阳辐射是人类生产、生活的重要能源，但有时太阳的一些异常变化，也会给地球带来麻烦。例如，2003年10月23—11月5日，太阳风暴连续多次袭击地球，亚洲、欧洲、美洲的许多国家的短波通信受到干扰，通信设施受损，日本的一颗通信卫星信号中断，一颗环境监测卫星已经无法恢复使用。那么太阳活动对地球有哪些影响呢？下面我们一起来探讨。
（板书）二、太阳活动影响地球
（投影）太阳大气层的结构示意图（图1）
图1
师同学们看太阳大气结构图。太阳外部结构分为哪几层？
生分光球、色球和日冕三层。
师光球、色球和日冕三层分别位于太阳大气层的什么位置呢？请三位同学看图回答。
生（三位学生分别回答）光球是用肉眼可以观测到的太阳表面；色球位于光球之上，呈玫瑰色；日冕是太阳大气的最外层。
师很好。太阳大气经常发生大规模的运动，就称为太阳活动。太阳活动的类型（板书）有哪些呢？主要有太阳黑子、光斑、耀斑、谱斑、日珥、射电等的变化，我们这里主要介绍黑子和耀斑。
（投影）太阳黑子（图2）
图2
太阳光球常出现一些暗黑的斑点，叫做黑子。黑子实际上并不黑，只是因为它的温度比太阳表面其他地方低，所以才显得暗一些。根据长期的观察和记录，太阳黑子有的年份多，有的年份少，其变化的周期大约为11年。
（投影）太阳耀斑（图3）
图3 一次大耀斑的变化过程
太阳色球有时会出现一块突然增大、增亮的斑块，叫作耀斑。耀斑爆发从开始到高潮，大约只需要几分钟至几十分钟。然而，就在这段时间内，释放出相当于100亿颗百万吨级氢弹的能量，其中包括很强的无线电波，大量的紫外线、X射线、γ射线，以及高能带电粒子。耀斑活动的周期大约也是11年。通常，黑子数目最多的地方和时期，也是耀斑等其他形式的太阳活动出现频繁的地方和时期。耀斑随黑子的变化同步起落，体现了太阳活动的整体性。
（方法引导）
[练习一]根据所学内容填表（表内“概念、成因、特点、所处位置”以下空白待填）
（投影）
概念
成因
特点
所处位置
黑子
太阳光球上的暗黑的斑点
它的温度比太阳表面其他地方低，所以才显得暗一些
太阳活动的主要标志；活动周期为11年
光球
耀斑
太阳色球有时出现的突然增大、增亮的斑块
太阳短时间内释放出巨大能量造成的
耀斑爆发是太阳活动最激烈的显示
色球
太阳风
（简单介绍）
日冕
师（过渡）太阳活动改变了到达地球的太阳辐射能量的大小，因此，对地理环境产生了极其深远的影响。接下来我们就了解这些影响。
（板书）太阳活动对地理环境的影响
师大家看教材内容，看看太阳活动对地球有哪些影响。
生扰动地球电离层；扰动地球磁场，产生“磁暴”现象；产生极光。
师很好！主要是这三大影响：（1）对地球电离层的影响。耀斑爆发时发射的电磁波进入地球电离层，会引起电离层的扰动。此时在电离层传播的短波无线电信号会被部分或全部吸收，从而导致通讯衰减或中断。例如，1989年3月发生的几十个强烈耀斑活动，引起短波通讯15次突然中断，24次全部中断。（2）对地球磁场的影响。地球上存在着磁场。当太阳活动增强时，太阳大气抛出的带电粒子流，能使地球磁场受到扰动，产生“磁暴”现象，使磁针剧烈颤动，不能正确指示方向。（3）如果太阳大气抛出的高能带电粒子高速冲进两极的高空大气，并与那里的稀薄大气相互碰撞，还会出现美丽的极光。
另外，近几十年的研究表明，地球上许多自然灾害的发生与太阳活动有关，如地震、水旱灾害等。
由于太阳活动对地球的影响很大，世界各国都十分重视对太阳活动的观测和预报，以便有关部门及早作好准备，把太阳活动可能造成的不利影响减小到最低程度。
课堂小结
本节课我们重点学习了太阳辐射和太阳辐射对地球的影响，太阳活动及太阳活动对地球的影响。
板书设计
活动与探究
师用我们刚学的知识，回答问题。
探究课题：降水量和黑子的相关性。
探究内容：此图表示了北半球三个不同纬度带的降水量和黑子的相关性。
（1）从年降水量平均超额量曲线中你能获取哪些信息?
（2）从太阳黑子相对数曲线中你能获取哪些信息?
（3）如果将两种曲线叠加，你能得出什么结论?
探究办法、过程：上网或到图书馆查阅资料。
探究结果：辩论、小论文，班级展评。
师（1）年降水量平均超额量是不断变化的；这种变化呈波状起伏的状态，但变化幅度在不同纬度不完全相同，同一个纬度在不同的年代也不尽相同；年降水量平均超额量大约有11年的变化周期。
（2）太阳黑子相对数是在不断变化的；这种变化呈波状起伏的状态，太阳黑子有极大值和极小值，极大值和极小值之间的变幅相差不大；太阳黑子相对数大约有11年的变化周期。
（3）两者之间有很好的相关性，但在不同的纬度和地点，它们分别呈正相关或负相关。
归纳：太阳活动与地球上气候变化之间的因果关系，目前虽未查明，但从统计材料分析，二者肯定是有联系的。例如，世界许多地区降水量的年际变化，与黑子的11年周期有一定的相关性，太阳活动对地球气候的影响，至今还没有整理出比较确切可靠并可以利用的统计规律，在理论工作上进展也不大。
第二节 山岳的形成
从容说课
山岳是内力作用对地表形态影响的最具体而生动的体现。本节主要讲述了由于不同方式的内力作用而形成的三类山岳。从岩层的受力方向、地表形态和岩层新老关系三个方面来说明褶皱，褶皱的基本单位是褶曲，褶曲的两种基本形态是背斜和向斜。利用活动引导学生讨论：判断一个褶曲究竟是背斜还是向斜，为什么最根本的依据是岩层的新老关系？从岩体受力、位移方向和地表形态三个方面讲解断层，教学中要运用实例使学生能更好地理解断层对地表形态的影响。火山部分的难度不大，可以通过播放火山喷发的录像增加学生的感性认识，以此了解不同的火山喷发形式会形成不同的火山地貌。同时让学生课前查阅资料，提交他们自己对火山的认识，明白事物是辩证的，火山既能形成巨大的灾害，也会给人们带来丰富的地热、温泉、肥沃的土壤等。山岳对交通运输的影响：可以用山地图片投影来使学生获得感性认识，并结合“活动”，培养学生运用图表资料、地理数据分析、解决地理事物的能力，使学生能学以致用，理论联系实际。用实际的案例及表4.1和4.2说明影响山区公路修建的自然和人文要素，培养学生运用数据分析地理问题的能力和语言表达能力。
三维目标
知识与技能
1.内力作用形成山岳的三种类型。
2.山岳对交通运输的影响。
3.通过背斜成谷、向斜成山的分析，进一步使学生理解内外力作用对地表形态的塑造。
过程与方法
1.分析法、讨论法。
2.探究与活动，理解背斜、向斜的判断。
3.利用直观的录像、景观图片等进行展示，使学生理解山岳地貌的成因与特征。
情感、态度与价值观
通过火山的危害和好处的分析使学生树立辩证法的思想；通过山岳对交通的影响内容的学习，使学生明白人类的活动应和自然和谐统一。
教学重点
1.山岳的三种类型。
2.山岳对交通运输的影响。
教学难点
背斜、向斜的判断依据。
课时安排
2课时
第1课时
教学过程
导入新课
通过上节课内容的学习，我们知道了内力作用和外力作用是塑造地表形态的两大力量，内力作用的总趋势是使地表变得高低不平，而外力作用的总趋势是使地表起伏状况趋向于平缓。今天这节课我们要进一步以山岳为例来学习内力作用对地表形态的塑造和影响。
师通过上节课活动的讨论，我们知道山脉是我国地形的骨架。其实，山脉不仅在我国是地形的骨架，对于整个地球表面的地表形态来说，山脉也是陆地的骨架。同学们，还记得上节课我们看到的喜马拉雅山和维苏威火山的景观吗？它们的成因有何不同？
生记得。喜马拉雅山的形成和维苏威火山都是内力作用的结果，但前者是由于地壳的运动形成的，后者是岩浆喷发形成的。
师对，说明大家对已学过的知识掌握得很好。山岳有多种类型，如褶皱山、断块山、火山等。喜马拉雅山就属于褶皱山脉。
（板书）褶皱山
推进新课
（播放动画“褶皱的形成”，投影图片“褶曲示意图”）

师褶皱是怎样形成的？褶皱的基本单位是什么？
生岩层由于地壳运动的强大挤压作用而发生变形，产生的一系列波状弯曲就是褶皱。褶皱的基本单位是褶曲。
师对。看图说明，褶曲有哪两种基本的形态？如何区别它们？
生褶曲有两种基本形态，一种是背斜，一种是向斜。从形态上可以区别它们，背斜的岩层向上拱起，表现为山岭；向斜的岩层向下弯曲，表现为谷地。
师（微笑）如果你是一名野外地质工作者，你到大自然中去，用刚才的方法作为判断背斜和向斜的依据，那么你很有可能“南辕北辙”啊。
生（看图4.9“褶曲示意”，认真观察、分析背斜、向斜的根本判断依据）
师在真正的野外地质工作中，一座山岭并不一定就是背斜，一个谷地也不一定就是向斜，这是为什么呢？那么到底什么才是判断背斜、向斜的真正依据呢？
生（看书）岩层的新老关系才是判断背斜、向斜的重要依据。背斜的中心部分岩层较老，两翼岩层较新；而向斜中心部分岩层较新，两翼岩层较老。
师很正确，请看动画。
（播放动画“背斜成谷，向斜成山”）（引导学生对背斜、向斜中岩层的受力进行分析，理解成因）
师为什么背斜反而会成为谷地，向斜反而会变为山岭呢？
生背斜的顶部受到的是张力，岩石破碎，容易被侵蚀，所以变成了谷地；向斜的轴部受到的是挤压力，岩石坚硬，侵蚀的速度很慢，反而成为了山岭。
师很好。我们把背斜或向斜发育成的山岭或谷地，统称为褶皱山。有的规模很大，如南美的科迪勒拉山系、阿尔卑斯—喜马拉雅山系。（出示世界地形图，让学生找出这两大山系）有的规模很小，只有几十米。
（阅读材料：板块运动与褶皱山系。用图片投影出岩石圈六大板块的构成，使学生借助于直观形成对六大板块的认识，理解板块运动与地貌成因之间的关系）
（活动探究）
（P79活动。活动1是对学生是否能学以致用最好的检验，考查学生是否掌握了背斜、向斜的根本判断依据。活动2需要结合背斜、向斜不同部位的受力分析，让学生展开讨论，得出结论）
师活动1向我们展示了一个山岭，一个谷地，究竟哪一个是背斜，哪一个是向斜呢？请大家展开讨论，根据刚才掌握的判断方法回答。
生乙地是背斜，甲地是向斜。甲地由于轴部受压力，岩石坚硬不易被侵蚀，所以最后成了山岭。而乙地是背斜，它的顶部受到的是张力，岩层破碎，容易被侵蚀，反而成了谷地。
师很好！说明大家真正学会了透过现象看本质，掌握了背斜和向斜根本的判断依据。请看活动第2题，思考后回答。
（本题有难度，学生可能回答不够到位，教师评价总结：背斜是天然的拱形构造，安全稳定。而向斜是一种储水构造，不利于施工，且隧道开挖部位受到的是张力，易破碎塌方）
师地壳的运动是塑造地表形态的主要力量，褶皱山脉是其形成的一类，另外一种常见的由地壳运动而形成的山岳是——断块山。
（板书）（二）断块山
（出示动画“断层的形成”）
师根据动画，请说一说断层是怎么样形成的？“断层”和“断裂”一样吗？
生地壳的运动产生了强大的压力和张力，超过了岩石的承受力时，岩石就会断裂破碎，这只是断裂。如果断裂面两侧的岩体沿断裂面发生明显的位移，这才是断层。
师非常好！那么断层会形成哪些地貌呢？
生山岭和谷地，统称为断块山地（断块山）。
师对！断块山是地壳运动过程中形成的一种分布广泛的地貌形态，有的规模很大，如华山。
（出示图片“华山、渭河谷地、泰山”）
师华山、泰山都是中国著名的五岳名山，你知道它们各自以什么特点著称吗？
生华山——“险”，泰山——“雄”。
师很好，说明大家知识面很宽。正因为华山和泰山是由于断层而形成的断块山，耸立在谷地和平原的边缘，才显得那样高大雄险，庐山也是著名的断块山。
（活动探究）
（出示图片“褶皱山——喜马拉雅山、断块山——华山”）
（学生讨论，教师总结）断块山由于受断层控制，所以外形一般呈断块状，较少有绵长的山脉，山地与平原的分界线较明显，往往比较陡峻、挺拔。而褶皱山往往是一系列背斜和向斜，山岭和谷地相间分布在较宽的河谷地带往往形成山区主要的居民点和农耕区。
板书设计
第2课时
教学过程
导入新课
师上一节课我们学习了褶皱山和断块山，它们都是山岳的重要类型，都是由内力作用中的地壳运动形成的。这节课我们要再认识一种成因不同的山岳——火山。
（播放录像“维苏威火山的喷发”，出示图片“长白山主峰白头山”）
推进新课
师哥伦比亚高原和长白山主峰都是由岩浆喷发而形成的，为什么在地貌景观上大不相同呢？
生喷出口不一样。前者是岩浆沿地壳的线状裂隙流出形成的，而后者是岩浆沿着地壳的中央喷出口或管道喷出而成的。
师对。请看图片，说出火山的结构。
（出示图片“火山示意图”）

生火山由火山口和火山锥两部分构成。火山口是岩浆在地表的喷出口，火山锥是火山碎屑物质和喷出的岩浆在流动过程中堆积而成的锥形体。
师不错。火山的规模大小不等。
（材料）世界最高的死火山：阿空加瓜山。海拔6959米，位于阿根廷境内，被公认为西半球的最高峰。山峰座落在安第斯山脉北部，峰顶在阿根廷西北部门多萨省境，但其西翼延伸到了智利圣地亚哥以北海岸低地。
世界最小的火山：菲律宾八打雁省达加泰镇有一座塔尔湖，湖中央有一座小火山岛，是世界上最小的火山，也称“湖中火山”。
（出示资料“火山的利弊”）
烈焰熊熊、烟尘滚滚的火山爆发，吞噬了大片土地森林，毁坏村庄城镇，给人类带来过巨大的灾难。在过去的500年里，约有几百万人死于火山之灾。
但谁知这大自然之凶神恶煞，也能提供给人类有益的礼品。火山活动搅动了地下炽热的岩浆，冲出地面形成火山岩。这些火山岩浆里饱含着各种矿液，经过一系列复杂的物理化学作用后，凝结富集成多种金属矿产和非金属矿产。像南京的梅山铁矿、安徽马鞍山铁矿、安徽庐枞铁矿和安徽、浙江的明矾石，很多地方的硫铁矿、膨润土矿，中国的四大图章石（福建寿山、浙江昌化、浙江清田、内蒙巴林）……都是火山活动铸造成的，也可说是火山在“地下工厂”中加工的“产品”。
火山是天然的化肥厂。有的活火山地区的居民，尽管那里火山频频爆发，他们仍然冒着生命危险在火山虎口底下居住。问他们为何留恋在此，他们则说舍不得离开这世界上最肥沃的土地。因为火山爆发的火山灰是极好的天然肥料，它含有多种农作物所需的养分。蜚声中外的意大利维苏威火山下，意大利人已在火山附近开了几家大型化工厂，利用火山喷发的气体制造硼酸、氨水和硫酸化合物。利用火山的巨大热能发电是顺理成章的。世界上已有几十座热能发电站。常年被冰雪笼罩的冰岛，已有1/5的家庭通过送来的火山蒸汽取暖供热。冰岛不冰，四季如春，原来也是火山的功劳。
诱人的火山风光，更是当今的旅游资源和疗养胜地的热点。日本的富士山、夏威夷岛的火山群、美国的黄石公园、法国的维希公园，都以其火山景观名噪于世。我国黑龙江省五大连池是在1719年才喷发形成的。那里的火山地貌景观多姿多彩，或孤山独耸，或双峰对峙，或如卧虎，或形如蟒蛇，奇异如此。还有5个明珠般的火山湖。云南腾冲火山群，以各种温泉、泉华等火山地貌闻名于世。
1973年，在日本西之岛毗邻，因海底火山从水下冒出一块陆地，与岛连在一起，日本人马上正式命名为西之新岛，以此增加了0.24平方千米的领土，也是值得高兴的。夏威夷群岛附近的洛伊希火山顶峰，现在还位于海平面以下980米处，但它一直不断地上升，这座活火山一旦露出地面，也将增加一个新岛。
师我们了解了山岳是陆地的主要组成部分，也是陆地的主要骨架，它的分布格局影响和制约着人类的生产和生活，它对我们人类的直接影响就表现在对交通运输的影响。
（板书）山岳对交通运输的影响
师请同学们思考，山区与平原相比，在对交通运输的哪些方面影响不同？
生山岳相对高度大，地势崎岖，交通方式比较单调，交通线路的分布和走向也受较大的制约。
师很好。请结合活动题的第1题，理解为什么在山岳地区优先发展公路而不是铁路？
（生回答，师总结）：从表4.1分析，铁路的最大限制坡度远远小于公路，说明其对地形的要求较高。从表4.2分析，山岳地区修铁路的工程量和造价均比平原、丘陵地区高。综合分析来看，在山区修铁路比较困难，而发展公路相对容易些。
（活动第2题，该题难度属中等，要求学生有较高的地理素养和人文素养，可让学生展开讨论）
（引导学生讨论）
图中有哪些自然因素会对公路选线产生影响？（主要是地貌和水文）
公路选线时是如何处理与这些自然因素的关系的？
（让学生仔细观察：在山区，公路线是如何伸展的？河流对公路的造价有着怎样的影响？）
人口的分布是社会经济因素，对公路线的分布有着怎样的影响？
（参考答案）
（1）公路选线时考虑了地形、河流、沼泽等自然因素。公路在山谷中穿行时，呈“之”形弯曲，减少陡坡的影响，同时道路尽量避开陡坡面；公路跨越河流时需要修建桥梁；公路避开沼泽地。
（2）山区人口主要集中在河谷地带。公路在选线时要尽可能多地联系居民点，方便人们出行，这说明人口和聚落等人文因素，也是公路选线时要考虑的。
课堂小结
本节课我们首先学习了另一种原因形成的山岳。然后结合山岳与平原特点的比较，分析山岳对人类生产、生活的影响。
板书设计
山岳对交通运输的影响
活动与探究
把南昆铁路和京九铁路相比较，课后可以从网上或图书馆查阅资料，比较这两条铁路在单位距离上的造价和各自经过的地形区的差别。

第二节 气压带和风带
从容说课
主要内容包括气压带和风带的形成、北半球冬夏气压中心、气压带风带对气候的影响。
本节课教材在第二章“地球上的大气”中起着关键作用，是承前启后的纽带，教学中应强调三个方面：①气压带和风带的分布是基础知识，重点介绍三圈环流和气压带、风带的形成。不仅是上节课“热力环流”“大气的水平运动——风”等知识的延伸、综合和运用，也是学习和探讨“北半球冬夏气压中心”的基础。这部分内容要注重通过“活动—思考—理解—形成结论—实验制作或实践验证”的形式，引导探究学习。既注重让学生理解高低纬之间的受热不均和地转偏向力是最主要的成因，更强调让学生能够掌握气压带和风带的分布规律，并具备绘图说明其分布规律的能力。在学生熟练掌握了气压带和风带的分布规律后，进一步阐明气压带和风带随太阳直射点的季节移动而发生的季节移动规律。②北半球气压中心冬夏季分布及对气候的影响。主要阐述在海陆分布、地形起伏等因素的影响下，尤其是像北半球在海陆热力性质的差异影响下，在海陆相间的纬度地带原本带状分布的气压带被破坏，变成了块状分布，形成了冬夏不同的气压中心，北半球尤为明显。使学生认识到地球上高低压中心的季节变化，对我国以及世界各地的天气和气候有很大的影响。教材以最典型的东亚气候为例说明了大气环流对气候的影响。③气压带和风带对气候的影响。以案例的形式，通过三种气候类型即热带雨林气候、温带海洋性气候和地中海气候三个案例分析说明了气压带和风带对气候的影响，阐明大气环流这种全球性的有规律的大气运动，是形成气候的重要因素，在不同的气压带和风带控制下的地区会形成不同的气候。旨在让学生理解地理环境各要素相互影响、相互联系的关系。
本节难点较多，如：在30°纬度的高空风向与等压线平行，极地东风与中纬西风相遇时气流运动规律，北半球气压中心冬夏季变化规律，亚欧大陆东岸受季风环流影响而西岸受气压带、风带影响的原因，气压带、风带对降水的影响等，应利用实验演示、多媒体演示、图示分析的方法，引导学生深入探究。
三维目标
知识与技能
1.指导学生绘制气压带和风带分布示意图，从中分析大气运动的规律性，并培养和提高学生绘制原理形成示意图的地理技能。
2.运用海陆热力差异原理进行解释，加强学生对北半球冬夏季气压中心的形成和分布的理解。
3.使学生理解气压带和风带对气候的影响。
过程与方法
1.通过三圈环流模拟演示，培养学生的空间思维能力。
2.通过对海陆分布对大气环流影响的两图示的对比分析，让学生读图思考气压带、风带的分布规律和原因。
3.利用成因分析法引导学生探究气压带和风带对气候的影响机制。
情感、态度与价值观
1.培养学生辩证唯物主义观点。
2.培养学生理论联系实际的能力。
教学重点
1.气压带和风带的分布。
2.北半球气压中心冬夏季分布及对气候的影响。
3.气压带和风带对气候的影响。
教学难点
1.三圈环流示意图的绘制与理解。特别是低纬环流圈中高空气流在30°的纬度处的运动规律，极地东风与中纬西风相遇时气流运动规律，内容较抽象，一般学生较难理解。
2.北半球气压中心冬夏季变化规律。
3.亚欧大陆东岸受季风环流影响而西岸受气压带、风带影响的原因。
4.气压带、风带对降水的影响。
课时安排
2课时（因为本节重难点多，也可根据需要多加一课时）
第1课时
教学过程
导入新课
师前边大家学习了热力环流和大气的水平运动。我们先来回顾一下。什么是热力环流？
生地面冷热不均而形成的空气环流叫热力环流。
师近地面大气的风向主要受哪几个力的影响？
生水平气压梯度力、地转偏向力、地面摩擦力。
师大气时刻不停地运动着，运动的形式和规模复杂多样，既有最简单的热力环流，也有规模很大的全球性运动。那么，全球性的大气运动又是怎样运动？
（板书）第二节 气压带和风带
推进新课
师具有全球性的有规律的大气运动形式通常称为大气环流。它会有什么样的作用呢？
生输送和交换热量。
师大气环流是大气运动的一种主要形式，它促进高低纬度间、海陆间的热量和水汽交换，调整全球的水热分布，促进地球上的水量平衡和热量平衡，也是各地天气变化和气候形成的重要因素。这节课我们首先要学习三圈环流。
（板书）一、气压带和风带的形成
师由于不同纬度地区所得到的太阳辐射是不同的，因而高低纬度间因太阳辐射而产生的热量差异，会驱使大气不断的运动。
下面我们一起先做一个活动。
（活动）P36活动1
看图2.9“理想状况下赤道与极地间的热力环流”
师（强调）假设在地表均匀且地球不自转，也就没有了地转偏向力。由于高低纬度获得太阳辐射不同，在赤道和极地间就会产生温度差异，那么在赤道和极地间会形成怎样的大气运动？
生热力环流。就半球而言，是单圈环流。
师在教材图2.9中标出大气运动的方向箭头，表示赤道与极地间的热力环流，并比较赤道与极地近地面气压的高低。
生（标出大气运动的方向箭头）赤道地面气温高，空气受热上升，使地面形成低压、高空形成高压；极地地面气温低空气下沉，使地面形成高压、高空形成低压。所以，高空的空气由赤道向极地流动，近地面的空气由极地向赤道流动。
（投影）理想状况下赤道与极地间的热力环流示意图（北半球部分）
师（在学生回答后分别显示大气运动的方向箭头、高低气压的位置）
想一想，赤道与极地间的热力环流是否能够维持？
生不能。
师为什么不能？
生因为地球在不停地自转，大气一有水平运动，就会受到地转偏向力的影响，气流方向发生偏转，北半球右偏，南半球左偏。
（过渡）
师很好。地球是不停转动的，而且地球的表面并不是均匀的，因此单圈环流是不存在的。那么全球大气到底是怎么运动的呢？我们仍假设地球表面是均匀的，只考虑高低纬间的受热不均和地转偏向力，以北半球为例分析大气的运动状况。
（逐步投影）三圈环流图及低纬环流立体图（北半球）
三圈环流图及低纬环流立体图
师（讲授，引导学生分析理解）
1.低纬环流
（1）赤道地面气温高，空气受热上升，使地面形成赤道低气压带、高空形成高压；
（2）来自赤道上空向北流的空气受地转偏向力的影响变成自西向东的方向，在北纬30°附近的上空堆积产生下沉气流，形成副热带高气压带。
（3）近地面，大气由副热带高气压带流向赤道低气压带，受地转偏向力和摩擦力的影响，偏转成东北信风。
2.中纬环流和高纬环流
（1）在近地面，从副热带高气压带流向高纬地区的气流在地转偏向力和摩擦力的作用下偏转成中纬西风。
（参照讲授情况补充历史故事：在航海路线上，为了确保安全，常选择稳定的信风带航线，而不走多风暴的西风航线，故称信风带为“贸易风”。第二次世界大战震惊世界的珍珠港事件，日本海军就是大胆地选择了多风暴的西风带航线，出乎意料之外偷袭成功的）
（2）北纬90°由于气温低，盛行下沉气流，近地面形成极地高气压带，气流从高纬流向低纬地区偏转成极地东风。
（3）这两支性质不同的气流在北纬60°附近相遇后，暖轻的气流爬升到冷重的气流之上，形成副极地上升气流，近地面形成副极地低气压带。
（4）北纬60°附近高空形成高气压，气流向南北两方分流，形成中纬环流和高纬环流。
南半球的气流受地转偏向力的影响向左偏，因此相反。
（投影）“地球上的风带和气压带示意图”
师由于三圈环流的存在，在全球共形成了相间分布的七个气压带和六个风带。请大家观察气压带和风带的分布特点，熟练画出气压带、风带分布的简图，并记住其名称。在画图的时候，要注意以下两点：
（1）明确赤道和极地的冷热，确定赤道低压和极地高压的位置，归纳出高低压相间分布的规律，画出七个气压带。
（2）根据水平气压梯度力从高压指向低压，地转偏向力“南左北右”的原则画出六个风带。
生（学生到黑板和在草稿纸上反复操练，指认并画出六个风带和七个气压带）
有南北半球的低纬信风带、南北半球的中纬西风带、南北半球的极地东风带。
赤道低气压带、南北半球的副热带高气压带、南北半球的副极地低气压带、南北半球的极地高气压带。
而且气压带和风带相间分布；南北半球对称分布。
师很好。（引导学生思考）赤道低气压带与副极地低气压带的形成有何不同？极地高气压带与副热带高气压带的成因有何差异？
生赤道低气压带和极地高气压带是由于冷热不均引起的空气运动而形成的，所以是热力原因形成的。副极地低气压带和副热带高气压带是大气运动引起空气质量的变化而形成的，因此这两个气压带是动力原因形成的。
（过渡）气压带和风带在一年内作周期性的季节移动，这是怎么回事呢？
（动画演示）气压带和风带的季节移动
师气压带和风带是怎样有规律的移动呢？
生随太阳直射点的南北移动而移动。春秋分时，所有风带、气压带的位置关于赤道对称。北半球夏半年期间，太阳直射点在北半球，各个风带、气压带的位置都比春秋分日向北偏；北半球冬半年期间，太阳直射点在南半球，各个风带、气压带的位置都比春秋分日向南偏。从夏至日开始，各个风带、气压带向南移动；从冬至日开始，各个风带、气压带向北移动。
师风带、气压带季节移动的原因是什么？
生是太阳直射点随季节变化而南北移动引起的。
（投影）气压带和风带的季节移动示意图。
生（观察气压带和风带各个季节时所在的位置）
师如果黄赤交角为0°，还会有气压带、风带的季节性移动吗？
生不会。因为如果黄赤交角为0°，太阳直射点就一直在赤道上，太阳直射点没有了南北向的季节性移动，气压带和风带也就没有了季节移动。
（过渡）上述气压带和风带的分布，是不考虑海陆分布和地形影响的理想模式。但由于地表是海陆相间分布，海陆热力性质差异使同纬度的陆地和海洋在冬季或夏季温度有明显的差异，因此就使气压带和风带局部断裂，分割成一些高低气压中心。使大气环流实际情况比理想模式要复杂得多。
（板书）二、北半球冬夏季气压中心
师海陆热力性质有什么差异呢？
生海洋热容量大，陆地热容量小。
师那么，冬季，大陆与海洋相比较，哪里的气温低？哪里的气温高？夏季呢？
生大陆增温和冷却比海洋快，同纬度的大陆温度夏季比海洋高，冬季比海洋低。
师下面我们一起来做一个活动。
（投影）教材第39页活动3图示（引导学生按步骤分析）
师同纬度的大陆与海洋相比，陆地热容量小，海洋热容量大，相同的太阳辐射使陆地气温变化大，海洋变化小，相比较冬季陆地降温快，气温比海洋低，夏季陆地升温快，气温比海洋高。
那么，冬季大陆会形成高气压还是低气压？
生冬季大陆会形成高气压。
师为什么？
生冬季陆地降温快，气温比海洋低，空气收缩下沉，空气冷而重，近地面形成高气压。
师夏季大陆会形成高气压还是低气压？
生夏季大陆会形成低气压。
师为什么？
生夏季陆地升温快，气温比海洋高，空气受热膨胀上升，空气暖而轻，近地面形成低气压。
师图中两个空气柱分别位于哪个气压带上？
生冬季空气柱位于副极地低气压带上，夏季空气柱位于副热带高气压带上。
师如果分别以这两个空气柱为中心绘出几条闭合的等压线，气压带还呈带状分布吗？
生不会，图中的气压带会被高低压中心切断。
师由此你得出什么结论？
生这说明海陆热力差异对气压带有重大影响。地球上的气压带会被切成块状分布于大陆和海洋上。
师很好。南半球以海洋为主，气压带基本呈带状。北半球海陆相间分布，冬夏季分别形成不同的高低压中心。
（投影）图示和表格（内容待提问学生后逐个显示）
夏季
冬季
气温
气压
气温
气压
原因
陆地
高
低
低
高
海陆热力性质差异
海洋
低
高
高
低
（投影）1月份海平面等压线分布图和7月份海平面等压线分布图。
生（在老师引导下探究分析归纳）
（投影）表格内容待提问学生后逐个显示
生（回答填表）
亚洲大陆
太平洋
大西洋
7月
亚洲低压
夏威夷高压
亚速尔高压
1月
亚洲高压
阿留申低压
冰岛低压
师高低压中心的季节变化，对世界各地的天气和气候有很大影响。冬季的亚洲高压（也叫西伯利亚高压）和夏季的夏威夷高压（也叫西太平洋副热带高气压）对我国天气的影响就很大。
课堂小结
今天我们学习了三圈环流的形成和分布，又学习了海陆分布对大气环流的影响，知道北半球冬夏季的气压中心。
布置作业：
教材第38页活动2：制作三圈环流模型。（通过自己亲手制作三圈环流模型，搞清楚三圈环流的形成原因）
利用硬纸片制作三圈环流模型。
板书设计
第二节 气压带和风带
一、气压带和风带的形成
二、北半球冬夏季气压中心
亚洲大陆
太平洋
大西洋
7月
亚洲低压
夏威夷高压
亚速尔高压
1月
亚洲高压
阿留申低压
冰岛低压
活动与探究
探究课题：东亚季风
探究内容：
（1）分析东亚冬季和夏季各盛行什么风？形成原因是什么？
（2）讨论东亚冬季风和夏季风在冷暖、干湿性质上有什么不同？判断理由是什么？
（3）举例说明季风给我国带来了哪些影响。
探究办法、过程：学生合作完成
探究结果：小组汇报
1.（1）和（2）共同回答：冬季，东亚盛行来自内蒙古—西伯利亚高压前缘的偏北风，低温干燥，风力强劲；夏季，东亚盛行来自太平洋副热带高压西北部的偏南风，高温、湿润和多雨。海陆热力差异。
2.由于我国广大地区盛行季风气候，因此，从太平洋带来的暖湿气流使我国东部地区降水丰沛，形成了森林、草原景观，农业生产也生机勃勃。例如，长江中下游地区，由于降水丰富，为亚热带常绿阔叶林景观，一年四季，大地呈现出一派绿色，水网密布；而纬度位置大致相同的非洲撒哈拉地区，常年受副热带高压的影响，降水稀少，形成沙漠景观。
大小和雨期长短存在明显差异，呈现出由东南部向北、西北部逐渐减少的趋势，因而对农业生产有重大影响。例如，在长江中下游及其以南地区，由于高温多雨，农作物以水稻为主，一年两到三熟。我国华北、东北以及西北地区东部，降水较少，以旱地农业为主，农作物以小麦为主，其次是谷子、高粱、玉米、大豆、土豆等。
第2课时
教学过程
导入新课
通过上节课的学习，同学们对气压带和风带的分布、移动规律已初步掌握。了解到大气环流能促进高低纬度间、海陆间的热量和水汽交换，是各地天气变化和气候形成的重要因素。一般而言，不同的气压带和风带控制下的地区会形成不同的气候。今天这节课就来一起研究气压带和风带对气候的影响。
（板书）三、气压带和风带对气候的影响
推进新课
（投影）世界气候分布图
师请大家在图上标出全部的风带和气压带
生（一学生指投影回答，其他学生在事先发下的空白图上填图）
（在绘图的基础上，教师通过案例分析引导学生自主探究）
师我们在描述气候特征的时候，要把气候的两个最重要的要素——气温和降水的情况描述清楚。在某一种气压带或风带的控制下，其天气状况单一，其气候特征可用“全年怎么样”来描述。在某两种气压带或风带的交替控制下，其天气状况复杂，其气候特征可用“夏季怎么样、冬季怎么样”来描述。
（板书）（一）单一气压带或风带控制下的气候类型
赤道及其南北两侧，即南北纬10°之间的广大地区，气温会有这么样的特征？
生受太阳辐射强，终年高温。
师赤道地区受哪一个环流控制？
生受单一的赤道低气压带控制。
师赤道低气压带控制地区的大气是怎样运动的？
生盛行上升气流。
师多什么样的天气？
生多对流雨。
师那么赤道及其南北两侧地区的气候特征怎么描述？
生赤道及其南北两侧地区终年受赤道低气压控制，形成了终年高温多雨的气候特征。
师很好，这种气候就是热带雨林气候。
（投影）伊基托斯——热带雨林气候的降水和气温直方图
师读出热带雨林气候的降水和气温值。
生全年皆夏，年平均气温在26 ℃左右，年降水量大都在2000 mm以上。
师热带雨林气候主要分布在世界上哪些地区呢？
生赤道及其南北两侧的亚马孙平原、刚果盆地、马来群岛等地。
（动画演示）热带雨林气候的世界分布（学生再跟随演示指认）
师世界上还有哪些地区只受单一的环流控制？
生（教师引导，小组合作探究）南北回归线至南北纬30°的大陆中西部终年受副热带高压带的控制。
生（教师引导，小组合作探究）南北纬40°至南北纬60°的大陆西岸终年受来自海洋的西风控制。
师很好。南北回归线至南北纬30°的大陆中西部终年在副热带高压带的控制下，大气是怎样运动的？
生气流下沉。
师会是怎样的气候特征？
生终年高温少雨。
师这种气候叫热带沙漠气候。
（投影）开罗——热带沙漠气候的降水和气温直方图
（学生读图说出降水和气温值）
师热带沙漠气候主要分布在世界上哪些地区？
生主要分布在非洲北部的撒哈拉、西亚阿拉伯半岛、印度河流域、墨西哥、西南非洲、澳大利亚的中西部、智利北部和秘鲁等地区。（同时动画演示）热带沙漠气候的世界分布。
师终年在来自海洋的西风影响下，南北纬40°至南北纬60°的大陆西岸会是怎样的气候特征？
（投影）伦敦——温带海洋气候的降水和气温直方图
生受海洋湿润气流的影响，终年湿润，年降水量在700—1000 mm，气温年较差小。
师这种气候叫温带海洋气候，温带海洋气候的特征可以描述为：冬不冷、夏不热，全年降水均匀。温带海洋气候主要分布在世界上哪些地区？
（动画演示）温带海洋气候的世界分布
生主要分布在欧洲西部、北美洲美国和加拿大两国交界两侧的西海岸、南美洲的智利南部、澳大利亚的塔斯马尼亚岛、新西兰的南北二岛。
（过渡）
师非常好。我们知道太阳直射点的南北移动会带来风带和气压带的南北移动，这样就会有一些地区夏季受某环流的影响，而冬季又会受另一种环流的影响，下面我们再一起来探讨在某两种气压带或风带交替控制下的气候有什么特征。
（板书）（二）在两种气压带或风带交替控制下的气候类型
（投影）世界气候分布图，标示风带和气压带
（动画演示）南北纬10°—南北回归线之间的区域，南北纬30°—40°的大陆西岸。
师南北纬10°—南北回归线之间的区域因为离赤道较近，故全年高温。看北纬10°—北回归线之间的区域，在夏季哪个环流会移动到这儿呢？会带来什么影响？在冬季哪个环流会移动到这儿？又会带来什么影响？
生夏季赤道低气压会移动到这儿并控制这个地区，会带来丰富的降水；冬季副热带高压带和信风带会控制这个地区，降水稀少。
师这就是热带草原气候。
（投影）——热带草原气候的降水和气温直方图
师看图分析热带草原气候的特征。
生全年高温，夏半年降水多，冬半年干燥。
师正确。热带草原气候有干湿两季。请你找出主要分布的地区。
（动画演示）热带草原气候的世界分布。
生分布在热带雨林气候的南北两侧。
（投影）世界气候分布图，标示风带和气压带。
师很好。再看世界气候分布图（已标示风带和气压带），南北纬30°—40°的大陆西岸。在夏季哪个环流会移动到这儿呢？会带来什么影响？在冬季哪个环流会移动到这儿？又会带来什么影响？
生夏季受副热带高压控制，气流下沉，炎热干燥；冬季西风带南移并影响这一地带，暖湿多雨。
师正确。这种气候在哪儿最典型？
生地中海沿岸地带。
师很好。这就是地中海气候。看图回答，主要分布在哪些地区呢？
生地中海沿岸地带、北美洲的加利福尼亚沿海、南美洲的智利中部、非洲南端的好望角地区、澳大利亚的墨尔本周围和帕斯周围。
师有哪些代表性的城市？
生罗马、雅典、伊斯坦布尔、旧金山、洛杉矶、圣地亚哥、墨尔本、帕斯、好望角、开普敦等。
师这是唯一一种夏干冬湿的气候类型，大家要认真理解记忆。
（过渡）前边我们探讨的五种气候类型都分布于大陆的西部或中西部，大陆东部的气候类型有什么分布规律呢？
师气压带和风带是气候形成的重要因素，但不是唯一的因素。一个地方气候的形成是太阳辐射、大气环流、海陆分布、地形、洋流等因素综合影响的结果。
上节课我们请大家课后完成“活动4”。请几个同学来谈谈大陆东部的气候类型、成因、分布及其特征。
（投影）1月、7月亚洲季风图

（引导学生分析、理解亚洲的季风气候）
生由于海陆热力性质差异，冬季亚洲大陆气温低形成亚洲高压，太平洋北部形成阿留申低压。夏季亚洲大陆气温高形成亚洲低压，太平洋形成夏威夷高压。
生东亚地区——冬季，东亚盛行来自内蒙古—西伯利亚高压前缘的偏北风，低温干燥，风力强劲；夏季，东亚盛行来自太平洋副热带高压西北部的偏南风，高温、湿润和多雨。
生以我国的秦岭—淮河一线为界，分为温带季风气候和亚热带季风气候。
生温带季风气候夏季高温多雨，冬季寒冷干燥。
生亚热带季风气候夏季高温多雨，冬季低温少雨。
生南亚和东南亚地区——热带季风气候——夏季随着太阳直射点移动到北半球，东南信风会越过赤道进入北半球，并向右偏转成西南季风，影响大致位于北纬10°至北回归线之间的南亚和东南亚地区，带来丰富的降水。冬季在因海陆热力性质差异形成的亚洲高压和赤道低压之间存在较强的气压梯度，给本地带来干燥的东北季风。
师刚才大家分析得很准确。在南北纬 25°—35°大陆东岸，即北美洲美国的东南部、南美洲的东南部、澳大利亚的东南部也有类似于东亚亚热带季风气候的亚热带季风性湿润气候。成因也是海陆热力性质差异。请大家在地图上找出来。
（同时动画演示）亚热带季风性湿润气候的分布区
生（指认亚热带季风性湿润气候的分布）
师我们了解了大陆东西两岸的气候类型。想想看，中纬度大陆中部的气候会主要受什么因素的影响呢？
生大陆中部远离海洋，海洋水汽难以到达，全年降水稀少；陆地的热容量小，夏季升温快，冬季降温快，冬夏温差大。
师正确。这就是温带大陆性气候。距海洋近一些的地方降水稍多，植被以草原为主，是温带草原气候；深居大陆内部的地区，降水更少，植被不表现为荒漠，是温带沙漠气候。纬度较高的亚欧大陆北部和北美大陆北部分布有亚寒带针叶林气候，冬季严寒，夏季温暖，气温年较差大，全年降水较少，但因蒸发弱，仍为湿润地带。亚寒带针叶林气候也属于温带大陆性气候。
也请大家在地图上找出来。
（同时动画演示）温带大陆性气候的分布区
生（指认温带大陆性气候的分布）
师极地地带该会是怎样的气候呢？
生冬季酷寒，全年气温低，降水稀少，夏季短促。
师极地气候可分为两种，即苔原气候和冰原气候。
请大家在地图上找出来。
（同时动画演示）极地气候的分布区
生（指认极地气候的分布）
要特别注意：除南极洲外，各大洲都有分布的气候类型只有地中海气候。
我们也分析了其他因素形成的气候类型。下面请大家做一些巩固练习。
练习：填表
气候类型
特点
分布
成因
热带雨林气候
终年高温多雨，没有明显的季节变化
赤道附近的亚马孙平原、刚果盆地、马来群岛等地
所处纬度最低，终年受赤道低气压带控制
地中海气候
夏季炎热干燥，冬季温和多雨
南北纬 30°—40°大陆西岸
夏季受副热带高压控制，冬季受西风带控制
温带海洋性气候
冬季温和、夏季凉爽，年温差小，降水多且分配均匀
南北纬 40°—60°大陆西岸
终年受西风带控制
热带草原气候
全年高温，有明显的干湿季变化
分布在热带雨林气候的南北两侧
夏半年受西风带控制，冬半年受信风带控制
亚热带季风（季风性湿润）气候
夏季高温多雨，冬季温和少雨，四季分明
南北纬 25°—35°大陆东岸
海陆热力差异
学生回答后：（投影答案）
课堂小结
刚才我们主要探讨了气压带和风带对气候的影响，知道：在单一的气压带或风带的控制下形成的气候有三种：热带雨林气候、热带沙漠气候和温带海洋性气候；受气压带和风带的季节移动影响而形成的气候类型有三种：热带季风气候、热带草原气候、地中海气候。
板书设计
三、气压带和风带对气候的影响
（一）单一气压带或风带控制下的气候类型
位置
气候类型
气候成因
气候特点
热带
赤道附近南北纬10°之间
热带雨林气候
地处赤道附近，终年受赤道低气压带控制
终年高温多雨
南北回归线—南北纬30°大陆中西部地区
热带沙漠气候
受信风带和副热带高压带控制
常年炎热干燥
温带
南北纬40°—60°大陆西岸
温带海洋性气候
终年受西风带控制
冬不冷，夏不热，终年降水均匀
（二）在两种气压带或风带交替控制下的气候类型
位置
气候类型
气候成因
气候特点
热带
南北纬10°—南北回归线之间大陆中西部地区
热带草原气候
受赤道低压带（夏）和信风带（冬）交替控制
终年高温、干湿季明显
亚热带
南北纬30°—40°大陆西岸
地中海气候
受副热带高压带（夏）和西风带（冬）交替控制
夏季炎热干燥，冬季温暖多雨
活动与探究
探究课题：活动5——比较欧洲大西洋沿岸地区与北美太平洋沿岸地区温带海洋性气候分布的差异。
探究内容：比较欧洲大西洋沿岸地区与北美太平洋沿岸地区温带海洋性气候分布的差异。
探究办法、过程：让学生利用教材提供的图独立完成。提出如下问题检查学习效果：
（1）概括欧洲大西洋沿岸地区与北美太平洋沿岸地区温带海洋性气候分布的差异（从两个方面来思考：一个是最北达到的纬度，一个是东西跨越的范围大小）。
（2）根据图中的地形分析，从地形的角度看两个地区地形有什么不同？地形是如何影响气候的？
（3）提供洋流图，教师浅释北大西洋暖流与阿拉斯加暖流的不同。说明洋流对气候影响程度有什么差异。
探究结果：小论文
参考答案：欧洲大西洋沿岸地区，温带海洋性气候分布范围较大，而且向纵深发展；北美太平洋沿岸地区，温带海洋性气候分布范围相对较小，而且呈南北狭长分布。这两个地区的气候都受到西风带的控制，但是在北美太平洋沿岸，西风受到科迪勒拉山系的阻挡，加之洋流的影响，使温带海洋性气候呈南北狭长分布。
第二节 自然地理环境的差异性
从容说课
地理环境的整体性是相对的，而差异性才是绝对的。地球表面不可能找到两个完全相同的地区，只有相似的地区。地理环境的差异性体现在不同的空间尺度上，可以是地域性的，也可以是全球性的。教材主要剖析了陆地环境的地域分异规律，主要表现在三个方向上的变化。其中从赤道到两极的地域分异规律和从沿海到内陆的地域分异规律都属于水平方向上的分异规律，还有山地的垂直地域分异规律。该部分内容较为抽象，教师教学时可选取恰当的视听资料来帮助学生建立感性认识，以更好地理解陆地环境的地域分异规律。如教学“从赤道到两极的地域分异规律”时，可选取我国南北向的大铁路——京九线沿途景观的变化让学生体会这种景观的过渡是由热量的变化而引起的，教学“从沿海到内陆的地域分异规律”时，可选取我国东西向的大铁路——陇海线沿途景观的变化，使学生理解从森林—草原—荒漠的景观变化是由于水分的差异而引起的。在教学“山地的垂直地域分异规律”时，可选取不同纬度、不同海拔高度的山体在一起比较，引导学生讨论：为什么这些山体的垂直带谱丰富程度相差很大？最后得出结论，山地的垂直地域分异规律跟山地的高度以及山地所处的纬度有关，并深刻理解这种现象的地理成因。通过本节内容的学习，使学生初步学会立体、动态地分析地理事物之间的内在联系。
三维目标
知识与技能
1.懂得地域差异在自然地理环境中是普遍存在的。
2.了解区域差异有不同的空间尺度，能用地图解释陆地上不同的自然带。
3.会分析地域分异规律的形成和表现。
4.了解人类怎样利用地域分异规律。
过程与方法
1.自主学习，读图分析讨论法。
2.探究与活动，理解地理环境的差异性。
3.利用景观图片分析地理环境的差异性。
情感、态度与价值观
树立地理环境的差异性无处不在的思想，因此在利用自然中要做到因地制宜。
教学重点
1.地理环境的差异性的空间尺度。
2.地理环境的差异性的变化规律。
教学难点
陆地环境的地域性分异规律。
课时安排
2课时
第1课时
教学过程
导入新课
[复习提问]
1.自然地理环境的整体性产生的根本原因？
答：地理要素间进行着物质与能量的交换。
2.自然地理环境的两个整体功能是什么？
答：生产功能和平衡功能。
3.自然地理环境整体性的两个表现是什么？
答：自然地理环境具有统一的演化过程、地理要素的变化会“牵一发而动全身”。
(出示景观图片“西双版纳热带雨林”和“内蒙古草原”)（经济发达地区的教师也可将不同学生在旅游中所看到的不同的自然风光、自然景观作对比）

师这两幅风光迥异的图片说明了自然地理环境具有什么特点？
生自然地理环境具有差异性。
师对。我们刚刚学习了地理环境的整体性，但自然地理环境还具有另一个特点——差异性。
（板书）第二节 自然地理环境的差异性
推进新课
师从整体上看，全球的地理环境是一个统一的整体，但上面两幅图的差异又说明了这样一个问题：地球表面各地之间又存在着明显的地域差异。事实上，地域差异在自然地理环境中是普遍存在的，自然地理环境中只有相似的区域，但不可能存在两个自然状况完全相同的区域。
(出示图片“五带的划分”)
师这反映了自然地理环境中哪个因素在空间上的分异？
生温度。
师这种分异的尺度范围是什么？
生全球性的尺度。
师对。我们在旅行中所感受到的其他地区和我们家乡的差异所体现的是陆地环境的地域分异，这种地域分异的规模比全球性的地域分异规模小。
（提问）陆地上为什么会形成不同的气候类型？
生由于各地所处的纬度位置、海陆位置不同，所产生的热量和水分的组合不同，因此形成了不同的气候类型。
师请说一说，西双版纳的热带雨林中动物、植物都有着怎样的特点。
（生讨论，师总结）在热带雨林中，长年高温多雨，植被常绿，树种繁多，层次复杂，生长茂盛，林内藤本植物纵横交错，附生植物随处可见。森林中的动物种类丰富多样，但茂密的森林使动物行走不便，因而地面上几乎没有善长奔走和长跑的动物，而多营巢树栖、攀缘生活、耐湿热的动物。
师那么在内蒙古大草原上动、植物又有着怎样的特点呢？
（生讨论，师总结）在内蒙古大草原上，典型植被为草类，耐干旱，根系发达。草原开阔而平坦，动物善于奔跑以逃生或捕食。
师从对以上分析知道，自然地理环境有着明显的地域差异性，但在某一地域范围内又表现为景观上的一致性，自然环境的整体性和差异性是辩证统一的。
(出示图片“世界陆地自然带的分布”)
师请同学们结合刚才的分析并观察这幅图片，归纳出“自然带”的概念。
生在陆地上，由相应的气候、植被和土壤共同形成了一种地域组合，在空间上具有一定宽度、呈带状分布的现象。
师很好。从这幅图上我们可以看出，陆地自然带的分布是有规律的。
(出示图片“热带雨林景观”和“苔原景观”)

师请分析造成这两种景观差别的主要因素是什么，为什么。
生热量因素。从赤道到两极太阳辐射逐渐递减，热带雨林分布在赤道地区，苔原分布于高纬度的寒冷地区。
师对。受这种热量由赤道向两极递减的影响，地表景观和自然带沿纬度变化的方向，从赤道到两极有规律地更替。请同学们仔细观察图5.6，找一找哪些自然带横穿整个陆地？说一说在低、中、高不同纬度自然带的分布有何特征？
生苔原带、针叶林带、热带雨林带都是横穿整个陆地的。
师这三个自然带的分布有什么规律？
生苔原带和针叶林带在高纬度地区，热带雨林带分布在低纬度地区。
师自然带在中纬度地区的分布有着怎样的特点？为什么？
生在中纬度地区主要是受到海陆分布的影响。自然带并不像低纬度和高纬度地区那样横穿整个陆地，而是在大陆东岸、西岸和内部形成了三种不同的组合。
师对。请同学们仔细观察“世界陆地自然带分布图”，说一说在中纬度大陆东岸自然带的组合类型。
生在中纬度大陆东岸纬度从低到高依次是亚热带常绿阔叶林带、温带落叶阔叶林带、针阔混交林带。
师在中纬度大陆西岸自然带有着怎样的分异规律？
生在大陆西岸纬度从低到高依次为亚热带常绿硬叶林带、温带落叶阔叶林带。
师对。请同学们看“世界陆地自然带分布图”并回忆气候的相关知识，思考：亚热带常绿硬叶林带对应着什么气候类型？它和同纬度的大陆东岸自然带类型的区别是什么？
生亚热带常绿硬叶林带是在地中海气候下发育的植被类型，而同纬度大陆东岸是亚热带常绿阔叶林带。
师那么请大家思考，为什么会出现这种差别呢？
生大陆东西两岸气候类型不同。
师具体说有何不同呢？
生地中海气候夏天炎热干燥，冬天温和多雨；亚热带季风气候夏天高温多雨，冬天寒冷干燥。
师不错。（出示图片亚热带常绿硬叶林代表植物——橄榄的叶子和果实特征，和亚热带常绿阔叶林树种外表特征作分析比较）
师请大家观察比较这两种气候下生长的植被，在外在特征上有何不同？讨论：它们各自是怎样适合气候的？
（生讨论，师总结）地中海气候夏天炎热干燥，植物为了减少蒸腾作用大量散失水分，所以为了适应这种气候，硬叶林带的植物通常皮厚叶小，表面有腊质，果实的皮也较厚；亚热带常绿阔叶林植物的叶片较大，表面也无腊质，原因是这里的气候特征是雨热同期，植物有足够的水分供应蒸腾作用。
师中纬度的大陆内部又有着怎样的组合类型呢？
生有着两种组合。中部的亚热带和温带荒漠带、两侧的热带草原和温带草原。
师对。这种从赤道向两极的地域分异是以热量为基础的，当然也有水分条件的参与。
课堂小结
自然地理环境的差异性是十分明显的，这种差异性是有规律的。我们这节课主要是认识到其差异性。
板书设计
第2课时
教学过程
导入新课
复习：1.自然地理环境为什么存在地域差异性？
答：陆地上不同地区所处的纬度位置、海陆位置不同，形成不同的水热组合—气候类型。不同的气候类型又对应着与之统一的植被和土壤类型。
2.在由赤道向两极的地域分异规律下，哪些自然带是横穿整个大陆的？它们分布在什么纬度？
答：高纬度的苔原带、针叶林带和低纬度的热带雨林带横穿整个陆地。
3.在中纬度地区自然带的分布有着怎样的规律？
答：在大陆的东岸、西岸和大陆内部各自形成了特定的组合。在东岸是亚热带常绿阔叶林带、温带落叶阔叶林带与针阔混交林带；西岸是亚热带常绿硬叶林带、温带落叶阔叶林带；大陆内部中部为亚热带和温带荒漠带及两侧的热带草原和温带草原带。
推进新课
师这种从赤道向两极的地域分异规律，是以热量为基础的。同学们长途旅行过吗？现在让我们沿着中国东西向的铁路大动脉——陇海铁路做一次旅行。
(出示图片“陇海铁路”)
（在陇海铁路东端、中部、西端相应的地方各出现一幅典型景观图）
(东端动画出示图片“温带落叶阔叶林”，中部出示“温带草原”，西端出示“温带荒漠”)
师请同学们思考，沿陇海铁路为什么会出现这样的三类景观的更替？
（生讨论，师总结）
从沿海向内陆，由于受海洋水汽影响的程度不同，干湿状况差异很大，自然景观呈现出森林带—草原带—荒漠带的有规律的变化。
师这种变化在什么纬度体现得最明显？
生中纬度。
(活动)
我国西北地区生态建设中，有人主张造林，有人主张种草，也有人建议种植灌木。请讨论，哪种主张较合理，并说明理由。
（生讨论）
师为什么我国东部地区生长的典型植被是高大的树木，而西部地区则是以草原和荒漠景观为主？
生水分条件不同。东部地区水分充足，而西部地区水分缺乏。
师对。森林、草原、荒漠植被三者对比，它们生长的速度有何不同？为什么？
生森林生长得最快，因为单位土地面积上叶片总面积最大，光合作用的产物最多。荒漠植被单位土地面积上的叶片总面积最小，光合作用的产物最少，因此生长得最慢。草原介于森林和荒漠植被两者之间。
师事物都是辩证的，森林虽然生长得快，可单位土地面积上叶片总面积最大，耗水量也最多。荒漠植被单位土地面积上的叶片总面积最小，需水量也最少，草原的需水量则介于森林和荒漠植被两者之间。那么，在我国西部地区生态建设中究竟应该种植什么呢？
生不一定。
师为什么？
生因为西部地区也因地区的不同而具有不同的水分条件，要结合当地情况具体问题具体分析。
师很好!北京奥运提出的口号是“绿色奥运”。有人建议在北京大量种植常绿阔叶树种，请同学们结合北京的气候和所处的自然带，想一想，这样做合适吗？
生北京是温带季风气候，属于温带落叶阔叶林，因此在北京的绿化中，应该以种植温带落叶树种和适应温带地区的草类植物为主。常绿阔叶树种不能很好地适应北京的气候，成活难度大，养护费用会很高。
师对。因此在生态建设中应该尊重自然规律，因地制宜，这样才能更科学地建设和保护环境。
（过渡）从赤道向两极的地域分异和从沿海向内陆的地域分异都是水平方向的分异规律。在地球表面上有许多高大的山岭，随着海拔的变化，从山麓到山顶的水热状况差异很大，从而形成了垂直气候带，自然景观也相应地呈现垂直分布规律。
师请同学们看P98“活动”，分析为什么喜马拉雅山南北坡的垂直带谱有着很大差异？
（生思考讨论）
师查看地图，请说一说喜马拉雅山的纬度大约是多少，属于什么气候带。
生大约处于北纬30°，属于亚热带气候。
师对。这里平地上应该是怎样的植被景观？
生亚热带常绿阔叶林。
师对。喜马拉雅山南坡和北坡的山麓地带为什么自然带不同？
生南坡山麓的海拔低，只有1000米左右；而北坡的山麓海拔高，达4000米。
师除了这个原因，还有其他原因吗？
生有。南坡处于北印度洋夏季风的迎风坡，降水量大，而北坡处于背风坡。
师很好。为什么南坡的自然带谱比北坡丰富得多？
生因为北坡相对高差小，而南坡相对高差大，水热变化的空间大，因此南坡的自然带谱比北坡的复杂得多。
师很好，而且南坡的纬度也比北坡低。综合以上原因，所以南坡自然带谱较北坡复杂。
师查看地图，思考为什么乞力马扎罗山自然带谱非常丰富？
生乞力马扎罗山的纬度很低，山麓属于热带草原，海拔高，水热状况垂直变化明显。
师对。因此，山麓与水平带是一致的，山地所处的纬度越低，海拔越高，垂直自然带的数目就越多，垂直带谱也就越完整。
(P99“阅读”)
师农业生产为什么要因地制宜？
生自然环境的地域分异要求农业生产要因地制宜。
师我国自南向北、自东向西在气候要素上有着怎样的变化？这种变化如何影响我国的农业的地域差异？
生我国自南向北热量条件越来越差，自东向西降水越来越少，这种热量和水分条件自东南向西北的逐渐变化，引起了我国自东南向西北动植物种类、生长期、耕作方法等也发生相应的变化，生产力也呈现地域性差异。
师对。在我国贵州有“地无三里平，天无三日晴”的说法，为什么？对农业有着怎样的影响？
生贵州地处我国云贵高原，垂直高差显著，气温和水分随海拔的升高而逐渐变化，水热的垂直差异使土地形成了立体利用。
师对。
课堂小结
通过学习，我们了解了自然地理环境有地域差异，陆地环境的地域分异具有规律性。请大家用一幅简略图总结本节的知识结构。
第四节 全球气候变化
从容说课
主要内容包括全球气候在不断变化之中、全球气候变化的可能影响、气候变化的适应对策。
“全球气候在不断变化之中”的教学要使学生明白气候变化是长时期大气状态变化的一种反映，了解气候变化的主要表现，知道区域性气候的变化要比全球性变化复杂得多。全球气候变暖是第一部分内容的核心。人为因素在全球气候变暖中的作用，也越来越被人们重视；但全球气候变化是一个自然规律，人为因素在其中起着加速或延缓的作用。因此，要正确地分析人类在气候变暖过程中所能起的作用，包括正面的和负面的作用，首先应该从宏观背景上了解气候变化大的规律，从而在尊重自然规律的前提下，规范我们自己的行为。教材中列举了不同时间尺度的气候变化情况，这是本节的一个重点，为的是说明一个问题：全球气候是在不断变化之中的。
“全球气候变化的可能影响”的重点在“影响”上，而有些影响可能尚未发生，是预测性的。教材中主要讲了以下几个方面的可能影响：沿海低地可能被淹、不同地区的农作物产量可能有减有增、自然灾害的频次和强度可能会增强、水资源的不稳定和供需矛盾可能会增加。围绕这个内容，教材还设计了一个“活动”，选择了一个“案例”，以增强思考性和实证性。“活动”的设计比较开放，一方面通过科学家的预测，扩展了教学内容；另一方面给学生提供了部分预测的线索，让他们自主探究。“案例”的选择，事实材料比较具体，让学生能够理解。但全球气候变化后果的巨大和严重性是宏观、大范围而又不易觉察的变化，容易让学生感到与己无关。
“气候变化的适应对策”的教学中，要让学生了解气候变化是一个不可抗拒的自然规律，人类应该积极地去适应它，并在尊重自然规律的前提下，采取应对措施。人类对气候变暖的影响，主要是通过生产活动中向大气排放温室气体而施加的，因此，教学要从如何减少二氧化碳谈起，“活动”的设计也应围绕着这个主题。
三维目标
知识与技能
1.通过资料认识全球气候一直处于波动变化之中并呈现一定的变化周期。
2.举例说明全球变化对人类活动的影响。
3.了解人类对全球气候变化的对策。
过程与方法
1.初步学会通过多种途径、运用多种手段收集有关的气候资料，并将气候变化资料进行整理分析运用在地理学习过程中。
2.从不同温度带的代表性气候变化，去发现问题，并以小组的形式合作开展调查、研究，探究解决目前气候变化的应变措施与对策。
情感、态度与价值观
1.培养学生尊重自然规律、积极地适应自然规律，并在尊重自然规律的前提下改造自然的观念。
2.激发学生探究地理问题的兴趣和动机，提高地理审美情趣。
教学重点
1.全球气候在不断变化。
2.全球气候变化的可能影响。
3.气候变化的适应对策。
教学难点
1.历史时期和19世纪末以来气候的变化。
2.全球气候变化的可能影响。
课时安排
1课时
教学过程
导入新课
（投影）珠峰、岛国图瓦卢的美丽海岸线、企鹅照片
师据报道，南极地区的阿德利亚企鹅数目从1975年的1.5万对减少到目前的9000对左右。你们知道这与什么因素有关吗？
生（学生回答）
师在南极考察的美国科学家指出，此类企鹅通常喜欢在海面浮动冰山的顶部群居生活。据统计，南极的平均气温近50年来升高了2.5 ℃，导致浮动冰山顶部的大量积雪融化，淹没了企鹅赖以产卵和孵化幼仔的地方，导致企鹅数量剧减。
据新华社沈阳2003年9月14日电（记者张玫、沈科）中国科学家测量发现，世界之巅——珠穆朗玛峰峰顶覆盖的千年积雪30余年来正在不断融化变薄。使珠峰的雪面高程33年持续下降了约1.3米。
2004年2月19日拍摄的照片显示了南太平洋岛国图瓦卢的美丽海岸线。这个四季风景如画的南太平洋小国目前正面临被海水吞没的危险。
世界最高峰珠峰雪面高程出现持续下降，世界上海拔最低之一的岛国图瓦卢却因海平面升高而面临“灭顶之灾”，造成两地变化的原因是什么？其实，不仅这几个地区，近年来气温升高，全球气候都有变暖的趋势。
这就是我们这节课研究的主题：全球气候变化。
（板书）第四节 全球气候变化
推进新课
师气候变暖问题已经成为全球变化的热点问题，引起了世界各国的高度重视。著名的《京都议定书》就是针对气候变暖而制定的全球性文件。我们对气候变化感觉不明显，因为气候变化是长时期大气状态变化的一种反映。课前请同学们向自己的家长或熟悉的老年人作了一些调查，他们对气候变化的感受是怎样的？
生从前河里的水在冬季结冰很厚，而现在冬季结冰较薄，说明现在比过去气温升高了。
师大家思考这样的问题，地球上的气候从古到今是不是都是这样的呢？
生不是。
师全球气候处在不断的变化之中，而且还将继续发生变化。
（板书）一、全球气候在不断变化之中
师气候的变化主要表现在哪些方面？
生主要表现在不同时间尺度的冷暖或干湿变化。
师20多亿年来地球气候的变化分为哪三个阶段？
生时间跨度大，变化周期最长的气候变化称为地质时期的气候变化；距今1万年以来的气候变化称为历史时期的气候变化；最近一二百年有气象观测记录时期的气候变化叫做近代气候变化。
师20多亿年以来的地球气候，冷暖干湿相互交替，变化的周期长短不一。那么全球气候发生了什么样的变化？
（投影）P49图2.25和图2.26
师请大家看图2.25。图示的时间段为过去1万年。图中的纵横坐标分别是什么？请你解读这个图示。
生（合作探讨）横坐标是指距今的年代，纵坐标是气温变化数值。图中展示了1万年来气温的变化（实线）与20世纪初期气温（虚线）的差值。
师通过读图你能得出什么结论？
生（合作探究）气温变化呈波动上升。
师气温变化曲线说明了气候不断变化的事实。再请大家看图2.26，通过读图你能得出什么结论？
生近百年来，气温曲线呈上升趋势。
师很好。如果从图2.25中取近百年这个时段来看，气温曲线呈上升趋势，但看不出波动。如果把这个“放大”，如图2.26，就可以看到气温仍然是波动上升的，1860年以来，全球平均气温升高了0.6℃。将这两幅图对照，可以看出，这反映了教材中讲的“长时期尺度的气候是较短时间气候状态的背景和分析依据，而小尺度气候变化反映了长时期尺度气候变化中的细节”。
师下面大家做第49页读图思考：确定全球近百年来两次明显升温的大致时期。
生（合作探究）图中可看出，气温有两次高峰，一次出现在20世纪40年代，一次出现在20世纪90年代。
师由此可以看出，气候的确是在不断变化的。
请大家阅读“我国近百年来的气候变化”的内容，说明气候变化的特点。
生（阅读，讨论，回答）
师大家阅读的内容说明：全球气温的升高并不是每个地区都发生。例如，我国北方地区气温增高比较明显，而有些地区（如我国长江流域一带）气温上升并不明显，甚至下降。这说明区域性气候的变化要比全球性气候变化复杂得多。
下面我们再一起做P50活动1。
（投影）图2.27“近现代全球年平均气温变化曲线”
思考下列问题：
（1）单纯考虑自然因素得到的气温模拟结果，能否解释近50年来的气候变暖问题？为什么？由此你将得出怎样的结论？
（2）近现代气候变化主要受哪两方面因素的影响？对于近50年来的气候变暖，哪方面因素起主导作用？收集相关资料，说明该因素是通过什么方式促使气候变暖的。
生（分组合作探究）
（1）单纯考虑自然因素的气候模拟结果，不能解释近50年来气候变暖问题。因为实际的气温变化曲线，比自然变化模拟值高很多。由此可知，影响气候变暖的因素不仅有自然因素，还有其他因素，可以概括为人为因素，而且人为原因的作用较大。
（2）近代气候变化主要受自然因素和人为因素的共同影响。近50年来人为因素起主导作用。
师课前我们大家通过收集相关资料，请你分析近50年来的气候变暖的人为原因可能有哪些。
生近50年来的气候与人类大量使用矿化燃料和破坏森林有关。
（过渡）
师全球气候在不断的变化，这可能会带来哪些影响？
（板书）二、全球气候变化的可能影响
（投影）图2.28“因海平面上升而受到威胁的海岸”
师这幅图说明了什么问题？
生全球气候变暖会带来海平面上升。
师气候变暖为什么会带来海平面上升？
生气候变暖会使冰川融化，海水热膨胀，所以海平面上升。
师很好。冰川融化、海水热膨胀导致海平面上升是长期而缓慢的。许多科学家预测，到2100年，全球海平面将会上涨88厘米。海平面的上升会带来什么样的后果？
生海平面的上升会改变海岸线，给沿海地区带来巨大影响，海拔较低的沿海地区将面临被淹没的危险。
师我们前边投影的照片显示了南太平洋岛国图瓦卢的美丽海岸线。这个四季风景如画的南太平洋小国目前正因海平面升高而面临被海水吞没的危险。图瓦卢将因此成为全球第一个因海平面上升而进行全民迁移的国家。
全球气候变暖对人类会产生什么影响？
生影响农业的生产。全球气候变暖预示着积温增加，生长期延长，对提高农作物产量无疑是有利的。但是，温度升高往往伴随着干旱的加重，造成供水不足，这又会使作物减产。
师大家看书，看看气候变暖对不同地区农业的影响是怎样的，并分析里面道理。
生就地区而言，位于低纬度的大部分国家，农作物的产量将减少。而位于高纬度的国家，农作物产量有可能增加。由于不少发展中国家位于低纬度地区，因此，气候变化的这种区域差异性，可能会使发展中国家所面临的问题更严峻。
师全球气候变暖对水循环过程会产生什么影响？
生会使蒸发加大，改变区域降水量和降水分布格局，增加降水极端异常时间的发生。导致洪涝、干旱灾害的频次和强度增加，以及地表径流发生变化。随着径流减少，蒸发增强，全球变暖将加剧水资源的不稳定性雨供需矛盾。
（过渡）
师刚才我们一起学习了全球气候变暖可能会带来三个方面的影响，对人类有有利的方面，但许多是不利的。我们应该如何应对气候变暖，化害为利？下面我们一起来学习今天的第三个内容：气候变化的适应对策。
（板书）三、气候变化的适应对策
师气候变化是一个不可抗拒的自然规律，人类应该积极地去适应它，并在尊重自然规律的前提下，采取应对措施。因此这段内容的标题加注了“适应”二字。
人类对气候变暖的影响，主要是通过什么途径产生的？
生主要是在生产活动中向大气排放温室气体。
师我们来看P53活动3。
（投影）活动3背景资料内容
师思考：大气中温室气体增加的途径主要有哪几个？
生主要有两个。一是由于人口的剧增和工业化的发展，人类社会消耗的煤炭、石油和天然气等化石燃料急剧增加，化石燃料燃烧产生大量的二氧化碳进入大气，使大气中的二氧化碳浓度增加。二是森林毁坏使被植物吸收利用的二氧化碳的量减少，造成二氧化碳被消耗的速度降低。
（投影）思考题
（1）你认为应该采取哪些措施减少大气中二氧化碳的数量？
（2）与同学讨论：应当采取哪些措施削减二氧化碳的排放量？
师请大家先阅读第54页的“阅读”部分：气候变化的适应对策，再来回答。
生（1）（合作探究，答案开放）制定适当的能源发展战略；逐步稳定和削减温室气体排放量；增加吸收量。
生（2）（分别详尽叙述）……
师还有哪些适应对策？
生培养农作物的品种、调整农业生产结构、规划和建设防止海岸侵蚀的工程等。
生政策手段：对温室气体排放实行直接控制，应用经济手段，鼓励公众参与。
生技术手段：节能技术、生物能技术、二氧化碳固定技术等。
生（课上模拟不同的社会角色，进行关于气候变化适应对策的动员演说。如对于削减二氧化碳的排放量这一方面，学生可模拟城市环保局的负责人对此做出要求，也可以模拟一个曾排放较多二氧化碳的企业负责人对此做出回应性的演说，等等）
练习：
1.二十多亿年来地球气候的变化分为哪三个阶段？
2.全球气候变暖会带来哪些影响？
参考答案：
1.时间跨度大，变化周期最长的气候变化称为地质时期的气候变化；距今1万年以来的气候变化称为历史时期的气候变化；最近一二百年有气象观测记录时期的气候变化叫做近代气候变化。
2.海平面上升、影响农业的生产、影响水循环过程。
课堂小节
回顾本节课，主要是三方面的内容，全球气候在不断变化之中、全球气候变化的可能影响、气候变化的适应对策。
板书设计
活动与探究
探究课题：活动2——全球变暖导致生态恶化。
探究内容：对全球变暖将导致的后果进行预测。
探究办法、过程：课后收集资料、整理、分析，有根据地进行预测。
探究结果：撰写一篇小论文。
第四节 地球的圈层结构
从容说课
地球的圈层结构包括内部圈层和外部圈层。对内部圈层内容的教学，关键要使学生抓住地震波、横波、纵波的概念和特征，知道不连续面的含义，地震波传播速度的变化及原因，再引导学生分析教材23页图1.26，划分出地球的内部圈层。岩石圈概念的教学要据图讲授，划出范围，强调岩石圈与地壳的区别。外部圈层则要重点讲明各圈层的空间分布和物质形态，知道外部圈层是同心圈层。教学方法可采取多媒体演示，对内外圈层逐个显示和叠加，并初步使学生了解各圈层之间的相互联系。
三维目标
知识与技能
1.了解地球的圈层构造，初步掌握地球内部圈层的组成和划分依据（有关地震波的基本知识、地震波在地球内部的传播情况及两个主要的不连续面）。
2.掌握地壳、地核、地幔的基本特征（界线、厚度、物理性状和物质组成等）。
3.了解地球的外部圈层——大气圈、水圈和生物圈的基本特征。
过程与方法
1.初步学会读地球内部地震波与地球内部圈层构造图，了解地球内部圈层的划分。
2.运用比较法学习各内部和外部圈层的特点。
情感、态度与价值观
1.通过地球内部圈层划分的教学，培养学生“本质是通过现象表现出来的，而现象总是表现本质”的辩证唯物主义观点。
2.通过教学对学生进行热爱自然、热爱科学的教育。
教学重点
1.了解地球的内部圈层和外部圈层结构，并能概括出各圈层的主要特点。
2.利用“地震波的传播速度与地球内部圈层的划分示意图”，初步掌握读图分析技能。
教学难点
1.地震波在地球内部传播速度的变化与地球内部物质组成的关系。
2.地球的内部圈层。
课时安排1课时
教学过程
导入新课
前边我们学习了地球的宇宙环境，“谈天”是为了“说地”，整个地球不是一个均质体，而是一个由不同物质、不同状态组成的同心圈层结构，每个圈层的成分、密度、温度等各不相同。以地心为共同球心，地球圈层分为地球外圈和地球内圈两大部分。下面我们就来学习第四节——地球的圈层结构。
（板书）第四节 地球的圈层结构
师我们先来看看地球的内部圈层。
（板书）一、地球的内部圈层
推进新课
师地球内部究竟是什么样子？钻探是了解地球内部情况的直接手段，最好把地球挖开来看看。我国地处江苏省东海县茆北村的亚洲第一井也就深5000多米，目前挖出来最深的井为12000 m，还不到地球半径的1/500，矿山的采挖就更浅了，目前最深的矿井可达3000 m。
目前的科学技术日新月异，载人宇宙飞船可以在外太空遨游，宇宙探测器甚至能飞出太阳系，可谓上天有路。然而对于我们脚下6371 km半径的地球，却至今还是入地无门。我们如何得知地球内部结构呢？不妨借鉴一下夏季我们挑选西瓜的方法，为了能够吃到可口的西瓜，我们通常把西瓜托在手上，用另一只手敲打西瓜，靠听这种敲打产生的震动在西瓜内部传播的声音来判断西瓜的生熟、质量的优劣。我们也可以在地球内部制造某种震动，通过分析这种震动在地球内部传播的情况来了解地球的内部结构、组成。我们知道，地震常常给人类带来巨大的灾难，但对于科学工作者来说，地震波却带来了地球内部的信息。那么什么是地震波？
（板书）1.地震波
生当地震发生时，地下岩层受到强烈的冲击会产生弹性震动，并以波的形式向四周传播。即地震波。
师很好。地震波可以分为哪两类呢？
生有纵波（P波）、横波（S波）之分。
（方法引导）
师那么纵波（P波）和横波（S波）各有什么特性？（提示：地震波特性——速度、通过介质）
生（看书讨论回答）纵波：传播速度快，可以通过固体、液体、气体传播。横波：只能通过固体传播。纵波和横波的传播速度都随着所通过物质的性质而变化。
师正确。为什么能用地震波探测地内结构？
生（讨论回答）地球内部物质性质不均一，不同深度上性状、组成不同。
［活动与探究］
探究课题：地震波的利用
探究内容：
（1）在莫霍界面和古登堡界面地震波波速的突然变化说明了什么问题？
（2）推测地幔和地核的物质状态可能是什么？
（3）我们还可以通过哪些渠道或方法获取地球内部的信息？
探究办法、过程：观察、分析、推理、讨论
探究结果：
（1）说明物质状态可能发生了变化。
（2）地幔物质是固态，地核物质状态可能是液态。
（3）还可以从火山喷发出来的物质、钻探得到的岩芯，来了解地球内部的信息。
师地震波在地球内部的传播规律是怎样的？
（投影）地震波的传播速度与地球内部圈层的划分示意图（先投影左半部分，待学生分析推测后再投影右半部分进行对比）
生地震波在地球内部的传播规律：总的趋势——速度随深度递增，但不均匀，有突变现象。
师地震波在地下传播速度会发生变化，而某些地区一定深度处，地震波有明显的突变，这种波速发生突变处的层面叫不连续面。请大家看投影“地震波的传播速度与地球内部圈层的划分示意图”（左半部分），找出地球内部两个明显的不连续面，填写表格。
（叠加投影表格）不连续面的特征
生（观察、讨论、回答、填表）
（方法引导）
师（据学生回答逐个投影填充表格内容）
特点
界面
深度
纵波、横波传播速度
发现者
发现时间
莫霍界面
33 km
纵波、横波传播速度明显增加
莫霍洛维契奇
1909
古登堡界面
2900 km
纵波速度明显下降，横波消失
古登堡
1914
师两个明显的不连续面为什么会出现？
生不连续面上下的物质性状发生了变化。
师根据两个最主要的不连续面，地球内部可划分为几个圈层？
生三个圈层。（对比）
（投影）地震波的传播速度与地球内部圈层的划分示意图
师很好。再看投影的右半部分，地球被分成哪几个圈层？
生地壳、地幔、地核。
师（投影）地球的内部圈层示意图
生（指认地球的内部圈层：地壳、地幔、地核）
师下面大家一起来研究这三个圈层。
（板书）2.地球内部圈层的划分
（投影）地球的内部圈层结构示意图
师请看图说出三个圈层的划分依据、两个最主要的界面、各圈层的范围。
生地壳、地幔、地核的划分依据是莫霍界面和古登堡界面。莫霍界面以上是地壳，莫霍界面和古登堡界面之间是地幔，古登堡界面以下是地核。
师很好。根据地震波的传播状况，判断地幔的形态是怎样的？
（合作探究）
生（讨论回答）固态，因为横波能通过。
师软流层的位置和形态是怎样的呢？
生（讨论回答）软流层在上地幔的上部，由于这层放射性元素大量集中蜕变生热温度高，呈融熔状态。
师答的很不错。岩石圈与地壳有什么区别与关系？
生（讨论回答）范围和界面不同。岩石圈包括地壳和上地幔的顶部，物质都由坚硬的岩石组成。
师很好。根据地震波来分析，地核又分为外核与内核，外核形态是怎样的？
生（讨论回答）因为横波不能通过，所以外核是液态，温度高于熔点。
师那内核的形态呢？
生（讨论回答）固态，因为地震波速度加快，随深度增加压力和密度都增大，其熔点升高得比温度升得快。
（知识拓展）
师刚才同学们作了细致的观察和分析，回答得很正确。我们下面作一个全面的分析。地壳：在地面以下，莫霍面以上，由岩石组成。大陆部分的平均厚度为33 km，大洋地壳的平均厚度为5—8 km，整个地壳平均厚度为1７ km。地壳最厚的地方在青藏高原。地壳又分为双层结构：上层是硅铝层，下层是硅镁层，在大陆地壳中，两个层次都有；在大洋地壳中，硅铝层变薄甚至缺失。所以大洋地壳比较薄。
地幔：地幔的范围是从莫霍面到古登堡面，它位于地壳与地核之间，是三大圈层中的中间层，厚度为2800多千米。根据地震波的传播状况可把地幔分为上地幔和下地幔两层，地幔圈占了地球大部分的质量。在上地幔的上部，有一个物质呈融熔状态的软流层，一般认为软流层是岩浆和地震的发源地。软流层物质仍是岩石（主要是橄榄岩、榴辉岩等），为硅酸盐类、氧化物等。由于这层放射性元素大量集中蜕变生热温度高，岩石处于塑性状态，局部地区呈融熔流动状态，犹如倾倒的浆糊。根据地震波变化情况推测，软流层物质的物理性状与上下层物质都不同，并构成一个圈层，在地质构造学中称软流圈。软流圈层厚度范围并不是从莫霍面算起，约在地下60—250 km，它属上地幔部分，但位置并不在地幔的顶部。因此，软流圈层与地壳之间（即与莫霍面之间）还有一层物质存在，即上地幔的顶部，也是岩石，并构成了一个圈层，它和地壳共同组成了岩石圈。
岩石圈是指软流层以上的部分，物质由岩石组成，包括地壳的全部和上地幔的顶部。
地核：因为横波不能通过外核，所以外核部分呈液态，主要成分是铁镍等重金属元素，而液态铁的运动形成一个巨大的磁场。因为地震波速度在内核处加快，随着深度增加，压力和密度都增大，其熔点升高得比温度升得快，所以内核呈固态。
（投影）表格
内部圈层
组成
分层
状态
地理意义
地壳
岩石
硅铝层
固态
硅镁层
地幔
富含铁镁的硅酸盐类
上地幔
固态
岩浆和地震
下地幔
地核
铁镍等重金属元素
外核
液态
磁场
内核
固态
师（小结）可以用半熟的鸡蛋来形象直观地记忆地球内部圈层的划分和物质组成。蛋壳为地壳；蛋白为地幔，由于是半熟，所以有些蛋白浆代表软流层中的岩浆；蛋壳与蛋白之间的膜和地壳合起来就是岩石圈；蛋黄为地核。
我们了解了地球的内部圈层，我们再来学习地球的外部圈层。
（板书）二、地球的外部圈层
师地球外部圈层包括大气圈、水圈和生物圈，一般用直接观测和测量的方法进行研究。首先看大气圈有什么特点？
（板书）1.大气圈
（投影）地球外部圈层示意图
生物质组成——气体和悬浮物。主要成分：氮和氧。
师很好。大气圈是地球外圈中最外部的气体圈层，它包围着海洋和陆地。大气圈没有确切的上界，在2000—16000千米高空仍有稀薄的气体和基本粒子。在地下，土壤和某些岩石中也会有少量空气，它们也可认为是大气圈的一个组成部分。地球大气的主要成分为氮、氧、氩、二氧化碳和不到0.04％比例的微量气体。由于地心引力作用，几乎全部的气体集中在离地面100千米的高度范围内，其中75％的大气又集中在地面至10千米高度左右的对流层范围内。
再来看水圈有什么特点？
（板书）2.水圈
生由地球表面水体构成，连续但不规则。包括地表水、地下水、大气水、生物水等。水圈的水在不断地循环运动之中。
师水圈包括海洋、江河、湖泊、沼泽、冰川和地下水等，它是一个连续但不很规则的圈层。从离地球数万千米的高空看地球，可以看到地球大气圈中水汽形成的白云和覆盖地球大部分的蓝色海洋，它使地球成为一颗“蓝色的行星”。如果整个地球没有固体部分的起伏，那么全球将被深达2600米的水层所均匀覆盖。大气圈和水圈相结合，组成地表的流体系统。
师生物圈有什么特点呢？
（板书）3.生物圈
生是地球表层生物及其生存环境的总称。占有大气圈的底部、水圈的全部、岩石圈的上部。
师很好。由于存在地球大气圈、地球水圈和地表的矿物，在地球上这个合适的温度条件下，形成了适合于生物生存的自然环境。人们通常所说的生物，是指有生命的物体，包括植物、动物和微生物。据估计，现有生存的植物约有40万种，动物约有110多万种，微生物至少有10多万种。据统计，在地质历史上曾生存过的生物约有5亿—10亿种之多，然而，在地球漫长的演化过程中，绝大部分都已经灭绝了。现存的生物生活在岩石圈的上层部分、大气圈的下层部分和水圈的全部，构成了地球上一个独特的圈层，称为生物圈。生物圈是太阳系所有行星中仅在地球上存在的一个独特圈层。
小结：今天我们学习了地球的圈层结构，知道地球内部的三个圈层和外部的三个圈层。下面大家来做些巩固习题。
练习：
1.填表
特点
界面
深度
纵波、横波传播速度
发现者
发现时间
莫霍界面
古登堡界面
2.填表
内部圈层
组成
分层
状态
地理意义
地壳
地幔
地核
3.地球外部圈层包括_________________、_________________、_________________。
4.水圈有什么特点？
5.生物圈的范围。
（布置作业）：填图册第四节
答案：
1.填表
特点
界面
深度
纵波、横波传播速度
发现者
发现时间
莫霍界面
33 km
纵波、横波传播速度明显增加
莫霍洛维契奇
1909
古登堡界面
2900 km
纵波速度明显下降，横波消失
古登堡
1914
2.填表
内部圈层
组成
分层
状态
地理意义
地壳
岩石
硅铝层
固态
硅镁层
地幔
富含铁镁的硅酸盐类
上地幔
固态
岩浆和地震
下地幔
地核
铁镍等重金属元素
外核
液态
磁场
内核
固态
3.大气圈 水圈 生物圈
4.连续但不规则。包括地表水、地下水、大气水、生物水等。
5.占有大气圈的底部、水圈的全部、岩石圈的上部。
课堂小结
地球所有的外部圈层是相互渗透、相互影响，甚至相互重叠的，在太阳和人类生活的参与下，整个地球生机盎然；同时，它们起着保护地球的作用，可以减弱太阳和宇宙辐射对地表的影响，减少宇宙中的陨石对地球表面的撞击。外部各圈中的物质运动和循环，是促使地表物质和形态演变的重要动力。
板书设计
活动与探究
探究课题：认识地球的圈层结构
探究内容：
（1）理解下列观点，选择一个写出一篇小论文。
人类生活的地球表面是岩石圈、大气圈、生物圈、水圈等共同作用的界面，它具有三个特点：①它是一个开放的系统，与系统外的宇宙空间和地球内部始终保持着物质和能量联系；②它是一个不均一的层面，存在明显的地域差异；③它在不断的变化着。
（2）你认为要真正认识人类生活地球表层，需要了解哪些方面的知识，把他们列出来，交给老师。
（3）用厚纸板剪成扇状，在上面画出地球内部圈层，注明厚度、界面、名称。
探究办法、过程：上网或到图书馆查阅资料，小组探究并提交作业。
探究结果：小论文，剪纸制作。学生更进一步掌握了地球的圈层结构。
备课资料
一、大气的组成成分
过去人们认为地球大气是很简单的，直到19世纪末才知道地球上的大气是由多种气体组成的混合体，并含有水汽和部分杂质。它的主要成分是氮、氧、氩等。在80—100千米以下的低层大气中，气体成分可分为两部分：一部分是“不可变气体成分”，主要指氮、氧、氩三种气体。这几种气体成分之间维持固定的比例，基本上不随时间、空间而变化。另一部分为“易变气体成分”，以水汽、二氧化碳和臭氧为主，其中变化最大的是水汽。总之，大气这种含有各种物质成分的混合物，可以大致分为干洁空气、水汽、微粒杂质和新的污染物。
干洁空气是指大气中除去水汽、液体和固体微粒以外的整个混合气体，简称干空气。它的主要成分是氮、氧、氩、二氧化碳等，其容积含量占全部干洁空气的99.99%以上。其余还有少量的氢、氖、氪、氙、臭氧等。
由于大气中存在着空气运动和分子扩散作用，不同高度、不同地区的空气得以进行交换和混合。从地面向上至80—100千米高处，干洁空气的各种成分的比例基本上是不发生变化的。
干洁大气的主要成分和比例
气体
按容积百分比
按质量百分比
分子量
氮
78.084
75.52
28.0134
氧
20.948
23.15
31.9988
氩
0.934
1.28
39.948
二氧化碳
0.033
0.05
44.0099
其中对人类活动及天气变化有影响的大气成分为：
（1）氧气：氧气占大气质量的23%，它是动植物生存、繁殖的必要条件。氧的主要来源是绿色植物的光合作用。有机物的呼吸和腐烂、矿物燃料的燃烧需要消耗氧而放出二氧化碳。
（2）氮气：氮气占大气质量的76%，它的性质很稳定，只有极少量的氮能被微生物固定在土壤和海洋里变成有机化合物。闪电能把大气中的氮氧化（变成二氧化氮），被雨水吸收落入土壤，成为植物所需的肥料。
（3）二氧化碳：二氧化碳含量随地点、时间而异。人烟稠密的工业区占大气质量的万分之五，农村大为减少。同一地区冬季多夏季少，夜间多白天少，阴天多晴天少。这是因为植物的光合作用需要消耗二氧化碳。
（4）臭氧：臭氧是分子氧吸收短于0.24微米的紫外线辐射后重新结合的产物。臭氧的产生必须有足够的气体分子密度，同时有紫外线辐射，因此臭氧密度在22—35千米处最大。臭氧对太阳紫外辐射有强烈的吸收作用，加热了所在高度（平流层）的大气，对平流层温度场和流场起着决定作用，同时臭氧层阻挡了强紫外线辐射，保护了地球上的生命。
水汽在大气中含量很少，但变化很大，其变化范围在0—4%之间，水汽绝大部分集中在低层，有一半的水汽集中在2千米以下，3/4的水汽集中在4千米以下，10—12千米高度以下的水汽约占全部水汽总量的99%。
大气中的水汽来源于下垫面，包括水面、潮湿物体表面、植物叶面的蒸腾。由于大气温度远低于水的沸点，因而水在大气中有相变效应。水汽含量在大气中变化很大，是天气变化的主要角色，云、雾、雨、雪、霜、露等都是水汽的各种形态。水汽能强烈地吸收地表发出的长波辐射，也能放出长波辐射，水汽的蒸发和凝结又能吸收和放出潜热，这都直接影响到地面和空气的温度，影响到大气的运动和变化。
二、大气的垂直结构——特殊的“五层楼”结构
就整个地球来说，愈靠近核心，组成物质的密度就愈大。大气圈是地球的一部分，若与地球的固体部分相比较，密度要比地球的固体部分小得多，全部大气圈的重量大约为5×10万吨，还不到地球总重量的1%；以大气圈的高层和低层相比较，高层的密度比低层要小得多，而且越高越稀薄。假如把海平面上的空气密度作为1，那么在240千米的高空，大气密度只有它的一千万分之一；到了1600千米的高空就更稀薄了，只有它的一千万亿分之一。整个大气圈质量的90%都集中在高于海平面16千米以内的空间里。距海平面80千米的高度以内，大气圈质量的99.999%都集中在这个界线以下，而所剩无几的大气却占据了这个界限以上的极大的空间。
探测结果表明，地球大气圈的顶部并没有明显的分界线，而是逐渐过渡到星际空间的。高层大气稀薄的程度虽说比人造的真空还要“空”，但是在那里确实还有气体的微粒存在，而且比星际空间的物质密度要大得多，然而，它们已不属于气体分子了，而是原子及原子再分裂而产生的粒子。以80—100千米的高度为界，在这个界线以下的大气，尽管有稠密稀薄的不同，但它们的成分大体是一致的，都是以氮和氧分子为主，这就是我们周围的空气。而在这个界线以上，到1000千米上下，就变得以氧为主了；再往上到2400千米上下，就以氦为主；再往上，则主要是氢；在3000千米以上，便稀薄得和星际空间的物质密度差不多了。
自地球表面向上，大气层延伸得很高，可到几千千米的高空。根据人造卫星探测资料的推算，在2000—3000千米的高空，地球大气密度便达到每立方厘米一个微观粒子这一数值，和星际空间的密度非常相近，这样2000—3000千米的高空可以大致看作是地球大气的上界。
整个地球大气层像是一座高大的而又独特的“楼房”，按其成分、温度、密度等物理性质在垂直方向上的变化，世界气象组织把这座“楼”分为五层，自下而上依次是：对流层、平流层、中间层、暖层和散逸层。
对流层是紧贴地面的一层，它受地面的影响最大。因为地面附近的空气受热上升，而位于上面的冷空气下沉，这样就发生了对流运动，所以把这层叫做对流层。它的下界是地面，上界因纬度和季节而不同。据观测，在低纬度地区其上界为17—18千米；在中纬度地区为10—12千米；在高纬度地区仅为8—9千米。夏季的对流层厚度大于冬季。以南京为例，夏季的对流层厚度达17千米，而冬季只有11千米，冬夏厚度之差达6千米之多。
在对流层的顶部，直到高于海平面50—55千米的这一层，气流运动相当平衡，而且主要以水平运动为主，故称为平流层。
平流层之上，到高于海平面85千米高空的一层为中间层。这一层大气中，几乎没有臭氧，这就使来自太阳辐射的大量紫外线白白地穿过了这一层大气而未被吸收，所以，在这层大气里，气温随高度的增加而下降得很快，到顶部气温已下降到-83 ℃以下。由于下层气温比上层高，有利于空气的垂直对流运动，故又称之为高空对流层或上对流层。中间层顶部尚有水汽存在，可出现很薄且发光的“夜光云”，在夏季的夜晚，高纬度地区偶尔能见到这种银白色的夜光云。
从中间层顶部到高出海面800千米的高空，称为暖（热）层，又叫电离层。这一层空气密度很小，在700千米厚的气层中，只含有大气总重量的0.5%。据探测，在120千米高空，声波已难以传播；270千米高空，大气密度只有地面的一百亿分之一，所以在这里即使在你耳边开大炮，也难听到什么声音。暖层里的气温很高，据人造卫星观测，在300千米高度上，气温高达1000 ℃以上。所以这一层叫做暖层或者热层。
暖层顶以上的大气统称为散逸层，又叫外层。它是大气的最高层，高度最高可达到3000千米。这一层大气的温度也很高，空气十分稀薄，受地球引力场的约束很弱，一些高速运动着的空气分子可以挣脱地球的引力和其他分子的阻力散逸到宇宙空间中去。根据宇宙火箭探测资料表明，地球大气圈之外还有一层极其稀薄的电离气体，其高度可伸延到22000千米的高空，称之为地冕。地冕也就是地球大气向宇宙空间的过渡区域。人们形象地把它比作是地球的“帽子”。
三、大气对太阳辐射的削弱作用
太阳辐射在通过大气层时，由于大气的吸收、反射和散射作用，到达地面的太阳辐射受到很大削弱。现分述于下：
（1）大气对太阳辐射的吸收作用。太阳辐射通过大气时，大气中的水汽、氧、臭氧、二氧化碳和固体杂质对太阳辐射有明显的吸收作用，而其他成分对太阳辐射的吸收很少。不同成分对太阳辐射吸收的波长范围也不同，所以通常称为选择性吸收。
水汽吸收太阳辐射的红外线部分能力最强，它的吸收波长范围主要在0.93—2.85微米。因大气中的水汽含量是变化的，所以它吸收的太阳辐射量有个变化幅度。
大气中氧（O2）的含量虽然很大，但它对太阳辐射的吸收能力不强，主要吸收波长小于0.2微米的紫外线辐射。大气中臭氧（O3）含量虽少，但对太阳辐射的吸收能力很强。由于臭氧的吸收作用，小于0.29微米的紫外线辐射不能到达地面，这就保护了地球上生物不受强紫外线辐射之害。臭氧对0.6微米附近的太阳辐射中最强的部分也有一定的吸收能力。因此，臭氧对太阳辐射的吸收作用是很显著的，它对平流层的增温起着重要作用。
二氧化碳（CO2）对太阳辐射的吸收能力比较弱，仅对红外线4.3微米附近的辐射有一定的吸收能力（这部分的太阳辐射很微弱），所以二氧化碳的吸收作用对太阳辐射的影响较小。
悬浮在大气中的水滴、尘埃等杂质也能吸收一部分太阳辐射，其影响大小主要取决于水滴、尘埃等杂质在大气中的含量。例如在大城市上空或出现沙暴等天气时，它们对太阳辐射的吸收作用才比较显著。
在对流层里，对太阳辐射起吸收作用的成分主要是水汽、杂质和二氧化碳；在平流层里主要是臭氧；高层大气里主要是氧。
通过大气的吸收作用，太阳辐射被削弱的部分主要是波长较长的红外线和波长较短的紫外线，而对可见光影响不大。
（2）大气对太阳辐射的反射作用。大气中的云层和较大颗粒的尘埃，能将一部分太阳辐射反射到宇宙空间去，使到达地面的太阳辐射受到削弱。
反射能力的大小通常用反射率来表示。照射到某物体上的太阳辐射总量为100，其反射出去的能量占百分之几，即为该物体的反射率。一般情况下，云的反射率平均为50%—55%。高而薄的云反射率小，约为20%—25%；低而厚的云反射率大，在70%左右，最大可达90%。赤道地区由于云量大，反射率高，明显地影响着地表对太阳辐射的接收。
大气中的杂质颗粒越大，反射能力越强；颗粒越小，反射能力越差。
反射没有选择性，所以反射光呈白色。
（3）大气对太阳辐射的散射作用。当太阳辐射在大气中遇到空气分子或微小尘埃时，发生散射作用，散射的辐射能称为散射辐射。阴天时，见不到太阳直接照射的光，所见到的光都是散射光；在日出之前天就亮了，在树阴下，在房间里，凡是阳光不能直接照射的地方，仍是明亮的，这些都是散射作用的缘故。
散射作用可分为两种情况，一种情况是发生散射作用的质点是空气分子或微小的尘埃，它们的散射能力与波长的四次方成反比关系，这是通过实验得出的分子散射定律。因此，这种散射是有选择性的，波长越短，散射能力越强。在可见光部分，蓝紫色光波长最短，散射能力最强，所以在晴朗的天空，特别是雨过天晴时，天空呈现蔚蓝色。另一种情况是发生散射作用的质点是颗粒较大的尘埃、雾粒、小水滴等，它们的散射无选择性，各种波长同样被散射，使天空呈白色，所以在阴天时，或者大气中尘埃、烟雾较多时，天空呈灰白色。因散射作用使太阳辐射削弱的主要部分是可见光中的短波部分。
从以上三个方面来看，太阳辐射通过地球大气层时，由于大气的吸收、反射和散射作用，到达地面的太阳辐射受到削弱，削弱的主要部分是波长较长的红外线和波长较短的紫外线，而可见光部分被削弱的较少，所以到达地面的太阳辐射主要集中在可见光部分。可见光集中了太阳辐射一半的能量，它给予地球表面以巨大的能量，是发生在地理环境里各种现象和过程的最重要的能量源泉。
四、风的形成
大气的水平运动就是风。产生大气水平运动的原动力是水平气压梯度力。在地球表面做水平运动的物体都要受水平地转偏向力的影响（赤道地区除外），使其运动发生偏向，北半球右偏，南半球左偏。当水平气压梯度力和水平地转偏向力达到平衡状态时，就是说，它们的合力为零时，空气质点做惯性运动，形成稳定的风。
1.水平气压梯度力和水平地转偏向力作用下形成的风：参照课本P34图2.6，图上表示了北半球平直等压线的情况。初始状态时，空气质点垂直等压线运动（按水平气压梯度力的方向）；最终状态时，风向平行于等压线。这个过程是水平气压梯度力和水平地转偏向力逐步建立平衡的过程，在这个过程中，空气质点始终是按两个力的合力方向运动，而水平地转偏向力始终是垂直于运动方向之右侧，所以使得风向不断地右偏。最后，风向平行于等压线，此时，水平气压梯度力与水平地转偏向力大小相等、方向相反，其合力为零，达到平衡状态，空气运动不再偏转而做惯性运动，形成了平行于等压线吹的稳定的风。通常把这种稳定的风叫地转风，因为它只考虑了气压梯度力和地球自转的影响，所以叫地转风。
地转风是大气运动最简单的情况，它在高空平直等压线的状况下是实际存在的。依地转风原理，可以推导出风与气压场之间的关系：人背风而立，低压在左，高压在右。通常称之为风压定律。
2.摩擦力对风的影响：如果在近地面的大气层里平直等压线的情况下，就要考虑水平气压梯度力、水平地转偏向力和摩擦力的作用。当水平气压梯度力与其他两种力的合力达到平衡时，形成斜穿等压线吹的风，这便是近地面风的情况。课本P34图2.7表示出水平气压梯度力与其他两种力的合力达到平衡时形成风的情况。
从图中可以看出，因为摩擦力永远和运动方向相反，即与风向相反，而水平地转偏向力又在运动方向右侧90°，所以，摩擦力与水平地转偏向力的合力和水平气压梯度力达到平衡时，风是斜穿等压线吹的。
一般摩擦力的影响可达离地面1500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。当摩擦力为零时（高空的情况）风向便平行于等压线了。因此，在实际大气中因摩擦力随高度增加而逐渐减小，所以风向随着高度的增加而逐渐右偏，即愈往高空，风向与等压线之间的夹角愈小，最后，风向与等压线平行。这就是风向随高度变化最一般的规律。风速则随高度的增加而加大。
陆地表面和海洋表面的摩擦力不同，地面摩擦力大，洋面摩擦力小，所以在相同的气压条件下，陆地表面的风与等压线间的夹角大，风速小；海洋表面的风与等压线间的夹角小，风速大。
风斜穿等压线吹，具有很重要的意义。因为风本身进行着大气质量的输送，风穿越等压线吹，就会把高压区的大气向低压区输送，它直接影响着高低压的兴衰状况。高低压的兴衰又导致气流的变化，所以气压系统与大气运动相互影响、相互制约，构成千变万化的大气活动舞台。
备课资料
一、水循环概述
（一）水循环基本过程
1.水循环基本过程
水循环是指地球上各种形态的水，在太阳辐射、地心引力等作用下，通过蒸发、水汽输送、凝结降水、下渗以及径流等环节，不断地发生相态转换和周而复始运动的过程。
从全球整体角度来说，这个循环过程可以设想从海洋的蒸发开始；蒸发的水汽升入空中，并被气流输送至各地，大部分留在海洋上空，少部分深入内陆，在适当条件下，这些水汽凝结降水。其中海面上的降水直接回归海洋，降落到陆地表面的雨雪，除重新蒸发升入空中的水汽外，一部分成为地面径流补给江河、湖泊，另一部分渗入岩土层中，转化为壤中流与地下径流。地面径流、壤中流与地下径流，最后亦流入海洋，构成全球性统一的、连续有序的动态大系统。
为全球海陆间水循环过程的概化图。整个过程可分解为水汽蒸发、水汽输送、凝结降水、水分入渗，以及地表径流、地下径流等5个基本环节。这5个环节相互联系、相互影响，又交错并存、相对独立，并在不同的环境条件下，呈现不同的组合，在全球各地形成一系列不同规模的地区水循环。
2.水循环机理
第一，水循环服从于质量守恒定律。整个循环过程保持着连续性，既无开始，也没有结尾。从实质上说，水循环乃是物质与能量的传输、储存和转化过程，而且存在于每一环节。在蒸发环节中，伴随液态水转化为气态水的是热能的消耗，伴随着凝结降水的是潜热的释放，所以蒸发与降水就是地面向大气输送热量的过程。据测算，全球海陆日平均蒸发量为1.5808万亿立方米，是长江全年入海径流量的1.6倍，蒸发这些水汽的总耗热量高达 3.878×1021焦耳，如折合电能为10.77×1014千瓦时，等于1990年全世界各国总发电量的近100倍，所以地面潜热交换成为大气热量的主要来源。
由降水转化为地面与地下径流的过程，则是势能转化为动能的过程。这些动能成为水流的动力，消耗于沿途的冲刷、搬运和堆积作用，直到注入海洋才消耗殆尽。
第二，太阳辐射与重力作用，是水循环的基本动力。此动力不消失，水循环将永恒存在，水的物理性质，在常温、常压条件下液态、气态、固态三相变化的特性是水循环的前提条件；外部环境包括地理纬度、海陆分布、地貌形态等则制约了水循环的路径、规模与强度。
第三，水循环广及整个水圈，并深入大气圈、岩石圈及生物圈。其循环路径并非单一的，而是通过无数条路线实现循环和相变的，所以水循环系统是由无数不同尺度、不同规模的局部水循环所组合而成的复杂巨系统。
第四，全球水循环是闭合系统，但局部水循环却是开放系统。因为地球与宇宙空间之间虽亦存在水分交换，但每年交换的水量还不到地球上总贮水量的1/15，所以可将全球水循环系统近似地视为既无输入，又无输出的一个封闭系统，但对地球内部各大圈层，对海洋、陆地或陆地上某一特定地区，某个水体而言，既有水分输入，又有水分输出，因而是开放系统。
第五，地球上的水分在交替循环过程中，总是溶解并携带着某些物质一起运动，诸如溶于水中的各种化学元素、气体以及泥沙等固体杂质。不过这些物质不可能像水分那样，构成完整的循环系统，所以通常意义上的水文循环仅指水分循环，简称水循环。
（二）水循环的类型与层次结构
1.水循环的基本类型
通常按水循环的不同途径与规模，将全球的水循环区分为大循环与小循环。
（1）大循环发生于全球海洋与陆地之间的水分交换过程，由于广及全球，故名大循环，又称外循环。
大循环的主要特点是，在循环过程中，水分通过蒸发与降水两大基本环节，在空中与海洋、空中与陆地之间进行垂向交换，与此同时，又以水汽输送和径流的形式进行横向交换。
交换过程中，海面上的年蒸发量大于年降水量，陆面上情况正好相反，降水大于蒸发；在横向交换过程中，海洋上空向陆地输送的水汽要多于陆地上空向海洋回送的水汽，两者之差称为海洋的有效水汽输送。正是这部分有效的水汽输送，在陆地上转化为地表及地下径流，最后回流入海，在海陆之间维持水量的相对平衡。
（2）小循环是指发生于海洋与大气之间，或陆地与大气之间的水分交换过程。小循环又称内部循环，前者又可称为海洋小循环，后者称陆地小循环。
海洋小循环主要包括海面的蒸发与降水两大环节，所以比较简单。陆地小循环的情况则要复杂得多，并且内部存在明显的差别。从水汽来源看，有陆面自身蒸发的水汽，也有自海洋输送来的水汽，并在地区分布上很不均匀，一般规律是距海愈远，水汽含量愈少，因而水循环强度具有自海洋向内陆深处逐步递减的趋势，如果地区内部植被条件好，贮水比较丰富，那么自身蒸发的水汽量比较多，有利于降水的形成，因而可以促进地区小循环。
陆地小循环可进一步区分为大陆外流区小循环和内流区小循环。其中外流区小循环除自身垂向的水分交换外，还有多余的水量，以地表径流及地下径流的方式输向海洋，高空中必然有等量的水分从海洋送至陆地，所以还存在与海洋之间的横向水分交换。而陆地上的内流区，其多年平均降水量等于蒸发量，自成一个独立的水循环系统，地面上并不直接和海洋相沟通，水分交换以垂向为主，仅借助于大气环流运动，在高空与外界之间，进行一定量的水汽输送与交换活动。
2.全球水循环系统的层次结构
如前所述，全球水循环是由海洋的、陆地的以及海洋与陆地之间的各种不同尺度、不同等级的水循环所组合而成的动态大系统。由于这些分子水循环系统既紧密联系、相互影响，又相对独立。所以对这个全球性的动态大系统，可以根据海陆分布，各分子系统的尺度、规模不同，以及相互之间上下隶属关系，建立如图所示的水循环分子等级系统。
陆地水循环系统结构比海洋水循环系统要复杂，而且在四级以下还可进一步区分，例如长江流域为四级水循环系统，汉江作为长江的一级支流，就属于五级水循环系统，而丹江是汉江的支流，是长江的二级支流，因而属于六级水循环系统。
（三）水体的更替周期
水体的更替周期，是指水体在参与水循环过程中全部水量被交替更新一次所需的时间，通常可用下式作近似计算：
式中，T为更替周期（年或日、时）；W为水体总贮水量（米3）；ΔW为水体年平均参与水循环的活动量（米3/年）。
以世界大洋为例，总储水量为13.38×1017米3，每年海水总蒸发量为50.5×1013米3，以此计算，海水全部更新一次约需要2650年；如果以入海径流量4.7×1013米3为准，则更新一次需要28468年。又如世界河流的河床中瞬时贮水量为21.2×1011米3，而其全年输送入海的水量为4.7×1013米3，因此一年内河床中水分可更替22次，平均每16天就更新一次。大气水更替的速度还要快，平均循环周期只有8天，然而位于极地的冰川，更替速度极为缓慢，循环周期长达万年。
各种水体更替周期
水体
周期
水体
周期
极地冰川
10000 a
沼泽水
5 a
永冻地带地下冰
9700 a
土壤水
1 a
世界大洋
2500 a
河水
16天
高山冰川
1600 a
大气水
8天
深层地下水
1400 a
生物水
12 h
湖泊水
17 a
表中所列的更替周期，是在有规律的逐步轮换这一假设条件下得出的平均所需时间。实际情况要复杂得多，如深海盆的水需要依靠大洋深层环流才能缓慢地发生更替；其周期要超过2650年，而海洋表层的海水直接受到蒸发和降水的影响，其更替周期显然无需2000多年。尤其是边缘海受入海径流影响，周期更短。以我国渤海为例，总贮水量约19.0×1011米3，而黄河、辽河、海河多年平均入海水量达14.55×1010米3，仅此一项就使渤水13年内就可更新一次。又如世界湖泊平均循环周期需要17年，而我国长江中下游地区的湖泊，出入水量大，交换速度快，一年中就可更换若干次。
水体的更替周期是反映水循环强度的重要指标，亦是反映水体水资源可利用率的基本参数。因为从水资源永续利用的角度来衡量，水体的储水量并非全部都能利用，只有其中积极参与水循环的那部分水量，由于利用后能得到恢复，才能算作可利用的水资源量。而这部分水量的多少，主要决定于水体的循环更新速度和周期的长短，循环速度愈快，周期愈短，可开发利用的水量就愈大。以我国高山冰川来说，其总贮水量约为5×1013米3，而实际参与循环的水量年平均为5.46×1011米3，仅为总贮水量的1/100左右，如果我们想用人工融冰化雪的方法，增加其开发利用量，就会减少其贮水量，影响到后续的利用。
（四）水循环的作用与效应
水循环作为地球上最基本的物质大循环和最活跃的自然现象，它深刻地影响到全球地理环境，影响生态平衡，影响水资源的开发利用，对自然界的水文过程来说，水循环是千变万化的水文现象的根源。
1.水文循环与地球圈层构造
地球表层系由大气圈、岩石圈、生物圈以及水圈组合而成。在这一有序的庞大层次结构中，水圈居于主导地位，正是水圈中的水，通过周流不息的循环运动，积极参与了圈层之间界面活动，并且深入四大圈层内部，将它们耦合在一起。
水循环，它上达15千米的高空，成为大气圈的有机组成部分，担当了大气循环过程的主角；下深地表以下1—3千米深处，积极参与岩石圈中化学元素的迁移过程，成为地质大循环的主要动力因素；同时水作为生命活动的源泉，生物有机体的组成部分，它全面地参与了生物大循环，成为沟通无机界和有机界联系的纽带，并将四大圈层串联在一起，组合成相互影响、相互制约的统一整体。从这一意义上说，水循环深刻地影响了地球表层结构的形成以及今后的演变与发展。
2.水循环与全球气候
水循环一方面受到全球气候变化，尤其是大气环流活动的影响，另一方面它又深入大气系统内部，极其深刻地制约了全球气候。
首先，水循环是大气系统能量的主要传输、储存和转化者。因为虽然太阳辐射是地球表层的根本热源，但是大气得到太阳的直接辐射，仅占它吸收总能量的30％，而来自地面的长波辐射占23％，地面与大气之间湿热交换占11％，来自蒸发潜热输送的能量要占到36％，居第一位。对此，前苏联学者M.H.德科研究指出，大气循环的能量，主要是由水循环过程中汽化潜热的转化所提供的。他还通过计算表明，如果大气圈中的水汽含量比现在减少一半，地球表面的平均气温将降低5 ℃，两极地区的冰盖将大大扩展，地球将进入冰期。
其次，水循环通过对地表太阳辐射能的重新再分配，使不同纬度热量收支不平衡矛盾得到缓解。在南北纬35°之间地区，吸收太阳辐射量大于地面辐射支出量；而在纬度高于35°的地带则支出大于收入。
据估算，如果没有热平流来调节高低纬度之间的这种热量分配的不均状态，那么赤道附近地区的温度要比现今增加10 ℃以上，两极地区则要降低20 ℃。此外，昼夜的温差亦要远远超过现今的状况。
再次，水循环的强弱及其路径，还会直接影响到各地的天气过程，甚至可以决定地区的气候基本特征。在这方面，海洋环流系统的气候效应表现得最为强烈。诸如墨西哥湾流与北大西洋西风漂流对整个西北欧地区的天气影响，使得55°N—70°N大洋东岸最冷月平均气温比之同纬度大洋西岸高出16—20 ℃，并在北极圈内出现了不冻港。太平洋的黑潮海流对大陆东海岸的影响，以及著名的厄尔尼诺现象与秘鲁海流的关系等，就是这方面典型的例子。
此外，像雨、雪、霜、霰以及台风暴雨等天气现象，本身就是水循环的产物，没有水循环，亦就不存在这类天气现象。
3.水循环与地貌形态及地壳运动
地壳构造运动奠定了全球海陆分布，以及陆地表面上高山、深谷、盆地、平原等地表形态的基本轮廓。水循环过程中的流水以其持续不断的冲刷、侵蚀作用、搬运与堆积作用，以及水的溶蚀作用，在地质构造的基底上重新塑造了全球的地貌形态，从两极与高山地区的冰川地貌、滨海地区的海岸地貌、到河流冲积、堆积地貌以及千姿百态的岩溶地貌，无不是水循环的杰作。
水循环不仅重新塑造了地表形态，而且还影响到地壳表层内应力的平衡，是触发地震，甚至引起地壳运动的重要原因。据统计，由于流水的冲刷、搬运作用，全世界河流每年携带入海离子径流总量为2.74×109吨，每年入海的固体物质多达22.0×109吨，折合130×108米3。按此速率，只需2500万年左右就可将大西洋填平，另据地质学家斯·马·格里戈也夫估算，按现今风吹、水蚀的速度，经1.1亿年，现在的陆地表面将被削成与世界大洋面齐平。这种日积月累的迁移、搬运与堆积作用，逐渐改变地壳表层的应力平衡，一旦超出其平衡点，就可能触发地震，甚至引起地壳运动，发生沧海桑田的剧变。像我国新丰江等大型水库在建成蓄水后，诱发六级地震，是这方面的具体例证。
4.水循环与生态平衡
水是生命之源，又是生物有机体的基本组成物质，无论是动物还是植物，细胞原生质中大部分是水，如人体组织中70％是水。据计算地球上所有生物体中含有的水分总量约有11.2×1010吨，相当于世界河流瞬时贮水量的1/2，它们积极地参与了水循环过程，其平均循环周期仅几小时，远远高于一般水体的循环速度。没有水循环，就不会有生命活动，亦就不存在生物圈。
同时，水循环的强度及其时空变化，还是制约一个地区生态环境平衡或失调的关键；是影响地区内生物有机体活动旺盛、繁茂，或凋萎、贫泛的主要因子。例如，同属于热带，水循环强盛的地区，可以成为生物繁茂的热带雨林，水循环弱的地区可能成为干旱草原，甚至热带沙漠。处于同一纬度带的大陆东西两岸，凡是受海洋影响大的海岸，水循环强盛，往往风调雨顺，生态环境比较适合生物生长；反之水循环弱的海岸，相对来说生态环境比较脆弱，自然灾害比较频繁。
此外，对于同一地区来说，水循环强度的时空变化，又是造成本区洪、涝、旱等自然灾害的主要原因，循环强度过大，可能引发洪水与洪涝灾害；循环过弱，可能产生水资源不足，形成旱灾。
我国华北、西北地区相对于东南沿海地区来说，生态环境显得比较严峻，主要原因一是本地区水循环强度总体上比较弱，二是时空变化比较大。
5.水循环与水资源开发利用
水是人类赖以生存、发展的宝贵资源，是廉价、清洁的能源，是农业的命脉、工业的血液和运输的大动脉，它与其他自然资源相比较主要不同点是水资源具有再生性和可以永续利用的特点。这一特点正是水循环所赋予的。
如果自然界不存在水循环现象，那么水资源亦就不能再生，无法永续利用。但必须指出的是水资源的再生性和可以永续利用不能简单地理解为“取之不尽，用之不竭”。因为水资源永续利用是以水资源开发利用后能获得补充、更新为条件的。更新速度和补给量要受到水循环的强度、循环周期的长短的制约，一旦水资源开发强度超过地区水循环更新速度或者遭受严重的污染，那么就会面临水资源不足，甚至枯竭的严重局面。所以对于特定地区而言，可开发利用的水资源量是有限的。必须重视水资源的合理利用与保护。只有在开发利用强度不超过地区水循环更新速度以及控制水污染的条件下，水资源才能不断获得更新，才能永续利用。
6.水循环与水文现象以及水文学科的发展
水循环是地球上一切水文现象的根源，没有水循环，地球上也就不会发生蒸发、降水，径流；不存在江河、湖泊。所以研究地球上的水循环，是认识和掌握自然界错综复杂的水文现象的一把钥匙；是把握自然界各种水体的性质、运动变化及其相互关系的有效方法和手段。可以说水循环与水量平衡的研究引导了以往水文学科的发展，亦将指导水文学的未来，并正从宏观与微观双向尺度上，不断拓宽与加深水文学科。
从宏观上讲，着重全球水循环与全球生物圈、全球气候系统以及岩石圈之间界面过程的研究，借助卫星遥感手段，全球大气圈层和陆地表面的系统观测资料，用以确定全球尺度的水文循环与能量通量，以及它们对环境变迁、人类活动的影响等。
从微观方面来说，除了继续发展各类流域水文模型外，正深入到单元尺度的细微观测与计算模拟，开展不同自然地理区的水循环微观过程的实证，以及土壤水分动态平衡、蒸发、蒸腾水文模型等研究。
总之，宏观与微观水循环的研究相结合，将进一步推动今后水文学向纵深方向发展。
二、黄河断流探析（王云科）
（一）黄河断流实况
黄河频繁的季节性断流始于20世纪70年代初，有关资料显示，自20世纪70年代以来，黄河入海年径流量逐渐变小：20世纪60年代为575亿立方米，70年代为313亿立方米，80年代为284亿立方米，90年代中期为187亿立方米。在短短的几十年里，黄河入海径流总量锐减了一多半。与此同时，黄河下游多次断流，特别是进入90年代之后，断流现象更为严重。
这种情况在2000年得到了改变，2000年没有断流。反而，到2003年9月，黄河中上游连连降雨，水势上涨，河南兰考段蔡集控导工程28号坝被撕裂，出现决堤现象，造成重大财产经济损失。但是，黄河断流这一影响重大而广泛的现象依然值得我们分析探究。
（二）黄河断流成因浅析
1.黄河断流的自然原因
黄河流域近年来降水量减少是黄河断流最主要的自然原因，而降水又直接受气侯变化的影响。综合各种情况来看，致使黄河断流的自然原因主要有以下几种：
（1）太阳辐射的改变。太阳辐射是地球气候的能源，所以太阳辐射输出量的改变势必导致地球气候的变化。根据观测，20世纪70年代开始，太阳辐射量在不断增强，地球气温不断升高，蒸发加强，使我国黄河流域乃至华北、西北地区更加干旱。
（2）太阳黑子。根据观测分析发现，亚洲东南部的季风气候与太阳黑子的11年周期有一定的相关性。一般情况下，在太阳黑子极值年附近，我国地面大气环流中的季风成分大于行星风成分。20世纪90年代中期，处于太阳黑子两个极值年之间，所以，我国的季风势力较往年减弱，尤其表现在黄土高原和华北地区，使季风降水雨带多徘徊于长江中下游地区，造成我国华北干旱显著（如1997年黄河断流最严重）。
（3）间冰期。根据考古分析，地球上的气候冷暖干湿相互交替，变化的周期长短不一。在大冰期之间是比较温暖的大间冰期。在第四纪大冰期中，又分为几个亚冰期和亚间冰期，而当今世界处在第四纪的亚间冰期，气温逐年上升，降水量逐年下降，尤其在黄河流域，出现干旱气候。黄河河南花园口以上流域1990—1995年间平均降水量减少12％。
（4）大气透明度的变化。地表气候受太阳辐射的影响。太阳辐射除受太阳本身变化影响外，到达地球的部分也受大气透明度的影响。火山活动对大气透明度的影响最大，火山爆发喷出的灰尘能强烈地反射和散射太阳辐射，而对地面发出的长波辐射却没有显著影响。据计算，火山尘埃散射太阳辐射的能力比散射地面长波辐射大30倍，尘埃反射太阳辐射的作用比大气分子强得多。根据实测结果，火山活动较多的年份，相应地到达地面的太阳辐射也较少。1912年至20世纪90年代，北半球火山活动相对较少，大气混浊程度减少，可以吸收更多的太阳辐射。因此气温增高，形成一个温暖期，蒸发加强，气候变得干燥。
（5）流域状况。黄河流域大部分属于干旱、半干旱的大陆性气候区。多年平均降水量476毫米，降水年内分配不均，大约60％的降水量集中在6—9月。径流的补给主要靠降水，因此年内分配不均匀，且年际变化大，天然河川径流量658亿立方米，实测年径流量431亿立方米。干流最大年径流量与最小年径流量的比值为2—3。降水量本来就不充沛，水资源不足，进入温暖期后蒸发加强，降水减少，旱情加重，水资源供求关系更加吃紧。最终导致黄河断流现象出现。
（6）下游补给。黄河下游流经华北平原，河床宽坦，水流缓慢，泥沙大量淤积，成为世界上著名的地上河，使该段黄河不仅得不到两岸地下含水层的水源补给，反而要用河水下渗补给地下含水层，越是干旱越是下渗严重。
（7）上中游补给。黄河径流主要来自于上中游以降水补给为主的地表径流与地下径流，流域内降水量的下降直接减少了径流的水源补给量。
2.黄河断流的人为原因
人类对水资源的不合理利用和对环境的破坏也是黄河断流的主要原因之一。
（1）森林覆盖率低，水土流失严重。历史上植被状况的恶化对黄河断流影响很大，在黄土高原，原有的茂密森林在唐代、宋代之后遭到人为的毁灭性破坏，直到今天，黄河流域的森林覆盖率仍然远低于全国平均水平，其生态破坏的趋势远未能得到根本性的遏制，甚至于有所发展。水土流失量惊人，使得土地蓄水、保水性能很差。生态环境的恶化、森林的消失是造成黄河洪灾与断流并存的历史原因。
（2）人口、经济迅速发展，耗水量剧增。20世纪50年代以来，黄河流域人口猛增，人类生产与生活规模无节制扩大，耗水量呈现急剧上升态势。50年代时，黄河下游灌区灌溉140万公顷农田，90年代灌溉面积上升到500万公顷，工业生产用水也数十倍地增长。在50年代初期，黄河供水地区年均耗水量122亿立方米，90年代初达到300亿立方米，而同时年均降水量反而有所下降。与50年代相比，90年代黄河下游非汛期来水减少24.5亿立方米，同期耗水量反而增加８1.5亿立方米，水资源供需矛盾尖锐，黄河水资源供远小于求，断流在所难免。
（3）水资源管理不协调。在枯水年份或者枯水季节，黄河沿岸各地只从自身利益考虑，纷纷引水、蓄水、争水、抢水，水资源管理混乱，水量分配不合理，水荒矛盾更加突出。加重了下游水资源匮乏的程度。
（4）水费偏低，农业灌溉方式原始，水资源浪费惊人。黄河流经了我国北方重要的农业产区，农业灌溉用水即占全河流用水总量的90％以上，而引黄渠每立方米水费仅为3.6厘钱，远远低于供水的生产成本，如此低廉的水价自然难以唤起人们的节约用水意识。目前，黄河流域共有水浇地500万公顷，农业灌溉仍然主要采用大畦漫灌、串灌等原始灌溉方式，一些灌区每公顷地年均毛用水量竟然高达60立方米，粗放经营的农业生产方式使黄河水资源的有效利用率不及40％，水资源浪费程度令人触目惊心。
（5）水体污染严重，水体质量不佳。随着人口的剧增、经济的发展，黄河流域水污染程度逐年加重，水体质量的明显下降既影响了人体的健康，也降低了黄河水资源的开发利用率，“水荒”矛盾更加尖锐。
（6）温室效应。二氧化碳等温室气体产生的温室效应，加速了气温的升高，蒸发量增大，降水减少，干旱加剧。
（7）海洋沙漠化。目前每年大约有18亿吨的石油通过海上运往消费地。由于运输不当或油轮失事等原因，每年约有180万吨石油流入海洋。另外，还有工业过程中产生的废油排入海洋。有人估计，每年倾注到海洋中的石油量达200万—1500万吨，其中一部分形成油膜浮在海面上，抑制海水的蒸发，使参与水汽输送的水量减少。同时又减少了海面的潜热的转化，使海洋减小了调节气候的作用，产生“海洋沙漠化效应”。尤其在20世纪70年代以来，在我国近海越来越显著，直接影响我国的气候、降水，使我国降水量有所减少。
（8）人为热释放。随着工业、交通运输业的发展，世界能量的消耗迅速增长。仅2000年全世界消耗的能量就相当于燃烧了380亿吨煤所放出的能量，在一定程度上增强了大气的干燥度，使陆地降水量减少。
（9）沿海城市气候的截流。由于城市的热岛效应造成市区与郊区之间的温度差，因而形成局部的热力环流，其在大范围气压梯度小时，表现比较明显。在白天市区中心有强烈的上升气流。这样，市区因凝结核特别多，又有上升气流，所以，降水量比郊区多，一般可增加 5％—10％。近年来，我国东部城市化进程特别快，城市发展规模大，数量多，众多的城市群对进入大陆空气中的水分有明显的“截流”作用，使之在当地产生降水，减少了进入内陆（如黄河中上游地区）的水量，使黄河主要补给区降水减少。
（三）黄河断流的影响
1.黄河断流对沿岸自然生态环境的危害
黄河断流能够引起河道萎缩，原来输入海洋的大量泥沙只能在沿岸地区沉积，由此抬高河床，不利于汛期洪水下泄，容易诱发更大的洪涝灾害。干涸河道中泥沙的骤然增多使河道潜在地有演变成一条巨大沙带的可能，久而久之，昔日黄河故道风沙弥漫的悲剧就可能会重现，沿岸土地缺乏水源保护，土地沙化、荒漠化的可能性增大。黄河季节性断流后，黄河三角洲地区缺乏足够的泥沙沉积与水量输入，地下水位下降，海水入浸，土壤盐碱化速度加快，生物种群多样化的优势将丧失殆尽。总之，黄河断流使黄河下游地区的自然生态环境趋向恶化，生态平衡失调，土壤肥力下降，不利于人类的生存和发展。
2.黄河断流对沿岸人类活动的影响
因黄河断流，黄河下游地区1972—1996年累计造成工农业损失约26８亿元，每年平均损失14亿元以上，受旱农田累计500万公顷，减少粮食100亿吨，黄河断流严重地扰乱了沿岸人民的生活，山东境内10余万居民长期供水不足。黄河季节性断流使其下游地区水源减少，而排入黄河的工业污水与生活废水却逐年增多，黄河的自净能力减弱，地下水水质恶化，威胁着人们的健康状况。黄河的季节性断流极大地制约了华北地区社会、经济的健康发展。
（四）黄河断流的对策探讨
1.植林种草，绿化大地，改善局部气候 植林种草，扩大植被覆盖率，发展生态经济，资源开发与水土保持相结合，涵养水源，保持水土，防止水土流失，改善局部气候，减少洪水危害，增加土壤肥力，增加地下径流。
2.控制人口数量，提高人口素质 黄河流域应重视对人口增长的有效控制，同时促使公民自觉地保护环境与水资源，合理用水，节约用水。
3.统一规划、协调开发黄河水资源 统一管理、统筹编制黄河水资源利用与调度方案，兼顾各地情况，充分发挥大型水利工程枢纽作用，拦蓄洪水调节径流。
4.加收水资源使用费，促进节约用水 实施水资源有偿使用制度，依法征收水资源使用费，适当提高水价，以刺激人们的水消费观念，唤醒节水意识，避免或减少水资源的浪费。
5.调整流域内的农业结构，减少用水量 在流域内大力培育推广耐旱作物，使灌溉用水量减少。
6.科学种田，实施节水灌溉新技术 管灌、喷灌、滴灌、渗灌是国际上一致公认的节水灌溉新技术，节水灌溉每公顷农田用水量仅为传统灌溉用水的1／5。黄河流域耕地面积宽广，传统灌溉方式普遍，节水灌溉新技术有着广阔的市场，其节水潜力相当可观。这不仅要在黄河中下游推广，更应在黄河用水大户的宁夏平原和河套平原推广。
7.加强污水的净化处理工作，提高水资源的重复利用率 提高水资源的重复利用率是工业节水的重要手段，努力搞好污染水体的净化处理工作，尽可能地提高工业用水的重复利用率，节约用水。
8.南水北调，跨流域调水 南水北调，引长江水进入黄河是解决黄河流域水资源紧张状况的重要措施。
9.更新工业和交通设备 设计出吸热存热新器械，使交通和工业中释放出的热能被再利用。减少人为热释放，降低陆地上空气的干燥度。
10.减少洋面浮油 通过有效措施，回收利用废油，合理运油，减少入海石油。设计“洋面吸油器”，对洋面定时“清扫”浮油，以减弱海洋沙漠化现象。
11.减少CO2排放 普及使用太阳能、地热等清洁能源，减少排放CO2，减缓“温室效应”的作用，降低空气干燥度。（资料来源：黄河网）
备课资料
一、构造运动的基本特征
（一）构造运动的方向性
按照构造运动的方向，大致可分为两类——水平运动和垂直运动。
1.水平运动
地壳或岩石圈物质大致沿地球表面切线方向进行的运动，叫水平运动。这种运动常表现为岩石水平方向的挤压和拉张，也就是产生水平方向的位移以及形成褶皱和断裂，在构造上形成巨大的褶皱山系和地堑、裂谷等。所以，从19世纪中叶开始，也称这种运动为造山运动。
目前可以找到许多例证，说明现代水平运动。如1970年云南通海地震，一条NWW向的断裂，长60 km，其水平位移量达2.2 m。1976年7月28日唐山地震，其水平位移达1 m多。又如，著名的美国西部圣安德列斯断层，沿此断层经常有地震活动（如1906年旧金山大地震），在1882—1946年，65年中进行4次三角测量，结果表明断层西盘主要向NE方向移动，平均速度为1 cm/a。近几年利用卫星测量资料，证明在断层两侧两个点（昆西和奥泰山）之间，4年内共靠拢了35.6 cm，平均每年水平位移达8.9 cm，出现了运动速度加快的趋势。
（2）垂直运动
地壳或岩石圈物质沿地球半径方向的运动，叫垂直运动，也叫升降运动。它常表现为大规模的缓慢的上升或下降，形成规模不等的隆起或凹陷，并引起海侵、海退，也就是导致海陆的变化。1890年，G.K.吉尔伯特称这种大面积的升降运动为“造陆运动”。
从现代垂直运动来看，大量的是缓慢运动，其上升或下降速度值一般为每年几毫米到几厘米。如据大地水准测量，喜马拉雅山的北坡地区，以每年3.3—12.7 mm的速度不断上升。但有时也产生快速垂直运动，特别是在地震过程中，沿着断层在瞬息间即可产生较大的垂直位移，如1957年蒙古博各多断层，在一次活动中垂直位移达300 cm。不仅是垂直运动如此，对于水平运动来说也有缓慢和迅速之分。
实际上把构造运动分为水平运动和垂直运动，并不意味着运动完全沿着水平方向或垂直方向进行。在自然界，这两种运动往往相伴而生，这里所说的“相伴”有两重意思，一是在自然界，构造运动的方向不一定都是单纯的水平或垂直方向，比如一条断层更多的情况是两侧岩层斜着相对滑动，其中既有水平位移分量，也有垂直位移分量；二是从两种类型运动的相互关系看，水平运动必然引起垂直运动，而垂直运动也会引起水平运动。例如岩层因挤压而褶皱，有些地方隆起，有些地方凹陷；岩层因拉张而断裂，同样也有些地方上升，有些地方陷落。
在地球发展历史当中，构造运动到底是以水平运动为主，还是以垂直运动为主，曾经有过很大争论。但从当前发展趋势看，大多数人认为应以水平运动为主。从狭义角度看，所谓水平运动还仅仅是指地壳上层岩石受到挤压而产生变形或错位。
在这里不妨简单地回顾一下两种关于地球演化的相互对立的观点，一是固定论，一是活动论。固定论者认为大陆自形成以来，其基底位置是固定不变的，这种观点也称为大陆固定论或大洋永恒论。从这种观点出发，自然主张地壳构造是垂直运动的产物，他们也承认有水平运动，但认为是由垂直运动派生出来的。活动论者认为在地球历史演变过程中，大陆在地球表面的位置曾发生过显著的水平移动。说得更确切些，这种水平运动不是一般的原地附近的水平位移和变形，而是整个岩石圈分成许多“板块”，这些“板块”在软流圈上进行“飘移”。这种观点由于“海底扩张”和“板块构造理论”的提出为越来越多的人所接受。因此，当今活动论比固定论占有更大的优势。
（二）构造运动的速度和幅度
除去地震、断层等在短暂时间内可引起显著的变形、位移外，一般地讲，构造运动是岩石圈的一种长期而缓慢的运动，其速度以每年若干毫米或若干厘米计，因此凭人们的感官无法直接感觉出来。但是不管构造运动有多么缓慢，由于地球发展历史经历了漫长悠久的时间，因而便会产生巨大的变化。例如，喜马拉雅山是今天世界上最高大的一列山脉。在3000万年以前那里还是一片东西横亘的汪洋大海（古地中海的一部分），长期处于缓慢下沉和沉积阶段，但所形成的海相沉积岩总厚度竟达30000 m，这是一个多么惊人的数字。后来亚洲大陆（板块）受到印度大陆（板块）的碰撞，岩层褶皱，大约在2500万年前开始从海底升起，到200万年前初具规模，虽然上升速度很慢，平均每年只有4 mm，但现在已居世界之巅，并仍处于继续上升的过程中。
又如，非洲和阿拉伯半岛本来连在一起，后来中间撕开一个裂口，并逐渐加宽，形成现在的红海，经测量证明，非洲已水平移动离开阿拉伯半岛200 km。再以印度次大陆为例，根据地质、地层、古生物、古气候、古地磁等资料都证明它是从南半球漂移过来的。若以孟买所在的地理位置为标准点，侏罗纪时在40°S；而在1.9亿年之后的今天，漂移到19°N的地方，即每年以几厘米的速度向北移动了7000 km。
强调水平运动的存在，并不等于否定垂直运动的存在，例如板块的俯冲或仰冲，地壳的隆起和凹陷，岩层的褶皱和断裂，都会引起地壳的升降运动。升降运动的速度和幅度常随着时间的发展和地区的不同而有差异。例如，在同一地区，常表现为升降交替进行的情况。比方上升为下降所代替，下降又常为上升所代替。在同一时间，常表现为甲地上升而乙地下降，或者相反，彼此互相交替。无论从时间看还是从空间看，运动总是呈现波浪起伏的情况。
（三）构造运动的周期性和阶段性
在地球演化历史中，构造运动无论是水平运动还是垂直运动，都表现为比较平静时期和比较强烈时期交替出现。在比较平静时期，运动速度和幅度都小；在比较强烈时期，运动速度和幅度都大。在漫长的地史发展过程中，曾有过多次构造运动相对缓和和相对强烈阶段，因而使构造运动表现出明显的周期性。构造运动从缓和到强烈，叫做一次构造旋回。一次构造旋回往往要经历2亿年左右的时间。
地球历史每经过一次大的构造旋回，都要引起世界性的或区域性的海陆、气候、生物、环境的巨大变化；同时，一次大的构造旋回还往往包括若干次一级的和更次一级的构造旋回，导致区域性的或局部性的地理变化。构造运动的周期性，自然也就决定了地球历史发展的阶段性。所以地史可以划分为许多代，代又分为若干纪，纪还可分为几个世，就是这种阶段性的反映。
虽然构造运动具有全球的周期性，但不同地区又有自己的周期性，而且不能认为每次构造运动都会波及整个地球，也不能设想每次构造运动在所有地方都会有相同的反映形式。例如，从晚第三纪以来，喜马拉雅山从古地中海升起，上升幅度达七八千米；而在同一时间，江汉平原地区却表现为缓慢下降，沉积了近1000米沉积层；在内蒙古高原地区表现为断裂活动和大面积的玄武岩喷发活动。
应该指出，在板块构造学说出现之前，对于构造运动在时空的表现规律，其主导认识是构造运动具有全球的同时性，承认有统一的构造旋回，具有可对比性。板块构造学说兴起后，认识到岩石圈板块是以大致均匀的速率不间断地运动的。因此在一定意义上否定了构造旋回的存在。但更新的理论对于这一客观存在必将会作出新的解释。
（摘自《地质学基础》宋春青、张振春）
二、地壳的岩石类型
岩石是由一种或一种以上的矿物或岩屑组成的有规律的集合体，是地质作用的产物。岩石是组成岩石圈的基本单位。岩石类型复杂多样，按岩石形成的自然作用类型，可将它们分为岩浆岩、沉积岩和变质岩三大岩类。
1.岩浆岩
岩浆岩是由炽热的岩浆冷凝结晶而成的岩石，它可以分成两个成因系列：一是由岩浆侵入地壳并在地壳中结晶形成的岩石，称为侵入岩；二是岩浆喷出地表（突破地壳），在海上或大气中冷却形成的岩石，称为火山岩。
在侵入岩中最为熟悉的是花岗岩，可以作为岩浆岩的代表。
2.沉积岩
沉积岩仅占地壳岩石总体积的5％，但由于它形成于广泛分布的陆地表面及海洋盆地中由沉积作用形成，因而，它占据地表75％的面积，沉积岩最显著的特征是成层性，在山区常常可以看到一层层的岩石，这就是沉积岩。组成沉积岩的物质来自陆地上已生成的各类岩石，它们称为沉积岩的母岩（或源岩）。除以上母岩外，火山喷出物、生物物质、水体中的化学沉淀物也是沉积岩的组成部分，在一定条件下，沉积岩中还有宇宙物质加入。
沉积岩根据物质来源、沉积物搬运和沉积作用方式可以分为陆源碎屑岩和化学及生物化学沉积岩两大类。
3.变质岩
地壳内早先形成的岩石（岩浆岩、沉积岩）为适应新的温度和压力条件，在不断发生整体熔融的固态前提下，矿物成分和岩石结构发生不同程度的变化，称为变质作用。经过变质作用后形成的岩石称变质岩。变质岩形成后还可经历新的变质作用过程，有的变质岩是多次变质作用的产物。
虽然岩浆岩和变质岩都是内生地质作用的产物，但两者的形成机制和特征有很大的不同。它们之间的主要区别是：前者主要是从流体相（岩浆）结晶转变成固相（岩石）的降温过程产物；后者主要经历了温度和压力的变化，是从一种固相转变为另一种固相的结晶过程。
沉积岩和岩浆岩可以通过变质作用成为变质岩。在地球表面，岩浆岩、变质岩又可以通过风化—搬运—沉积转变成沉积岩；变质岩、沉积岩进入地下深处，在一定的温度压力条件下熔融成岩浆，再经历冷却结晶作用又可生成岩浆岩。因此，在地壳—地幔范围内，三类岩石处于不断循环演化过程中。
〔摘自刘本培、蔡运龙主编的《地球科学导论》（高等教育出版社）一书〕
三、岩石的分类及其成因与矿产
岩石按成因分为岩浆岩、沉积岩、变质岩三大类。岩浆岩的成因是地球内部岩浆在巨大的压力作用下，沿着地壳薄弱地带侵入地壳上部或喷出地表形成火山喷发，随着温度压力的减小，冷却凝固而形成的岩石。常见的岩浆岩有花岗岩、玄武岩、流纹岩等。在岩浆岩形成过程中，有用矿物富集就形成了矿产，多金属矿。沉积岩是在外力作用下形成的。裸露在地表的岩石，在风吹、雨打、日晒以及生物作用下被破坏，这些碎屑物经风力流水的搬运作用由一地搬运到另一地沉积下来，经过压紧固结作用而形成的岩石就是沉积岩。沉积岩具有层理构造的特点，一层层的岩层记录了不同时代的地层。不同的地层，含有本时期的生物遗体或足迹，就是化石。根据化石可推测岩石的时代和当时的地理环境，沉积岩多外生矿产。变质岩是已形成的岩石，在岩浆活动、地壳运动产生的高温高压作用，使原来岩石的成分性质发生改变而形成新的岩石，就是变质岩。例如，石灰岩变成大理岩、页岩变成板岩等，变质岩多形成变质矿产。
四、地壳运动
地壳运动是连续不断、长期而缓慢地进行的。在不同区域和不同时期内，运动的性质和强度不一样，在同一地区不同时期内可出现不同的运动形式，而在同时期内不同地区里也表现为不同的形式，因此，地壳运动的性质和强度，存在着区域性和时间上的差异性。
1.地壳运动的类型
地壳运动的类型是复杂多样的，根据其性质和方向，可归纳为垂直运动和水平运动两种。前者表现为大规模的、长期缓慢的隆起和下沉；后者表现为岩层被挤压变形。两者都能使岩层发生断裂，并在空间上和时间上密切联系。
地壳的垂直运动又称升降运动、造陆运动或振荡运动。这种运动表现为范围较广地区的隆起和相邻地区的下降，可引起海侵和海退，使海陆发生变化和重新分配，可形成高原、断块山和凹陷、盆地和平原。地壳的水平运动又称造山运动或褶皱运动。这是大致平行于地球表面的运动，使岩层受到水平挤压力而发生褶皱和断裂，可产生一些大规模的褶皱带、挤压带，形成狭长的山地和凹陷、岛弧和海沟。
2.地壳运动的原因
地壳为什么会发生运动?运动的力量从何而来?为了解这个问题，科学家们曾提出过许多学说。近年来根据大量调查研究资料，又提出了新的学说。综合起来，主要的地壳运动学说有大陆漂移、海底扩张、板块构造、地质力学等。
（1）大陆漂移说
大陆漂移说是德国地球物理学家魏格纳在1912年提出的。他根据大西洋两岸两块大陆，如非洲和南美洲两个大陆的种种相似性和连续性，包括海岸线的形状、地层、构造、岩相、古生物等以及古气候、大地测量、地球物理的证据，认为由硅铝层组成的大陆能够像船一样在较重的硅镁层上漂浮。由于当时科学水平的限制，有些证据说服力不强，理论上也不够完善，所以存在着漂移和反漂移的争论。到了50年代中期，由于发现了新的强有力的证据，大陆漂移说重新被重视，并得到新的发展。例如，大陆和海底大规模平移断裂的存在、古磁极的迁移等都证明存在大陆漂移这样大规模的水平运动。根据一套完整的大陆漂移图证明，二叠纪时地球上只有一个联合古陆，大西洋和印度洋还不存在，非洲的东岸与南极大陆相连。联合古陆自三叠纪开始分裂以后，南北美洲、南极洲和印度大陆、澳大利亚分别向西、向南、向北漂移。侏罗纪时，北大西洋和印度洋继续发展。侏罗纪末期，南美洲和非洲开始分裂，南大西洋开始出现。白垩纪时，北大西洋向北延伸，南大西洋扩展，西班牙半岛向左旋转形成比斯开湾；马达加斯加岛由非洲裂出；澳大利亚与南极洲脱离；印度大陆继续北移。新生代时，澳大利亚北移很快，新西兰半岛由其东部分开；大西洋继续向北延伸，将格陵兰岛由欧洲分开；非洲略向北移，印度大陆与亚洲大陆汇合形成喜马拉雅山系。大陆为什么能在硅镁层上漂移呢?海底扩张说回答了这个问题。
（2）海底扩张说
海底扩张说是20世纪60年代初期由美国的赫斯和迪茨提出的。他们根据大量的大洋地质、地貌和地球物理调查资料分析，发现地壳厚约70—100千米的岩石层下部为厚几百千米的软流层。对流作用发生在软流层内，对流速度每年约1厘米至几厘米，对流所产生的拽力作用于岩石的底部，而不是地壳的底部。深部物质在大洋中脊处涌升，形成新的大洋岩石圈。它们从中脊的轴部向外做对称运动或扩张，到汇聚区又流入地下，熔化在软流层中。这个循环系统可达几千千米。海岭是对流的上升区，海沟是下降区。海岭两边地形非常崎岖不平；海岭上热流较高；离大洋中脊愈近，沉积物愈薄；基底地层愈近中脊愈年青；海底死火山和平顶山离海岭愈远，年龄愈老；具有交替变化的极性磁异带常在中脊两侧作对称排列，记录了各时期玄武质岩浆的磁场方向。这些都是海底扩张的证据。由于海底的扩张，整个海底每三四亿年就要更新一次。这就是海底沉积很薄和海底没有比中生代更老的岩层的原因。对流的形态决定了地球内部的情况，而与大陆的位置无关。大陆随硅镁层一起流动。当大陆达到对流的汇聚点时，因大陆较轻，便相对稳定。而硅镁层由大陆下部拐入地下，所以一般说，大陆常坐落在对流汇聚的地点；但如果一个新的对流循环恰由一块大陆下面上升，则大陆将被冲破而形成新的断裂。所以，大陆常处在压性应力之下，从而产生褶皱、逆掩断层和其他挤压型构造；海洋盆地则处于张性应力之下，从而海岭、海沟常被转换断层所切断。另外，若大陆随硅镁层一起漂移，它的前缘并不受力因而比较稳定，这相当于大西洋海岸的形式；若硅镁层由大陆下部拐入地下，由于拽力将在大陆边缘形成山脉和岛弧，这相当于太平洋海岸的形式。
（3）板块构造说
板块构造说是海底扩张说的具体引申。地球的岩石圈并不是整体一块，而是被一些构造活动带如海岭、岛弧构造、水平大陆断裂等所割裂，形成不连续的单元，叫板块。美国的勒比雄把岩石层分为欧亚、美洲、非洲、太平洋、澳大利亚和南极六大板块。这些板块的界限是海岭、岛弧和大断裂，而不是大陆的边缘。六大板块除太平洋板块完全是水域外，其他板块都包括部分海洋和大陆。板块由于对流的带动由海岭向两边扩张，在岛弧地区或活动的大陆边缘处沉入地下，通过软流层完成对流循环。大地构造活动的基本原因是几个巨大的岩石层板块相互作用所引起的。这些板块的强度很大，主要的变形仅发生在它们的边缘部分，如喜马拉雅、阿尔卑斯等山脉就是板块相撞后缝合线上的产物。板块内部则以强度大的断块为主。由于天然地震是大地构造活动的表现之一，所以世界上的大地震带就分布在板块的分界线附近。
五、河口三角洲
河流注入海洋或湖泊时，水流流来向外扩散，动能显著减弱，并将所带的泥沙堆积下来，形成一片向海或向湖伸出的平地，外形常呈“△”状，所以称为三角洲。
从河口区的动力特点来看，在潮流界上下移动的范围内，因河水受潮流的顶托，流速较小，最易形成心滩和江心洲，使河流发生分汊。在河口口门处，因水流扩散，流速减缓，泥沙常堆积成浅滩，横阻河口，故名拦门沙，为河口区航运的主要障碍。
河口三角洲的形成，是在河流作用超过受水体作用的条件下，泥沙在河口大量堆积的结果。冲积物在河口堆积，开始先出现一系列水下浅滩、心滩或沙嘴，水流发生分汊，同时形成向海倾斜的水下三角洲。随着各汊道的消长与心滩的归并扩大，使水下三角洲的前缘不断向海推进，而其后缘因滩地淤高，并盖上洪水泛滥堆积物，便变为水上三角洲的组成部分。由于汊道的不断变迁，在三角洲上往往形成许多交错的滨河床沙堤及湖沼洼地。
三角洲的主要类型有扇形三角洲、鸟足形三角洲和尖形三角洲。
在海水浅波浪作用较强能将伸出河口的沙嘴冲刷夷平的地区，常形成弧形扇状三角洲。我国黄河三角洲就是在弱潮、多沙条件下形成的扇形三角洲。它的特点是：河流入海泥沙多，三角洲上河道变迁频繁，有时分几股入海。泥沙在河口迅速淤积，形成大的河口沙嘴，沙嘴延伸至一定程度，因比降减小，水流不畅而改道，在新的河口又迅速形成新的沙嘴。而老河口断流后，又受波浪与海流作用，沙嘴逐渐被蚀后退，形成扇状轮廓。直至其上再有新河道流经时，这段岸线才又迅速向前推进。因此，随着河口的不断变迁，三角洲海岸是交替向前推进的，并在海滨分布许多沙嘴，使三角洲岸线路呈锯齿状。
在波浪作用较弱的河口区，河流又分为几股同时入海，各汊流的泥沙堆积量均超过波浪的侵蚀量，泥沙沿各汊道堆积延伸，形成长条形大沙嘴伸入海中，使三角洲外形呈鸟足状。由于这种汊道比较稳定，两侧常发育天然堤，天然堤又起着约束水流的作用，使汊流能够继续向海伸长。天然堤一旦被洪水冲积，就会产生新的汊流。美国密西西比河三角洲就是一个典型的鸟足形三角洲。在注入湖泊的河口，也常见有鸟足形三角洲。如我国的鄱阳湖、滇池等湖泊沿岸发育有许多大小不一的鸟足形三角洲。
在波浪作用较强的河口地区，河流以单股入海，或只有小规模的交汊，在此情况下，只有主流出口处沉积量超过波浪的侵蚀量，使三角洲以主流为中心，呈尖形向外伸长，称为尖形三角洲。长江三角洲即属这一类型。
此外，与三角洲形成过程相反，河流来沙量较小，河口受潮流的强烈冲刷作用，无三角洲形成，常成喇叭形，这种河口称为三角港或三角湾，如杭州湾（钱塘江口）就是一个典型的三角港。钱塘江挟沙少，河口海岸下降，潮差大，不仅使河流携带的泥沙不能在河口堆积，而且引起强烈的冲刷，使河口加深与展宽，逐渐形成三角港。三角港更加大了潮差，因而形成著名的钱塘江涌潮。涌潮使泥沙在河口区上段堆积成凸起的拦门沙。
六、冲积扇与冲积平原
冲积扇是河流出山口处的扇形堆积体。河流出山口后，比降显著减小，水流又分成许多交汊，呈扇状向外流动，河流能量显著降低，大量物质堆积下来，又有利于河流改道。随着各支汊的不断堆积和变迁，就形成冲积扇。冲积扇的物质结构，一般是顶部物质较粗，主要为沙、砾，随着水流搬运能力向边缘减弱，堆积的物质逐渐变细，分选也较好，一般多为沙、粉沙及亚黏土，所以冲积扇是较好的含水层，边缘常有泉水出露。可发展自流灌溉。若山地河谷随山地间歇抬升，也可形成叠置冲积扇。
冲积平原系指大面积的河漫滩、三角洲平原以及山前冲积扇和山间盆地冲积平原。它可由一条或几条河流形成。冲积平原多发生在地壳下沉的地区，这里地势平坦，有深厚的沉积层。例如华北平原上天津市内老西井钻井，深达863.4米，均为第四纪松散沉积物。江淮平原第四纪松散沉积物的厚度也达数百米，组成物质主要为冲积物，表层大多为亚黏土及黏土。下部为砾石、沙及粉沙。密西西比平原、西西伯利亚平原、亚马孙平原和恒河平原等都是世界有名的大冲积平原。
冲积平原的形态与物质结构主要取决于河流的特性。由于河流泛滥，粗粒物质首先在沿河地带堆积，而较细物质被带至较远的地方，慢慢堆积下来，使沿河两岸往往形成由沙、粉沙构成的略微高起的天然堤。而河间地带地势相对低下，常有湖沼分布，组成物质多为亚黏土、黏土和湖沼的沉积物。
随着河床不断堆积，天然堤逐渐增高，特别由于筑堤以防洪水。堤内河床堆积更多，进一步抬高了河床，人工堤亦必须随之加高，于是河床显著高出于两岸，成为地上河，如黄河郑州京广桥以下河段。一旦洪水冲决人工堤防或天然堤，就使河流改道，原来的河间低地为河流所占据。形成新的河床和天然堤，并逐渐堆积加高，而废弃的河道和天然堤相形低下，或逐渐埋没于黏土、亚黏土和湖沼堆积之下，使冲积平原的形态与结构复杂化。平原中往往粗细物质相间成层，其中古河床的沙砾层为丰富的含水层，漫滩上部黏土为相对的隔水层。所以对冲积平原的形态特征与物质结构的研究，关系到农业生产地下水的探测。
规模较大的冲积平原主要有三种类型：一种是山前平原，属冲积—洪积型，由洪积扇的合并或大冲积扇构成，如黄河出孟津形成的大冲积扇；一种是泛滥平原，即广阔的河漫滩平原，一般分布在河流中下游或山间盆地，主要由冲积物组成，如长江中游平原（江汉平原）；再一种为三角洲平原，属于冲积—海积型，沉积物质颗粒较细，泛滥带与河间低地地势高差很小，沼泽面积较大，海面升降或周期性海潮入侵，造成海积层与冲积层相互交替的现象。它主要分布在沿海地区以及太湖湖滨地带。华北平原主要就是由黄河和海河等三角洲不断向海滩推进而形成的冲积平原。在沿底湖西部，有宽广的湖成三角洲平原。
七、风沙对地表的作用
干燥地区风力对地表物质进行作用是通过风蚀（吹蚀和磨蚀）搬运和堆积三种过程来完成的。这三种过程的结果就产生各种类型的风成地貌。风成地貌除在干燥区分布外，在沙源充足、地面平坦的海滨平原或湖滨平原等地也可形成。由于风沙活动在一个广阔的空间，而且风向随时都有变化，因此它在某一地区不同时间内，就会出现不同的过程；在一定时间内，不同的地区也可出现不同的作用过程，甚至在某些地段的很短距离内，也有可能同时看到风蚀、搬运和堆积作用。
风吹经地面时，因为地面不平，气流发生乱流作用，可以吹扬地面的沙粒。风吹起沙粒并挟带沙粒向前移动，运动的沙粒对岩石表面或岩石裂等凹部进行摩擦和旋磨，因此风蚀作用实际上包括对地表的吹蚀和对岩石的磨蚀两方面。在这两种作用下形成了各种风蚀地貌。在离地面2米高处的风速达4米／秒左右时，风就可将地面松散的细沙粒（0.01—0.25毫米）扬起，并挟带沙粒随风前进，即形成风沙流。风沙流含沙量是随高度增加而减少的，如：风速5米／小时，沙粒90％集中在近地面11厘米高的气流中移动；风速7米／秒时，沙粒99.9％分布在近地面76厘米以下的高度内的气流中移动。
根据风速和沙粒粗细的不同，风的搬运形式也不一样，可分为悬移、跃移和蠕移三种形式。
风力减弱，使气流中含量相对增多，或风沙流在前进中遇到障碍物而使风力减小等，均可使沙粒发生堆积。经风搬运和堆积的碎屑物称为风积物。风积物主要有沙漠堆积和风成黄土。沙漠堆积通常为风成沙，其特点是：一般分选良好，构成沙丘的风成沙主要为粒径 0.1—0.25毫米的细沙，有时能具有斜层理和交错层理；磨圆度高；硬度大的矿物含量高，以石英为主。由风堆积的风成沙，可形成各式各样的沙丘。
（1）风蚀地貌
常见的风蚀地貌有雅丹、风蚀洼地、风蚀蘑菇、风蚀谷和风蚀残丘。下面着重介绍两种：
风蚀洼地 由疏松物质组成的地面，经风蚀后，常形成宽广而轮廓不大明显的、成群分布的洼地。称为风蚀洼地。其外形多呈长椭圆形，长轴与主风向一致，也有的洼地呈新月形。新月形洼地，弧形突出的一端面对主风方向。风蚀洼地一般深度不超过10米，长度在1000—2000米，在我国柴达木盆地西部有广泛的发育。
风蚀蘑菇 在发育有垂直节理的基岩地区，经强风长期侵蚀后，就会形成一些孤立的石柱，即为风蚀柱。由于接近地表部分的气流中含沙量较多，磨蚀强烈，如再加上基岩岩性的差异，风蚀柱常被蚀成菌状，称为风蚀蘑菇。
（2）风积地貌
风积作用形成的沙丘，是沙漠地区最基本的地貌形态。沙丘的形成发展是干燥气候条件下和沙质地表的相互作用，并受地形、地面物质（沙源供应情况）和植物条件等因素影响的产物。由于这些因素在各地多变，因此产生多种类型的沙丘，主要有新月形沙丘、纵向沙垅、格状沙丘等。
新月形沙丘在单一方向的风或两种相反方向的风（其中有一个为主风向）的作用下，常形成一种平原上呈新月状的沙丘，称为新月形沙丘。它的纵剖面两坡不对称，迎风坡坡形微凸，坡度较小（10°—20°），背风坡坡形下凹，坡度较大（28°—34°，相当沙粒的静止角）。在背风坡两侧顺着风向延伸对称的两翼；在背风坡与迎风坡相连结的地方形成弧形的丘脊。新月形沙丘高度自数米至30米不等，其弓径长度（两翼间距离）一般在数十米到300米之间。这是风积地貌中非常普通的形态，分布也极为广泛。在北非撒哈拉和我国的塔克拉玛干、柴达木、巴丹吉林等地区都有广泛分布。
（摘自《自然地理基础》）
八、平原
平原是陆地上最平坦的地域，它好像铺在大地上的绿色地毯，坦荡千里，辽阔无垠。平原地貌宽广低平，起伏很小，海拔多在200米以下。世界平原总面积约占全球陆地面积的1／4。
平原可以分成两类。一类是冲积平原，主要由河流冲积而成。它的特点是地面平坦，面积广大，多分布在大江、大河的中、下游两岸地区。另一类是侵蚀平原，主要由海水、风、冰川等外力的不断剥蚀、切割而成。这种平原地面起伏较大。
我国的华北平原是一个地域辽阔的典型的冲积平原。它的形成一直可以追溯到一亿三千多万年以前的燕山运动时期。那时我国北方地区曾发生过一次强烈的地壳运动，山西与河北交界的地带猛然隆起，形成高耸的太行山。东面的华北平原地区断裂下陷，被海水淹没。到了距今3000万年前的喜马拉雅运动时，太行山再次抬升，东部地区继续下陷。随着这种西高东低的地貌结构的形成，从西部黄土高原延伸的条条河流，挟带着大量泥沙不断向东部低地冲刷而下，到了河流的中、下游地区，水面宽阔，地势平坦，河水的流速将大大减慢，其携带的泥沙也慢慢沉积下来。久而久之，就在山麓东部形成一大片扇面状冲积平原，其中以黄河沿岸的古冲积扇面积为最大。由于黄河、海河、滦河等水系每年都要挟带大量泥沙，自西而东冲刷和堆积到东部低洼地区，使古冲积扇面积不断向东延伸扩大，最后终于形成了坦荡辽阔的华北平原。
我国平原面积约100多万平方千米，占全国总面积的1／10。除华北大平原外，还有东北大平原和长江中下游平原。在世界的其他地区，著名的大平原有前苏联的西伯利亚大平原、南美洲的亚马孙平原、印度的恒河平原、北美洲的密西西比大平原等。
平原地区面积广大，土地肥沃，水网密布，交通发达，是经济、文化发展较早的地方。历史上四大文明古国都是从大河附近的平原上发展起来的。我国的长江中下游平原素有“鱼米之乡”的美称。平原底下的有些地质构造有利于煤和石油等矿产资源的形成，许多重要的煤矿和油田往往在平原地区发现。今天大陆边缘的浅海，其实也是些暂时被水淹没的平原，那里的煤，特别是石油储藏量相当丰富。
九、沙漠
沙漠，是大自然留给人类的不幸之地。全世界有1／10的陆地是沙漠，总面积达1535万平方千米。我国的沙漠面积也有64万平方千米，占全国面积的11%。有些荒漠中见不到沙，尽是些光秃秃的石滩和砾石，这就是常说的戈壁。我国的戈壁面积有46万平方千米。
世界上的沙漠大多分布在南北纬度15°—35°的信风带。这些地方气压高、天气稳定，风总是从陆地吹向海洋，海上的潮湿空气却进不到陆地上，因此雨量极少，非常干旱。地面上的岩石经风化后形成细小的沙粒，沙粒随风飘扬，堆积起来，就形成了沙丘。沙丘广布，就变成了浩瀚的沙漠。有些地方岩石风化的速度较慢，形成大片砾石，这就是荒漠。

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一、演化着的宇宙
宇宙有没有起源和终结，它是永恒的还是演化的，各种文明都有自己的解释。在中国有盘古开天地的传说，在西方有上帝创造宇宙的传说。在很长的一个历史时期中，“天不变，道亦不变”的宇宙观由于符合封建统治者的利益而得到广泛传播。17世纪以后，各门自然科学的飞速发展，不断冲击着这一僵化自然观的统治地位。直到20世纪，以众多观测事实为依据的科学的宇宙起源和演化理论才正式宣告诞生。
20世纪20年代以后，天文观测发现银河系以外的天体都在远离我们而去，这说明宇宙是膨胀的。美国天文学家哈勃总结后退的速度与距离的关系，距离越远后退的速度越快，这就是哈勃常数。据推测，宇宙在150亿—200亿年以前半径为零。这就是说宇宙由于某种原因，在150亿—200亿年前发生了一次大爆炸，开始形成。60年代发现的类星体，认为是宇宙早期天体，它们处于宇宙的边缘。它们的距离大约在150亿—200亿光年。
早在20世纪30年代初期，有人根据大爆炸理论计算出，大爆炸后最初几分钟，宇宙就像一颗氢弹爆炸时产生的火球，处处充满了温度高达1.0×109K的光辐射。随着宇宙的膨胀，辐射温度不断降低。作为这种过程的遗迹，当时宇宙中应存在温度约为5 K的背景黑体辐射（由于这种辐射的峰值波长在1 mm附近，处于微波波段，故又称为微波背景辐射）。60年代中期，美国贝尔电话实验室的彭齐亚斯和威尔逊，发现全天各方向都有相当于2.7 K的微波辐射。30年前是用宇宙半径为100亿光年计算的宇宙平均温度为5 K，若用150亿光年计算，与2.7 K更接近。这个结果有力地支持了宇宙大爆炸理论。
宇宙是否要永远地膨胀下去？有的科学家认为目前宇宙的平均密度还未达到宇宙的临界密度，宇宙可能要继续膨胀下去；有的科学家认为宇宙中有大量的隐物质，如看不见的暗星云和黑洞等，加上这些物质，宇宙的平均密度就要比临界密度大多了。宇宙迟早会收缩，这样的宇宙是一个脉动的宇宙，膨胀、收缩、再膨胀、再收缩，周而复始地继续下去。
二、天文学与人类
远古时代，游牧民族逐水草而迁徙需要辨别方向，农业民族按时令播种需要确定季节。在年复一年的长期实践中，他们逐渐发现了这些影响自己生活的大事与日月星辰等天文现象之间的密切关系。巴比伦的泥碑、埃及的金字塔、中国殷墟的甲骨文里，都留下了天文学诞生时期的丰富例证。在以后几千年的发展进程中，天文学对人类文明的进步一直作出巨大贡献。16世纪哥白尼的日心说使自然科学第一次从中世纪神学的桎梏下解放出来。17世纪伽利略、牛顿为研究太阳系天体运动规律而建立的经典力学体系，至今仍是现代工程学（包括宇航科学）的基础。20世纪30年代对太阳和恒星内部结构和能源的研究导致了热核聚变的概念，为人类利用核能提供了依据。特别是近半个世纪以来，人类探索宇宙的热情有力地推动了遥测遥控、空间技术、计算机等一系列高新技术的发展，并使之直接服务于全球通讯、资源调查、气象预报等国民经济部门，而这些技术在天文上的应用则使人们对宇宙的认识突飞猛进，第一次有可能用统一的原理来说明从基本粒子到化学元素、从星系到恒星、从太阳到地球、从原生物到人的长达上百亿年的演化史。
三、地球生命和地外文明
这个问题使许多人感兴趣，并引起了许多科学幻想的故事，然而在这个问题上至今还有许多谜。
地球上的生命之所以产生，是因为地球在太阳系中特殊的位置和太阳长时间稳定造成的，主要包括以下条件。
1.有必要的物质组成，即能合成有机物的碳、氢、氧、氮等元素。
2.生命需要适中的光和热。温度过高，碳原子的化学键被破坏；温度过低，又会使生命过程停顿。
3.有液态的水，这是生物体绝对不可缺少的组成部分。
4.有大气。大气有三个作用：一是大气通过紫外线照射和电火花合成有机物；二是保护生命安全不受陨石和宇宙射线损伤；三是保持地球表面的温度。
5.以上条件能够维持很长时间，使生命有一个产生、发展、进化的过程。
以上条件目前只有地球才能满足。
生命是宇宙物质最高级和最复杂的运动形式，是物质在一定条件下演化的产物。从这一点来看，生命在宇宙中具有普遍性。那么宇宙中哪些地方可能会有生命呢？宇宙中每天有许多恒星诞生。据推算，在目前已知的宇宙范围内，每年就有可能诞生30多万颗新的恒星。在这30多万颗恒星中，带有行星的恒星会有多少呢？一种看法认为，行星是由两颗恒星相碰，甩出来的物质经冷凝而成的。如果是这样，生命就不可能出现。因为恒星间距离遥远，彼此间碰撞的机会极少。另一种看法认为，太阳、行星、小行星和彗星都是同一块星云形成的。当这块星云冷凝时，极大部分物质聚集在中心形成太阳，剩下部分形成扁平的盘状体环绕着太阳。圆盘中的小颗粒彼此碰撞聚集在一起，形成了行星和卫星。如果是这样，银河系中除双星和聚星外，大约有1000亿颗恒星是带有行星的。整个宇宙中带有行星的恒星，数目将是十分可观的。这样，宇宙中可能有生命的地方就很多了。从太阳系来看，生命只出现在地球上，这说明恒星的周围可能会有一个生命带。在这里温度既不太高又不太低，适合于水的存在。小质量的恒星，这个带会很窄；大质量的恒星，这个带可能较宽。地球上形成现在这个文明社会，已经经历了将近50亿年，小质量的恒星和大质量的恒星都不会有那么长的稳定期。只有像太阳这样，温度、大小都合适，才能提供良好的条件，使生命在其生命带的行星上出现。由此可知，要在宇宙中寻觅知音，应该去找发出的能量既不太大又不太小的单颗恒星。对行星来说也要找质量不要太大也不能太小，距离恒星要适中的行星。行星的运行轨道近似圆形，这样它的环境不至于变化太大。
四、太阳能的利用
太阳的核聚变反应 在太阳核心内部进行着4个氢原子核（质子）聚变成1个氦原子核（α）粒子的过程，同时放出大量的能。要想使带正电的氢原子核有足够的动能克服它们之间的斥力而结合，必须有高温、高压的核反应条件。太阳内部有0.15亿K的高温、2.5×106 Pa的大气压，氢核聚变成氦核是可以做到的。形成氦核以后，若要再继续聚变，则要求有更高的温度和压力条件，但太阳内部的这个条件就不够了。
太阳内部的聚变反应有两种类型，一种是不经过任何媒质直接反应，叫质子—质子反应，聚变以这种反应为主；另一种是通过媒质碳起催化作用，叫碳—氮原子循环。无论是哪种类型都是4个质子变成1个氦原子。在这个过程中释放出大量的原子核能。据计算，聚变反应可以维持太阳辐射的时间为百亿年。
太阳能利用方式主要有太阳能的热利用和太阳能光电利用两种方式。
（一）太阳能热利用。将太阳能转换为热能后使用。实现转换的器件为集热器。由于利用的目的不同，集热器及其匹配系统各不相同。
1.太阳灶从原理和结构上大致分为三类：箱式太阳灶、聚光太阳灶、热管式太阳灶。我国是推广应用太阳灶最多的国家，尤其是在太阳能丰富而能源短缺的地区，很受农牧民欢迎。
2.太阳能热水器是太阳能热利用中具有代表性的一种装置，供应生活用或工农业用的低温（40—60 ℃）热水。
3.太阳能干燥器是利用太阳能干燥农副产品的一种装置。
4.太阳房是利用太阳能采暖和降温的房子。又分被动太阳房和主动太阳房。被动太阳房是指完全依靠建筑结构本身的吸热、隔热、保温和通风特性，不需要安装特殊的动力设备，即可利用太阳能达到夏凉冬暖的房屋。主动太阳房一般由集热器、传热流体、蓄热器、控制系统及适当的辅助能源系统构成。它需要热交换器、水泵和风机等设备。这种太阳房造价较高，但室温能主动控制。
5.太阳能发电利用集热器把太阳辐射能变成热能，然后通过汽轮机、发电机来发电。又可分为高温发电和低温发电两大类。
（二）太阳能光电利用指太阳的辐射能光子通过半导体物质转变为电能的过程，通常称“光生伏打效应”。
1.近年来一些发达国家先后建立起太阳能光发电站。
2.太阳能电池又有单晶硅太阳电池和非晶硅太阳电池之分。
五、载人飞船、航天站和航天飞机
载人飞船是能保证航天员在外层空间生活和工作，以执行航天任务并返回地面的航天器，也称为宇宙飞船。它是运行时间有限，仅能一次使用的返回型载人航天器。1961年原苏联发射了第一艘“东方”号飞船。航天站是可供多名航天员巡访、长期工作和居住的载人航天器，又称空间站或轨道站。在航天站运行期间，航天员的替换和物资设备的补充可以由载人飞船或航天飞机运送，物资运输设备也可由无人航天器运送。1971年，原苏联发射了世界上第一个航天站——“礼炮”1号航天站。航天飞机是可以重复使用的、往返于地球表面和近地轨道之间运送有效载荷的飞行器。在轨道上运行时可在机载有效载荷和成员的配合下完成多种任务。航天飞机通常设计成火箭推进的飞机，返回地面时能像滑翔机或飞机那样下滑和着陆。它的特点是可以多次重复使用，发射成本较低和用途广泛。1981年4月，美国成功地发射了世界第一架航天飞机——“哥伦比亚”号。
人类发射的空间探测器举例
“火星”号探测器是前苏联行星和星际探测器系列，主要任务是探测火星和它周围的空间。从1962年11月到1973年8月共发射7个，其中2个探测器的轨道舱飞越火星，2个探测器的轨道舱越过火星后进入日心轨道，另外3个探测器的轨道舱进入绕火星轨道，成为人造火星卫星。探测器的一个着陆舱落到火星表面，2个着陆舱在火星表面软着陆。“火星”号探测器由轨道舱和着陆舱组成，轨道舱内为探测器的主要系统和设备，着陆舱有逼近火星飞行时探测火星的科学仪器。探测器在发射过程中测量地球外大气层，在向火星飞行中探测行星际空间环境，在到达火星附近时，从不同高度观测火星表面。探测器在火星表面软着陆后，测量火星表面的化学和物理特性，向地球发回火星的电视图像。
“阿波罗”工程也称“阿波罗”计划，是美国于20世纪60—70年代初组织实施的载人登月工程。这一工程的目的是实现载人登月飞行和人对月球的实地考察，为载人行星飞行和探测进行技术准备。它是世界航天史上具有划时代意义的一项成就。工程开始于1961年5月，至1972年12月第6次登月成功结束，历时约11年，耗资255亿美元。在工程高峰时期，参加工程的有2万家企业、200多所大学和80多个科研机构，总人数超过30万人。整个“阿波罗”工程包括：（1）确定登月方案；（2）为登月飞行作准备的4项辅助计划（第一，“徘徊者”号探测器计划，共发射9个探测器，在不同的月球轨道上拍摄月球表面状况照片近2万张，以了解在月面着陆的可能性。第二，“勘测者”号探测器计划，共发射5个自动探测器在月球表面软着陆，通过电视发回8.6万张月面照片。第三，“月球轨道环行器”计划，共发射3个绕月飞行的探测器，对40多个预选着陆区拍摄高分辨率照片，获得1000多张小比例尺高清晰度的月面照片，据此选出约10个预计的登月点。第四，“双子星座”号飞船计划，先后发射10艘各载2名宇航员的飞船，进行医学生物学研究和操纵飞船机动飞行、对接和进行舱外活动的训练。）；（3）研制“土星”号运载火箭（用于发射“阿波罗”号飞船）；（4）进行试验飞行；（5）研制“阿波罗”号飞船；（6）实现载人登月飞行。
“天空实验室”是美国第一个实验性航天站。1973年5月14日发射，进入离地面 435 km 的近圆轨道。“天空实验室”共接待3批航天员，每批3人，在航天站内分别工作了28天、59天和84天。用58种仪器进行了270多项天文、地理、遥感、宇宙生物学和航天医学试验研究。重要的项目有：用太阳望远镜观测太阳并拍摄了18万张太阳活动的照片；用6种遥感仪器对地球进行了观测，共拍摄了4万多张地面照片；用7种仪器研究太阳系和银河系的情况；用特殊的医疗器械研究长期失重对人体生理的影响；还进行了失重条件下材料加工试验。
“哥伦比亚”号航天飞机是第一架成功实现近地轨道飞行的美国航天飞机。1981年4月12日首次试飞，在轨道上运行54小时后安全着陆。到1984年10月共飞行5次。航天飞机为人类自由进出宇宙空间提供了很好的工具，是航天史上的一个重要的里程碑。
六、生命在宇宙中普遍存在吗？
“机遇”号传回火星土壤显微照片，显示火星曾经存在液态水的迹象。
只要有水，怎样恶劣的环境条件下都有可能产生和存在生命。
假如火星上存在生命，则太阳系之外的行星同样可以存在生命。
2004年1月30日，美国宇航局宣布，“机遇”号火星车在其着陆点附近已发现火星曾经有水存在的初步证据，暗示这个红色星球上从前比现在更“湿润”，适合于生物的生存。负责火星探测项目的主任泰辛格说，“机遇”号在其着陆点附近发现了赤铁矿存在的线索，而这种矿物通常只在有液态水的环境下生成。
这是对火星探测的一次重大突破。有液态水存在，就有演化出生命的可能。英国《新科学家》甚至怀疑，美国人或许已经在火星表面找到了生命，只是不愿公布而已。他们这么怀疑的理由是：美国人在公布出来的火星照片中，“故意”把其中的绿色成分隐去了。
火星上真的有生命存在吗？严肃的科学家会考虑到火星上恶劣的环境：火星比地球要冷得多，以至于二氧化碳都会结成干冰；火星的大气稀薄，且成分跟地球完全不一样；火星表面处于强宇宙射线笼罩之下；火星上目前没有液态水。
这些都是生命存在的极端条件。实际上，在对地球上同样恶劣的环境进行研究后，科学家已经发现，这些地方依然存在着生物。生命的顽强，远远超出人们的想象之外。
七、冷热不是问题
在过去20年中，科学家开始研究南极等雪地上的生态环境，研究这些看上去不可能有生命的地方的甲烷、二氧化碳含量。直到最近，研究者还认为在类似雪地的低温冻土环境中，一切新陈代谢都理应停止进行。
然而2003年9月，一个日本科研小组发现了富士山覆盖白雪的山顶上有着数量丰富的各种微生物。这第一次证明了雪覆盖的地表拥有异常活跃的生态环境。让人不解的是，冬季，这里单位面积上的微生物总量要比夏季高出三倍之多，微生物在冬季达到最为活跃的程度。
“一些种类的微生物在-20 ℃以下的极冷环境下表现还很活跃，它们被称为嗜冷微生物。”国内最早研究极端环境下生物生长情况的科学家周培瑾告诉本刊记者，“即使在南极冰川的地表深处，微生物同样可以生长得很好。”
也有不怕热的生物。1977年，海洋生物学家在海底火山口附近发现了生物，尽管火山口水温高达350 ℃，周围生命却依然生机勃勃。在火山附近的热水中生活着巨蛤、贻贝还有孔线虫和其他一些说不出名的生物，它们不需要阳光，仅仅依靠海水中的硫化物作为能量。海底火山口附近还有一些较高级的动物，如虾、蟹等，它们能在极端恶劣条件下生存、繁衍，连科学家都感到惊讶。
另一种极端情况是，甚至在热核反应堆中也可以找到生命。
“超热微生物可以生活在130 ℃以上的高温环境下。在这样的温度环境中，它们的蛋白质也不会变性（也就是不会被煮熟）。”周培瑾介绍说。其实，对于这些动物而言，极端的条件也许正是它们的天堂。
八、黑暗中的生命
许多生命不惧黑暗，它们可以生活在没有一丝阳光的深海底，也可以生活在地球深层的岩石中，忍受高温和高压。
科学家在美国爱达荷州200米的地下发现了一些微小的能产生甲烷的细菌，它们以氢为食物，喷出甲烷。和人们以前所知的地球生物不同，它们几乎不需要普通生物所需的营养成分，也不需要阳光和氧气，地下温泉周围含氢的岩石就是它们的乐土，这些细菌构成了生态系统的最底层。科学家认为，这种产甲烷的细菌属于一种古老的细菌群体，适于在极端的环境中生存。
其实，原始的生命可能就是不需要阳光的。中国科学家在长城附近采集的矿石标本中，找到了距今14亿年前的海底原始生命的遗迹。这些细菌不但可以适应高温、高压、没有阳光和缺乏氧气的极端环境，而且可能借助火山活动喷发的硫化氢等物质，把对普通生命有毒的气体转化为养分。
九、水是唯一必要条件？
顽强的生命在地球上几乎无处不在，包括充满紫外线的大气上界和高压作用下的岩石圈中。假如其他星球具有类似地球上这样的极限环境，就可能找到相似的微生物生命体。生物学家进行极端环境下微生物群生态系统的研究，就是希望能对外星生命的探寻有所借鉴。
“就现在看来，水是生命存在的唯一必要条件。”周培瑾说，“而且从理论上说，一个存在液态水的星球，只要给出足够长的发展时间，就有可能演化出生命。”
基于此，现在初步发现曾经存在过液态水的火星上，存在生命的可能性当然比较大，因为其“极端性”并没有超出上述范围。另一颗更有希望存在生命的太阳系内星球是木卫二，这颗叫做欧罗巴的卫星表面温度是-162 ℃，终年结冰，但科学家推测，因其围绕木星高速旋转，潮涨潮落所产生的巨大热能足以使冰层下出现液态海洋（与地球南极发现的冰下隐形湖相似），冰下海洋如果有类似地球海底火山的喷发（这种可能性极大），就具备产生生命的条件。
“研究火星，最重要的意义在于解决宇宙中生命的起源和演化（由低级到高级、由高级到文明、由文明到科技）是不是普遍规律。目前只知道地球上有生命，还不知道另外任何一个天体上有。如果火星上有生命，那么在太阳系中除了地球，还有另外的星球有过或者曾经有过生命，则太阳系之外别的星球也可能会有，这就说明生命的起源与发展在宇宙中更接近于普遍规律。”国内著名天文学家李竞这样告诉记者。
换言之，如果这一次美国探测火星的科学家能给出确切的答案，即火星上有水，并且有生命存在的迹象，那就可以间接证明，生命在宇宙中同样普遍存在；过去悬而未决的很多谜团，这一次可以得出确切的结论。
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地理系统
系统性是事物所普遍具有的规律，地理事物或景观的系统性特征表现得十分强烈。传统上地理学家用“综合性”来称呼地理事物的这种特性。我们知道，地球表层各圈层之间和各内部成分之间相互联系与作用，构成了最大的地理系统——地球表层系统。按系统科学家钱学森的意见，地球表层系统（狭义的地球系统）是开放的复杂的巨系统。所谓开放，就是它与外界有物质能量的交换。太阳辐射是最主要的输入流，长波辐射则是主要的输出流。复杂指的是系统内部单元多，类型极不统一，这样一个系统是巨系统。它有别于统计规律占优势的大量同类型粒子组成的宏系统。理论上，巨系统是最为复杂的。
不仅整个地球表层是系统，而且作为地球表层个别表现形式的环境和区域也具有系统性，一个草地环境的各单元相互联系和作用形成系统结构图。各圈层单元构成了地理系统的单元，地理过程联系了系统的内部单元。大量的研究致力于单元相互作用的具体形式。
像所有的系统一样，地理系统是有特征和状态的。状态是一个具有特殊含义的系统科学用语，它是足以刻画系统过去、现在和未来状况的特征或特征量的集合。一个系统的状态描述，并不意味着对系统所有特征的罗列。其实这种罗列的特征可以无限多。例如，对草地环境选取了不同的状态集合，这样系统内部联系也有所不同。值得注意的是，增加系统的复杂程度，未必能有效地改进系统描述，因此系统科学家卡曼指出，状态是描述系统性状的最小特征集合。
地理系统在许多情况下是个热力学系统，它满足能量守恒、质量守恒的要求，因此联系地理系统的状态特征或单元的状态描述量之间会达到某种力学上的、物质量之间的平衡。如一个空间系统，包含有若干资源需求的城市和资源供应的城市，城市与城市之间有若干物资流的联系。显然，长期地看，实际供给出的总资源量，等于实际总需求的资源量，在空间资源各路径的流量达到某种平衡，这时系统成某种平衡的地理空间（流量）结构。在这个过程中，资源不能创生也不能被消灭，系统依质量守恒律确定状态量之间的平衡（当输送的是电能等，由能量守恒定律确定）。
我们可以设想，由于运费和杂税消耗等，必然有一种或几种空间结构可能使运费最少或消耗最小，这类结构在给定的地理原则下是最优的，而人类的主动或被动的自我调节会使资源分配的空间流结构趋向于某种关于空间市场需求量、空间道路利用率的状态集合。
总之，我们看到地理单元之间会因热力学守恒律的存在而形成某些平衡状态或结构，而这些允许的状态中又可能存在某种给定的地理原则下最优的状态或结构，地理过程有驱动地理系统趋向于这种最优状态或结构的可能性。我们称这是地理系统的平衡特性。
实际的地理系统往往是动态的，它们的状态会发生变化。特别是当外界有输入时，系统会有自己特定的状态动态过程（或称状态响应）与输出。如一段河流，上游来水来沙是它的输入，约定河流对下游的输沙量、含沙分布为输出，取河流横断面形式，河槽深泓线深度与蜿蜒形态、弯道水流结构等为状态，当来水量、来沙量变化时，河流有自己特定的状态响应，结果有对下游特定的泥沙量及分布输出。同样的可能，来水来沙量对另一河段可能给出另外的状态响应和输出形式。显然，决定对下游输沙状况的不是河道断面，也不是深泓线，而是作为一个整体的河流系统。地理系统表现为统一的功能体，系统输入与系统功能特性共同决定了输出，这就是地理系统的功能特性。
地理系统的另一种特性是它的自组织特性。系统论认为系统的平衡有两种可能，不同的系统数学结构，数学结构不一样，系统可能的状态集合和演化行为是不一样的。偏离稳定平衡状态的状态，会以衰减的形式或衰减波动的形式趋向平衡状态。由数学分析证明，状态还可以趋近某一周期运动，似周期非周期地混沌运动等。
地理学中早就发现地理系统趋向于某一稳定状态的现象。在河流地貌学中，提出了均衡剖面的概念，认为河流系统状态（地貌系统状态）存在某一稳定状态——均衡剖面，系统状态演化到均衡剖面附近时，在小的干扰下，只要系统的结构不改变，河流就能通过冲淤等地貌过程消除干扰，保持均衡剖面不变。均衡剖面就是局部稳定平衡态。戴维斯的准平原实际上相当于地貌系统演化的全局稳定平衡点。
不仅地貌系统有自组织特性，一般的地理系统也有自组织特性，在景观生态系统中，景观生态被认为存在稳定态。在城市系统中，稳定态的观点也被普遍地引用。一个森林生态系统从皆伐到趋向于稳定态的过程，一个生态系统的稳定态被定义为第一性生产力与呼吸量的平衡，景观生态的稳定态可以理解为群落结构与格局保持不变。从图中可以看出，趋稳过程是复杂的，认识各种趋稳过程阶段，是地理学的一个方向。
当系统受到大的干扰或系统的条件改变时，地理系统会发生突变。突变有两种情况，一种是大的干扰，另一种是系统的条件发生变化，这时系统基本结构发生变化，对于生态系统来说，突变的形式为生态系统的演替，生物种群、群落及其格局都发生变化。气候的演变常常是生态系统突变的动因。类似地，在地貌系统中构造运动往往改变系统的结构，引起地貌部位发生突变。在地球的发展史中，大气圈、岩石圈的演化从来没有停止过，因此生态系统、地貌系统的突变是经常的。突变现象是地理系统的普遍现象。有的学者认为，由于银河系、太阳系、地球系统的演化从来没有停止过，因此真实的地球系统（地球表层系统）从来没有达到过任何真正意义上的稳定状态，缓变与突变构成了地理系统的演化系列。
地理系统的一种表现是地理现象的节律性，也就是说节律性是地理事物系统性的一种表现形式。地球绕日运动过程中，出现太阳辐射输入的周期性变化，地理系统的功能特性，使之发生状态响应，于是，出现地理景观的年周期节律现象。在一个地理系统内部状态调整过程中，当系统趋向于稳定的周期运动形式或混沌运动时，我们可以观察到地理现象的周期性节律或伊萨钦科所谓的旋回性节律。如在若干个城市之间迁移的人口，在一定的政策条件下，就可能出现人口在城市之间周期性地或混沌性地流动。
值得一提的是，由于实际的地理系统总是开放的，来自宇宙的，以及人类行动的干扰不断地作用于地理系统，因此我们可以断言，地理系统的非稳定的平衡几乎是不可能的，地理系统的可观察平衡，总是稳定平衡。同时，由于干扰的存在，地理系统也不可能出现严格的周期运动。又由于混沌运动是一种对初始值敏感的运动，处于混沌状态的地理系统受到小的干扰时，会出现与未受干扰时完全不同的演化行为。因此，历史过程对地理系统的演化有时显得十分重要。从这一点看，“必须历史地理解地理现象”，如河流的改道可能引起区域系统完全不同的发展。
地理系统有时还表现出对时间的滞后效应和继承性。例如，气候变化并不能引起森林生态系统的同步变化，一般讲，生物圈变化总是滞后于大气圈变化的，地理系统对输入有一定的滞后效应。当气候突变时，只要这种突变不是太大，一般讲，土壤—植被系统并不发生相应的变化，原生的植被可以残存下来。地理现象表现出了继承性，这是因为地理系统的突变要求干扰达到一定的阈值，这个阈值对各个地理子系统可以不一样。滞后现象和继承现象都要求我们“必须历史地理解地理现象”。总之，在地理学中，历史主义的分析方法是基于地理事物系统性的，是十分有价值的。
地理事物经常表现为宏系统（marco-system），宏系统就是由大量不可区分的粒子构成的系统，这些粒子或单元有相同的随机性质，宏观上对这些“微观”的粒子或单元可以作统计分析，而且统计分析得出的平均状态可看成宏观上可测的状态。例如人口构成了宏系统，它的特征由统计的人口金字塔、生育模式、迁移模式来表述，不必也不可能追溯个别人或人群的生死过程、迁移过程；在这种宏观分析中，人口不可区别或区分个体无意义。又如第二章所述，气候是统计特征，地貌坡面是统计单元，地域的范围、缘带的性质也是统计的。地理事物的宏系统性保障了地理现象可作统计分析，统计分析在地理学中一直占有重要的地位。
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一、傅科
傅科（Jean Bernard Leon Foucault，1819—1868）法国实验物理学家，1819年9月18日生于巴黎。幼年时即喜欢精巧手工的创制活动。为此，他早年学习外科和显微医学，后转向照相术和物理学方面的实验研究。1853年由于光速的测定获物理学博士学位，并被拿破仑三世委任为巴黎天文台物理学教授。因为他博学多才，有多项发明创造，因此受各国科学界垂青，1864年当选为英国皇家学会会员，以及柏林科学院、圣彼得堡科学院院士。1868年被选为巴黎科学院院士。1868年2月11日逝世于巴黎，终年49岁。
1851年，傅科进行了著名的傅科摆实验。他根据地球自转的理论，提出除地球赤道以外的其他地方，单摆的振动面会发生旋转的现象，并付诸实验。他选用直径为30厘米、重28千克的摆锤，摆长为67米，将它悬挂在巴黎万神殿圆屋顶的中央，使它可以在任何方向自由摆动。下面放有直径6米的沙盘和启动栓。如果地球没有自转，则摆的振动面将保持不变；如果地球在不停地自转，则摆的振动面在地球上的人看来将发生转动。当人们亲眼看到摆每振动一次（周期为16.5秒），摆尖在沙盘边沿画出的路线移动约3毫米，每小时偏转 11°20′（即 31小时 47分回到原处）时，许多教徒目瞪口呆，有人甚至在久久凝视以后说：“确实觉得自己脚底下的地球在转动！”这一实验又曾移到巴黎天文台重做，结论相同。后又在不同地点进行实验，发现摆的振动面的旋转周期随地点而异，其周期正比于单摆所处地点的纬度的正弦，在两极的旋转周期为24小时。振动面旋转方向，北半球为顺时针，南半球为逆时针。以上实验就是著名的傅科摆实验，它是地球自转的最好证明。由此，傅科被授予荣誉骑士五级勋章。还有人曾在很深的矿井中进行试验，结果是：自井口中心下落的物体，总是在一定的深度同矿井东壁相碰撞，这就从另一侧面证实了地球的自转。
二、恒星日和恒星年
教材从地球真运动的角度介绍了地球运动的周期恒星日和恒星年。我们还可以从地球视运动的角度来说明这个问题。首先要建立天球的概念。在晴朗的夜晚观察星空，看到的恒星、行星和月球等，我们都感觉不出它们的远近。当观测点有小距离移动时，我们仍感觉不到星空的变化，这是因为恒星离观测点很远。可以认为，星光都是平行光，只要朝平行的方向看去，看到的就是同一个点，所有的星体都好像镶嵌在一个球面上，无法判断星体的距离。这个球面从观测者的头顶一直向四面八方延伸到地平线。这就是我们对天球的认识。虽然实际上不存在这个天球，它却和我们的感觉很一致，因此，可以借助它来分析和测量天体的位置和运动。
在天球上，我们可以定义恒星日和恒星年。在科学工作中，我们常采用恒星时计时系统，它是采用不动的恒星为参考点。天空中的恒星很多，我们常采用春分点（春分点是黄道与天赤道的交点之一）作为标准。恒星日是春分点在天球上连续两次由东向西通过同一子午圈所需要的时间。恒星年是太阳在天球上连续两次通过某一恒星所需要的时间间隔。
三、角速度与线速度
角速度是做圆周运动的物体单位时间转过的角度。地球是固体球，因此，自转时球面上各点在单位时间内转过的角度相同，也就是角速度相同。线速度是单位时间转过的弧长。弧长等于半径乘以弧所对应的角。当角度相同时，半径越长则弧长越长。地球上各点都是绕同一个自转轴旋转，纬度不同的地点，对应的自转半径就是当地纬圈的半径，这里粗略地把地球看成球体，因此自转半径＝cosφ×赤道半径。可见，纬度越高，自转半径越小，转过的弧长越小〔弧长＝自转半径×转过的角度（弧度）〕，也就是线速度越小。在南、北极点，自转半径为零，角速度和线速度均为零。
四、验证地球自转
远古时代，人们认为地球是平的，太阳落到地平面下面，天就黑了。也有人认为，地球是不动的，太阳嵌在天幕上，由于天幕不停地转动才引起太阳东升和西落。
现在，人们已经明白：每隔24小时经历的一次白天和黑夜是地球自转造成的。
1851年，杰出的法国物理学家傅科在巴黎伟人祠巨大的圆穹顶下，通过70米摆长的单摆摆动平面的转动演示，有力地证明了地球的自转。
其实，我们通过浮在水面上的吹塑纸条的旋转也完全能雄辩地证明：地球是自转的。
取直径为50厘米的白色搪瓷面盆1只。为便于观察，用特种铅笔，在面盆边缘沿顺时针方向每隔30°作一标记，将其12等分，分别为0°、30°、60°、90°……360°。为防止外界振动和干扰，将盛满清水的面盆置于底楼的水泥地面上。取一张吹塑纸，用刀片剪裁成宽0.1—0.2厘米，长8厘米的纸条。将吹塑纸条浮于面盆水面上，两端平稳地指向0°和180°。为防止风吹和外界影响，可在面盆上盖一薄板。经过3—4小时，轻轻打开薄板，你会惊奇地发现，吹塑纸条沿顺时针方向“转过”一个角度。由于面盆随着地表做逆时针方向转动，而浮于水面的吹塑纸条并没有转动，其指示的转动角度，恰恰验证了地球的自转。
五、地球转动之谜
众所周知，地球在一个椭圆形轨道上围绕太阳公转，同时又绕地轴自转。因为这种不停的公转和自转，地球上才有了季节变化和昼夜交替。然而，是什么力量驱使地球这样永不停息地运动呢？地球运动的过去、现在、将来又是怎样的呢？
人们最容易产生的错觉是认为地球的运动是一种标准的匀速运动，否则，一日的长短就会改变。伟大的牛顿就是这样认为的。他将整个宇宙天体的运动，看成是上好发条的机械，准确无误，完美无缺。
其实，地球的运动是在变化着，而且极不稳定。根据“古生物钟”的研究发现，地球公转和自转速度在逐年变慢。如在4.4亿年前的晚奥陶纪，地球公转一周要412天；到4.2亿年前的中志留纪，每年只有400天；3.7亿年前的中泥盆纪，一年为398天。到了2.8亿年前的晚石炭纪，每年约为385天；6500万年前的白垩纪，每年约为376天；而现在一年只有365.25天。据天体物理学的计算，证明了地球自转速度正在变慢。科学家将此现象解释为是月球和太阳对地球的潮汐作用引起的。
石英钟的发明，使人们能更准确地测量和记录时间。通过石英钟记时观测日地的相对运动，发现在一年内地球自转存在着时快时慢的周期性变化：春季自转变慢，秋季加快。
科学家经过长期观测认为，引起这种周期性变化是与地球上的大气和冰的季节性变化有关。此外，地球内部物质的运动，如重元素下沉，向地心集中，轻元素上浮、岩浆喷发等，都会影响地球的自转速度。
除了地球的自转外，地球的公转也不是匀速运动。这是因为地球公转的轨道是一椭圆，最远点与最近点相差约500万千米。当地球从远日点向近日点运动时，离太阳越近，受太阳引力的作用越强，速度越快。由近日点到远日点时则相反，运行速度减慢。
还有，地球自转轴与公转轨道并不垂直；地轴也并不稳定，而是像一个陀螺在地球轨道面上做圆锥形的旋转。地轴的两端并非始终如一地指向天空中的某一个方向，如北极点，而是围绕着这个点不规则地画着圆圈。地轴指向的这种不规则，是地球的运动所造成的。
科学家还发现，地球运动时，地轴向天空划的圆圈并不规整。就是说地轴在天空上的轨迹根本就不是在圆周上的移动，而是在圆周以外做周期性的摆动，摆幅为9″。
由此可以看出，地球的公转和自转是许多复杂运动的组合，而不是简单的线速或角速运动。地球就像一个年老体弱的病人，一边时快时慢、摇摇摆摆地绕日运动着，一边又颤颤巍巍地自己旋转着。
地球还随太阳系一道围绕银河系运动，并随着银河系在宇宙中飞驰。地球在宇宙中运动不息，这种奔波可能自它形成时起便开始了。
就现在地球在太阳系中的运动而言，其加速或减速都离不开太阳、月球及太阳系其他行星的引力。人们一定会问，地球最初是如何运动起来的呢？未来将如何运动下去？其自转速度会一直变慢吗？
也许，人们还会问，地球运动需要消耗能量吗？若是这样，地球消耗的能量又是从何而来？它若不需消耗能量，那它是“永动机”吗？最初又是什么使它开始运动的呢？存在着所为第一推动力吗？
第一推动力至今还只是一种推断。牛顿在总结发现的三大运动定律和万有引力定律之后，曾尽其后半生精力来研究、探索第三推动力。
他的研究结论是：上帝设计并塑造了这完美的宇宙运动机制，且给予了第一次动力，使它们运动起来。而现代科学的回答是否定的。那么，地球，乃至整个宇宙的运动之谜的谜底究竟是什么呢？
六、地球的公转周期
地球的自转运动有两个周期即恒星日和太阳日，那么，地球的公转运动是否只有回归年一个周期呢？地球绕日公转存在三个周期：恒星年、近点年和回归年。
（1）恒星年：以某一遥远的恒星作为参照物，地球绕太阳运转360°的历时，T＝3６5.25６3６日，它是地球公转的真正周期。只有用恒星年才能准确真实地计算出地球公转的角速度和线速度。
（2）回归年是太阳直射点回归运动的周期，T=3６5.2422日，它比恒星年短0.0141６日。
回归年略短于恒星年的现象叫做岁差，岁差是地球公转和地轴运动相结合的结果，这种结合决定了二分二至地球位置不是定点，而是在公转轨道上不断西移的动点，从而导致地球公转一周不等于太阳直射点纬度变化一周。回归年虽不是地球公转的真正周期，但它是地球上季节变化的周期，对人类有着十分重要的意义，我们生活中的“年”的概念，通常就是指回归年，阳历中的具体年历就是依据回归年来排定的，这也就成为我们学习的重点内容。
七、开普勒定律
开普勒定律是开普勒发现的关于行星运动的定律
开普勒在1609发表了关于行星运动的两条定律：
开普勒第一定律（椭圆定律）：每一行星沿一个椭圆轨道环绕太阳，而太阳则处在椭圆的一个焦点中。
开普勒第二定律（面积定律）：从太阳到行星所连接的直线在相等时间内扫过同等的面积。
用公式表示为：SAB=SCD=SEK（如下图）。
1609年，这两条定律发表在他出版的《新天文学》上。
1618年，开普勒又发现了第三条定律：
开普勒第三定律（调和定律）：行星绕日一圈时间的平方和行星各自离日的平均距离的立方成正比。
用公式表示为：a3/T2=K
a=行星公转轨道半长轴
T=行星公转周期
K=常数
1619年，他出版了《宇宙的和谐》一书，介绍了第三定律，他写道：认识到这一真理，这是超出我的最美好的期望的。大局已定，这本书是写出来了，可能当代有人阅读，也可能是供后人阅读的。它很可能要等一个世纪才有信奉者一样，这一点我不管了。
开普勒发现的行星运动定律改变了整个天文学，彻底摧毁了托勒密复杂的宇宙体系，完善并简化了哥白尼的日心说。开普勒定律为伊萨克·牛顿发现万有引力定律奠定了基础。
开普勒第三定律的修正
开普勒研究所根据的资料都是凭肉眼观测的。随着望远镜等精密仪器的出现，发现开普勒定律只是近似的，行星实际运行的情况与开普勒定律有少许偏离。造成这种情况的原因是：由于太阳也受到行星的吸引，它也有加速度，并不是静止不动的，实际上太阳和行星都绕它们的质心各自沿椭圆轨道运动。因此行星椭圆轨道半长轴（平均半径）三次方与运行周期二次方之比已不再是常数，开普勒第三定律应修正为：

式中的R1和R2分别是质量为m1和m2的行星轨道半长轴，T1和T2分别是它们的运行周期，M是太阳的质量。实际上太阳系中质量最大的行星是木星，它的质量是太阳质量的1/1047，上式之比与1相差极微，所以开普勒第三定律虽然只是近似的，但近似程度是相当高的。以上结论只考虑了行星与太阳间的相互吸引，在理论力学中称为二体问题，如果要考虑任一行星还受到其他行星的吸引，则成为多体问题，此时只能用微扰法来近似求解。
八、闰年
在公历（格里历）纪年中，有闰日的年份叫闰年，一般年份为365天，闰年为366天。由于地球绕太阳运行周期为365天5小时48分46秒（合365.24219天）即一回归年，公历把一年定为365天。所余下的时间约为四年累计一天，加在2月里，所以平常年份每年365天，2月为28天，闰年为366天，2月为29天。因此，每400年中有97个闰年，闰年在2月末增加一天，闰年366天。闰年的计算方法：公元纪年的年数可以被四整除，即为闰年；被100整除而不能被400整除为平年；被100整除也可被400整除的为闰年。如2000年是闰年，而1900年不是。
中国旧历农历纪年中，有闰月的一年称为闰年。一般年份为12个月，354或355天，闰年则为13个月，383或384天。农历作为阴阳历的一种，每月的天数依照月亏而定，一年的时间以12个月为基准；为了合上地球围绕太阳运行周期即回归年，每隔2到4年，增加一个月，增加的这个月为闰月，因此农历的闰年为13个月。
农历没有第十三月的称谓，闰月按照历法规则，排放在从二月到十月的过后重复同一个月，重复的这个月为闰月，如四月过后的闰月称为闰四月。
2001年5月27日、1982年5月27日和1963年5月27日这个日子，都是闰四月初五。
闰月加到哪个月，以农历历法规则推断，主要依照与农历的二十四节气相符合来确定；农历的闰月天数与正常月份天数一样，为29或30天。
农历所谓“闰”的说法，只有闰年和闰月称谓，公历也有闰年的称谓。
运动物体的水平偏向图
九、地转偏向力
地球自转产生的效应很多，其中一个很重要的效应就是产生地转偏向力。地转偏向力产生的条件有：（1）地球在自转；（2）地面上的物体在水平方向有运动速度。产生的现象是，当观察者面向运动方向时，北半球运动的物体向右偏，南半球运动的物体向左偏，在赤道上运动的物体不偏转。随纬度的增高，偏转现象越明显。
物体运动方向为什么会向右或向左偏转呢？我们可以作一个粗略的定性分析。沿地表做水平运动的物体，由于惯性的作用，总是力图保持原来的方向和速度。例如，在北半球，质点向北沿经线取A1B1方向做水平运动，经过一定时间后，经线L1转至L2的位置。沿经线方向运动的质点，由于惯性，必然保持原来的方向和速度，取A2B2的方向前进。这时在L2位置上的人看来，运动质点已经离经线方向而右偏了。
地球一刻不停地自转着，地球上做水平运动的物体，都会受地转偏向力的影响。例如，赤道地区，终年高温多雨，空气受热上升，在近地面的空间形成一个低气压带，赤道两边地区的气流就要向赤道方向流动。如果没有地转偏向力的影响，赤道以北应该经常刮北风，赤道以南应该经常刮南风。但是由于受地转偏向力的作用，风向发生了改变，赤道以北向右偏，形成了东北风；赤道以南向左偏，形成了东南风。地转偏向力对河流的影响也很明显。在北半球，从南向北流的河流，河水冲刷东岸；从北向南流的河流，河水冲刷西岸；从东向西流的河流，河水冲刷北岸；从西向东流的河流，河水冲刷南岸。同样道理，在北半球行驶的火车，加于右侧轨道的压力，要比对左侧轨道的压力大些。
十、正午太阳高度
一地正午太阳高度的大小，可以用下面的公式来计算：
H=90°-｜φ-δ｜
式中H为正午太阳高度，φ为当地地理纬度，永远取正值；δ为直射点的纬度（任何一天的δ可以在天文年历上查到），当地夏半年取正值，冬半年取负值。以二分和二至日北京（39°54′）为例：
春、秋分日H＝90°-｜39°54′-0°｜=50°06′
（太阳直射赤道，δ=0°）
夏至日H=90°-｜39°54′-23°26′｜=73°32′
（太阳直射北回归线，δ=23°26′）
冬至日H=90°-｜39°54′+23°26′｜=26°40′
（太阳直射南回归线，δ=-23°26′）
如果某地的正午太阳高度H小于0°，说明该地处于极夜，这种情况只会出现在两极地区。
十一、昼夜长短的变化
二分二至各地昼夜长短的变化可列表如下：
纬度
北极圈以内
0°＜φ＜66°34′N
φ=0°
0°＜φ＜66°34′S
南极圈以内
春分日
昼=夜
昼=夜
昼=夜
昼=夜
昼=夜
夏至日
极昼
昼＞夜
昼＝夜
昼＜夜
极夜
秋分日
昼=夜
昼=夜
昼=夜
昼=夜
昼=夜
冬至日
极夜
昼＜夜
昼=夜
昼＞夜
极昼
从表中可以看出，在春、秋分日不管什么地点，在赤道处不管什么时间，都是昼夜相等，而其他地区则不同，在一年内昼夜长短是不断变化的，即便是在极圈之内，极昼极夜的时间长短也不一样。以北半球中纬度地区一年内的变化为例，春分日时，昼夜相等，春分日过后，开始昼长于夜，随着太阳直射点的北移，昼变得越来越长，直到夏至日，太阳直射北回归线，这一天昼最长、夜最短。如北京，夏至日白昼长约15小时，夜晚只有约9小时。然后昼长开始减小，直到秋分日再次回到昼夜相等。秋分日过后，夜开始增长，昼开始缩短，到了冬至日昼最短、夜最长。冬至日后夜开始缩短，直到下一个春分日，完成一个回归年。
以北半球为例，夏至日太阳直射北回归线，北半球昼最长、夜最短；冬至日太阳直射南回归线，北半球昼最短、夜最长；春分日（秋分日）太阳直射赤道，全球昼夜等长。同时还要分清昼夜状况还是昼夜变化趋势，这就要注意以下规律：太阳直射点在哪个半球（南、北半球），哪个半球就昼长于夜；太阳直射点向哪方（南方、北方）移动，哪个半球就昼变长夜变短。
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一、气团的分类和特性
为了分析气团的特征、分布移动规律，常常对地球上的气团进行分类，分类的方法大多采用地理分类法和热力分类法两种。
（1）热力分类法：气团按其热力特性可分为冷气团和暖气团两大类。凡是气团温度低于流经地区下垫面温度的，叫冷气团；相反，凡是气团温度高于流经地区下垫面温度的，叫暖气团。这里所谓冷、暖均是比较而言，至于温度低到多少度才是冷气团，温度高到多少度才是暖气团，则没有绝对的数量界限。一般形成在冷源地的气团是冷气团，形成在暖源地的气团是暖气团。两气团相遇，温度低的是冷气团，温度高的是暖气团。
（2）地理分类法：根据气团形成源地的地理位置，对气团进行分类，称为气团的地理分类。按这种分类法气团分成北极气团、温带气团、热带气团、赤道气团四大类。由于源地地表性质不同，又将每种气团（赤道气团除外）分为海洋性和大陆性两种，这样，总共分为七种气团。
①北极（冰洋）大陆气团（Ac）：源地在北极附近的冰雪表面上，特点是温度低、气压高、湿度小、气层稳定。当它侵入一个地区时，就形成寒潮。我国境内看不到它的活动。
②北极（冰洋）海洋气团（Am）：源地也在北极地区，是北冰洋未封冻时所形成的，它的特点是比前者温度稍高，湿度较大，多在高纬度地区活动。
③温带（极地）大陆气团（Pc）：源地在西伯利亚和蒙古。冬季，这种气团形成于强烈冷却、积雪覆盖的大陆表面上。低层温度很低，有强烈逆温现象，空气层稳定；夏季，受大陆热力状况的影响，空气层不稳定。冬季出现在我国东北地区北部、新疆北部和内蒙地区。影响我国的多是变性温带大陆气团，势力强，维持时间长，影响范围广，是我国冷空气活动的主要来源。
④温带（极地）海洋气团（Pm）：源于温带洋面，冬夏情况有显著不同。冬季低层接触洋面，温度较高，湿度较大，常不稳定，易形成对流云，有时产生降水；夏季与温带大陆气团性质差不多，对我国影响不大。
⑤热带海洋气团（Tm）：太平洋副热带高压区域和大西洋亚速尔高压区域是它的主要源地。特征是温度高，湿度大，在海上因空气下沉，天气晴朗，影响我国的是变性热带海洋气团。夏季，它是控制我国天气的主要气团之一，在它控制下，可以出现干旱、晴热的天气，当它的北缘与变性温带气团相遇时，可出现降水天气。
⑥热带大陆气团（Tc）：主要源于副热带沙漠地区。如中亚、西南亚、北非撒哈拉沙漠等地。特征是炎热、干燥。夏季常影响我国西北地区，为最干热的气团。
⑦赤道气团（E）：形成于赤道附近的洋面，具有高温高湿的特征。盛夏时，它影响我国华南一带，天气湿热，常有雷雨产生。
二、中国境内的气团活动和气团天气
由于不同的气团具有不同的温度、湿度和压力等物理特性，在它们控制下的地区，就分别具有不同的天气特点。例如，当冷气团向南移行至另一地区时，不仅会使这个地区变冷，且由于气团底部增暖，使该地区上空气层的稳定度减小，产生不稳定性的天气；当暖气团向北移行至另一地区时，不仅会使这个地区变暖，且由于气团底部变冷，会使该地上空气层的稳定度增大，产生稳定性天气（如平流雾、低云和毛毛雨）。但冷暖气团的天气特征在不同季节、不同地区有相当大的差别。例如，夏季暖空气，如遇外力抬升，可出现阵雨、雷暴等不稳定天气；冬季的冷气团，如果气层稳定，逆温深厚，也可以产生稳定性天气。
我国大部分处于中纬度地区，冷、暖气流交绥频繁，缺少气团形成的环流条件；同时，地表性质复杂，没有大范围均匀的下垫面可作气团源地，因而，活动在我国境内的气团，大多是从其他地区移来的变性气团，其中最主要的是极地大陆气团和热带海洋气团。
冬半年，通常受极地大陆气团影响，它的源地在西伯利亚和蒙古，我们称之为西伯利亚气团。这种气团的地面流场特征为很强的冷性反气旋，中低空有下沉逆温，它所控制的地区，天气干冷。当它与热带海洋气团相遇时，在交界处则能构成阴沉多雨的天气，冬季华南常见到这种天气。热带海洋气团可影响到华南、华东和云南等地，其他地区除高空外，它一般影响不到地面。北极气团也可南下侵袭我国，造成气温急剧下降的强寒潮天气。
夏半年，西伯利亚气团在我国长城以北和西北地区活动频繁，它与南方热带海洋气团交绥，是构成我国盛夏南北方区域性降水的主要原因。热带大陆气团常影响我国西部地区，被它持久控制的地区，就会出现严重干旱和酷暑。来自印度洋的赤道气团，可造成长江流域以南地区大量降水。
春季，西伯利亚气团和热带海洋气团两者势力相当，互有进退，因此是锋系及气旋活动最盛的时期。
秋季，变性的西伯利亚气团占主要地位，热带海洋气团退居东南海上，我国东部地区在单一的气团控制下，出现全年最宜人的秋高气爽的天气。
三、锋面的三大特征
锋是两种性质不同的气团相互作用的过渡带，因而锋两侧的温度、湿度、稳定度以及风、云、气压等气象要素具有明显差异，可以把锋看成是大气中气象要素的不连续面。
（1）锋面有坡度：锋面在空间向冷区倾斜，具有一定坡度。锋在空间呈倾斜状态是锋的一个重要特征。锋面坡度的形成和保持是地转偏转力作用的结果。一般锋面的坡度约在1／50—1／200，由于锋面坡度很小，锋面所遮掩的地区必然很大。如坡度为1／100，锋线长为1000千米、高为10千米的锋，其掩盖的面积可达100万平方千米；由于有坡度，可使暖空气沿倾斜面上升，为云雨天气的形成提供了有利条件。
（2）气象要素有突变：气团内部的温、湿、压等气象要素的差异很小，而锋两侧的气象要素的差异很大。
① 温度场：气团内部的气温水平分布比较均匀，通常在100千米内的气温差为1 ℃，最多不超过2 ℃。而锋附近区域内，在水平方向上的温度差异非常明显，100千米的水平距离内可相差近10 ℃，比气团内部的温度差异大5—10倍；在垂直方向上，气团中温度垂直分布是随高度递减的。然而锋区附近，由于下部是冷气团，上部是暖气团，锋面上下温度差异比较大，锋面往往是逆温层。
② 气压场：锋面两侧是密度不同的冷、暖气团，因而锋区的气压变化比气团内部的气压变化要大得多。锋附近区域气压的分布不均匀，锋处于气压槽中，等压线通过锋面有指向高压的折角，或锋处于两个高压之间气压相对较低的地区，等压线几乎与锋面平行。
③ 锋附近风场：风在锋面两侧有明显的逆向转变，即由锋后到锋前，风向呈逆时针方向变化。
（3）锋面附近天气变化剧烈：由于锋面有坡度，冷暖空气交绥，暖空气可沿坡上升或被迫抬升，且暖空气中含有较多的水汽，因而，空气绝热上升，水汽凝结，易形成云雨天气。由于锋面是各种气象要素水平差异较大地区，能量集中，天气变化剧烈。所以，锋是天气变化剧烈的地带。
四、锋的类型
关于锋的分类，目前主要有两种分类方法：
（1）根据锋面两侧冷、暖气团的移动方向及结构状况，锋可以分为下列四种：
①冷锋：是冷气团向暖气团方向移动的锋。暖气团被迫而上滑，锋面坡度较大，冷暖两方中，冷气团占主导的地位。
②暖锋：是暖气团向冷气团方向移动的锋。暖气团沿冷气团向上滑升，锋面坡度较小，冷暖两方中，暖空气占据主导地位。
③准静止锋：是冷、暖气团势力相当，使锋面呈来回摆动，这种锋的移动速度很小，可近似看作静止。
④锢囚锋：是冷锋追上暖锋，将地面空气挤至空中，地面完全为冷空气所占据，造成冷锋后面冷空气与暖锋前部的冷空气相接触的锋面。如果前面的冷气团比较暖湿，后面的冷气团比较寒干，则后面的冷气团就楔入前面冷气团的底部，形成冷式锢囚锋；如果后面的冷空气不如前面的冷空气那样冷而干，则后面相对暖的冷气团会滑行于前面冷气团之上，形成暖式锢囚锋。
在冷式锢囚情况下，暖锋脱离地面，成为高空暖锋，位于锢囚锋之后面；在暖式锢囚情况下，冷锋离开地面，成为高空冷锋，位于锢囚锋的前面。
（2）地理分类：锋还可以按照它所处的地理位置分类，从北到南分为：北极（冰洋）锋、温带锋（极锋）热带锋。
①冰洋锋是冰洋气团和极地气团之间的界面，处于高纬地区，势力较弱，位置变化不大；
②极锋是极地气团和热带气团之间的界面，冷、暖交绥强烈，位置变化大，对中纬地区影响很大。
③热带锋是赤道气流和信风气流之间的界面，由于两种气流之间的温差小，以气流辐合为主，可称为辐合线。它也有位置的季节变化，夏季移至北半球，冬季移至南半球。多出现在海上，是热带风暴的源地。
此外，还有处于空中的副热带锋，处于特定条件下的地中海锋等。
五、冷锋与冷锋云系
冷锋是冷气团向暖气团方向移动形成的锋面。根据冷气团移动的快慢不同，冷锋又分为两类：移动慢的叫第一型冷锋或缓行冷锋，移动快的叫第二型冷锋或急行冷锋。
（1）第一型冷锋：这种锋面处于高空槽线前部，多稳定性天气。这种锋移动缓慢，锋面坡度不大（约1/100），锋后冷空气迫使暖空气沿锋面平稳地上升，当暖空气比较稳定，水汽比较充沛时，会形成与暖锋相似的范围比较广阔的层状云系，只是云系出现在锋线后面，而且云系的分布次序与暖锋云系相反，降水性质与暖锋相似，在锋线附近降水区内还常有层积云、碎雨云形成。降水区出现在锋后，多为稳定性降水。如果锋前暖空气不稳定时，在地面锋线附近也常出现积雨云和雷阵雨天气。夏季，在我国西北、华北等地，以及冬季在我国南方地区出现的冷锋天气多属这一类型。
（2）第二型冷锋：这是一种移动快、坡度大（1/40—1/80）的冷锋。锋后冷空气移动速度远较暖气团为快，它冲击暖气团并迫使产生强烈上升。而在高层，因暖气团移速大于冷空气，出现暖空气沿锋面下滑现象，由于这种锋面处于高空槽后或槽线附近，更加强了锋线附近的上升运动和高空锋区上的下沉运动。夏季，在这种冷锋的地面锋线附近，一般会产生强烈发展的积雨云，出现雷暴、甚至冰雹、飑线等对流性不稳定天气。而高层锋面上，则往往没有云形成。所以第二型冷锋云系呈现出沿着锋线排列的狭长的积状云带，好似一道宽度约有10千米，高达十多千米的云堤。在地面锋线前方也常常出现高层云、高积云、积云。这种冷锋过境时，往往乌云翻滚，狂风大作，电闪雷鸣，大雨倾盆，气象要素发生剧变。这种天气历时短暂，锋线过后，天空豁然晴朗。在冬季，由于暖气团湿度较小，气温不可能发展成强烈不稳定天气，只在锋线前方出现卷云、卷层云、高层云、雨层云等云系。当水汽充足时，地面锋线附近可能有很厚、很低的云层，和宽度不大的连续性降水。地面锋过境后，云层很快消失，风速增大，并常出现大风。在干旱的季节，空气湿度小，地面干燥、裸露，还会有沙暴天气。这种冷锋天气多出现在我国北方的冬、春季节。
冷锋在我国活动范围甚广，几乎遍及全国，尤其在冬半年，北方地区更为常见，它是影响我国天气的最重要的天气系统之一。冬季我国大陆上空气干燥，冷锋大多从俄罗斯、蒙古进入我国西北地区，然后南下，从西伯利亚带来的冷空气与当地较暖的空气相遇，在锋面上很少形成降水，所以，冬季寒潮冷锋过境时，只形成大风降温天气。冬季时多第二型冷锋，影响范围可达华南，但移到长江流域和华南地区后，常常转变为第一型冷锋或准静止锋。夏季时多第一型冷锋，影响范围较小，一般只达黄河流域，我国北方夏季雷阵雨天气和冷锋活动有很大的关系。
六、暖锋与暖锋云系
当暖气团前进，冷气团后退，这时形成的锋面为“暖锋”。暖锋的坡度很小，约为1/150。由于暖空气一般都含有比较多的水汽，且又起主导作用，主动上升前进，在冷气团之上慢慢地向上滑升可以达到很高的高度，暖空气在上升过程中绝热冷却，达到凝结高度后，在锋面上便产生云系。如果暖空气滑升的高度足够高，水汽又比较充沛时，暖锋上常常出现广阔的、系统的层状云系。云系序列为：卷云（Ci）、卷层云（Cs）、高层云（As）、雨层云（Ns）。云层的厚度视暖空气上升的高度而异，一般情况下可达几千米，厚者可达对流层顶，而且愈接近地面锋线云层愈厚。暖锋降水主要发生在雨层云内，是连续性降水，降水宽度随锋面坡度大小而有变化，一般300—400千米。暖锋云系有时因为空气湿度和垂直速度分布不均匀而造成不连续，可能出现几十千米，甚至几百千米的无云空隙。
在暖锋锋下的冷气团中，由于空气比较潮湿，在气流辐合作用和湍流作用下，常产生层积云和积云。如果从锋上暖空气中降下的雨滴在冷气团内发生蒸发，使冷气团中水汽含量增多，达到饱和时，会产生碎积云和碎层云。如果这种饱和凝结现象出现在锋线附近的地面层时，将形成锋面雾。以上是暖锋天气的一般情况，但是在夏季暖空气不稳定时，也可能出现积雨云、雷雨等阵性降水。在春季暖气团中水汽含量很少时，则仅仅出现一些高云，很少有降水。
明显的暖锋在我国出现得较少，大多伴随着气旋出现。春秋季一般出现在江淮流域和东北地区，夏季多出现在黄河流域。
七、准静止锋与连阴雨
很少移动或移动缓慢的锋叫准静止锋。它的两侧冷、暖气团往往形成“对峙”状态，暖气团前进，为冷气团所阻，暖气团被迫沿锋面上滑，情况与暖锋类似，出现的云系与暖锋云系大致相同。由于准静止锋的坡度比暖锋还小，沿锋面上滑的暖空气可以伸展到距离锋线很远的地方，所以云区和降水区比暖锋更为宽广。但是降水强度小，持续时间长，可能造成“雨霏霏，连日不开”的连阴雨天气。
准静止锋天气一般分为两类：一类是云系发展在锋上，有明显的降水。例如，我国华南准静止锋，大多是于冷锋减弱演变而成，天气和第一型冷锋相似，只是锋面坡度更小，云区、降水区更为宽广，其降水区并不限于锋线地区，可延伸到锋面后很大的范围内，降水强度比较小，为连续性降水。由于准静止锋移动缓慢，并常常来回摆动，使阴雨天气持续时间长达10天至半个月，甚至一个月以上，“清明时节雨纷纷”就是江南地区这种天气的写照。这种阴雨天气，直至该准静止锋转为冷锋或暖锋移出该地区或锋消失以后，天气才能转晴。初夏时，如果暖气团湿度增大，低层升温，气层可能呈现不稳定状态，锋上也可能形成积雨云和雷阵雨天气；另一类是主要云系发展在锋下，并无明显降水的准静止锋，例如昆明准静止锋，它是南下冷空气为山所阻而呈静止状态，锋上暖空气干燥而且滑升缓慢，产生不了大规模云系和降水，而锋下的冷空气沿山坡滑升和湍流混合作用，在锋下可形成不太厚的雨层云，并常伴有连续性降水。
我国准静止锋主要出现在华南、西南和天山北侧，出现时间多在冬半年，对这些地区及其附近天气的影响很大。
八、我国锋面活动的特点
我国境内的锋面活动有五大特点：
（1）因我国大部分地区处在中纬，是冷暖气流交汇的重要场所，所以我国锋面活动非常活跃，并且它与气旋结合为一体，以锋面气旋的形式影响着我国广大地区。
（2）我国锋面活动以冷锋最为显著，特别是在冬季更为突出，势力强，范围广。
（3）我国地域广大，地形复杂，锋面特点和锋面天气具有明显的地区差异。
（4）我国锋面活动主要集中在南北两带，与气旋活动分布相一致。
（5）冬季南北两个锋带基本上是发生在极地大陆气团与变性的极地大陆气团之间（昆明准静止锋和华南准静止锋除外），夏季锋带主要发生在极地大陆气团与热带海洋气团之间。
九、气旋与反气旋的特征和分类
大气中存在着各种大型的旋涡运动，有的呈逆时针方向旋转，有的呈顺时针方向旋转；有的一面旋转一面向前运动，有的却停留原地少动；有的随生随消，有的却出现时间相当长。它们就像江河里的水的旋涡一样。这些大型旋涡在气象学上称为气旋和反气旋。
气旋和反气旋是常见的天气系统，它们的活动对高低纬度之间的热量交换和各地的天气变化有很大的影响。


（1）气旋风和反气旋的特征
气旋是中心气压比四周低的水平旋涡。在北半球，气旋区域内空气作逆时针方向流动，在南半球则相反。反气旋是中心气压高、四周气压低的水平旋涡。在北半球，反气旋区域内的空气作顺时针方向流动，在南半球则相反。气旋和反气旋一般也称低压和高压。
在低层大气里，特别是在近地面附近，风向与等压线斜交，所以气旋在北半球是一个按逆时针方向旋转向中心汇集的气流系统；在南半球是按顺时针方向旋转向中心汇集的气流系统。由于气流从四面八方在气旋中心相汇，必然产生上升运动，气流升至高空又向四周流出，这样才能保证低层大气不断地从四周向中心流入，气旋才能存在和发展。所以气旋的存在和发展必须有一个由水平运动和垂直运动所组成的环流系统。因为在气旋中心是垂直上升气流，如果大气中水汽含量较大，就容易产生云雨天气。所以每当低气压（或气旋）移到本区时，云量就会增多，甚至出现阴天降雨的天气。
在低压层大气里，特别是在近地面附近，因为反气旋的气流是由中心旋转向外流动。所以，在反气旋中心必然有下沉气流，以补充向四周外流的空气。否则，反气旋就不能存在和发展。所以反气旋的存在和发展必须具备一个垂直运动与水平运动紧密结合的完整的环流系统。由于在反气旋中心是下沉气流，不利于云雨的形成。所以，在反气旋控制下的天气一般是晴朗无云。若是在夏季，则天气炎热而干燥。如果反气旋长期稳定少动，则常出现旱灾。我国长江流域的伏旱，就是在副热带反气旋长期控制下造成的。冬季，反气旋来自高纬大陆，往往带来干冷的气流，严重者可成为寒流。
气旋的直径一般为1000千米，大的可达2000—3000千米，小的只有200—300千米或者更小一些。反气旋大的可以和最大的大陆和海洋相比（如冬季亚洲的反气旋，往往占据整个亚洲大陆面积的3/4），小的直径也可达数百千米。
（2）气旋和反气旋的强度
气旋和反气旋的强弱不一。它们的强度可以用其最大风速来度量：最大风速大的表示强，最大风速小的表示弱。在强的气旋中，地面最大风速可达30米／秒以上。在强的反气旋中，地面最大风速为20—30米／秒。
气旋和反气旋的中心气压值常用来表示它们的强度。地面气旋的中心气压值一般为1010—970毫巴，个别中心值有低于930毫巴的。地面反气旋的中心气压值一般为1020—1030毫巴，冬季寒潮高压最强的高达1078.9毫巴以上。
（3）气旋和反气旋的分类
气旋和反气旋的分类方法比较多，按其生成的地理位置，气旋可分为温带气旋和热带气旋；反气旋可分为温带反气旋、副热带反气旋和极地反气旋。
按照结构的不同，温带气旋可分为锋面气旋、无锋面气旋；反气旋可分为冷性反气旋（或冷高压）和暖性反气旋（或暖高压）。
气旋之间，并不存在不可逾越的鸿沟。不同类型的气旋和反气旋，在一定条件下会互相转化。如锋面气旋可因一定条件转化为无锋面气旋（冷涡），无锋面气旋（热低压）可因一定条件转化为锋面气旋；冷性反气旋也可转化为暖性反气旋。气旋、反气旋都应看作是有条件的、可变动的、互相转化的。
十、气旋与反气旋的天气特征
气旋与反气旋天气，可以看成是以气旋和反气旋的空气运动特征为背景的气团天气与锋面天气的综合。
1.锋面气旋天气特征
锋面气旋天气是由各方面的因素决定的。锋面气旋的中部和前部在对流层中、下层主要以辐合上升气流占优势，但由于上升气流的强度和锋面结构各有差异。同时，由于季节和地面特征的不同，组成气旋的各个气团的属性也有所区别。因此锋面气旋的天气特征不仅是复杂的，而且随着发展阶段、季节和地区的不同而有差异。要给出锋面气旋在各种情况下的具体天气特征，确实有一定困难，同时也过于烦琐。但只要牢牢掌握住各种锋面、气团所具有的天气特征，各种天气现象（如云、雨和风等）的成因及气旋各部位流场的情况，那么由锋面气旋带来的各种天气现象就不难推断出来。
为了便于了解典型气旋的具体天气特征，现分阶段来讨论。
锋面气旋在波动阶段强度一般较弱，坏天气区域不广。暖锋前会形成雨层云，伴有连续性降水及较坏的能见度，云层最厚的地方在气旋中心附近。当大气层结构不稳定时，如夏季，暖锋上也可出现雷阵雨天气。在冷锋后，大多数是第二型冷锋天气。在气旋的暖区，如果是热带海洋气团，水汽充沛，则易出现层云、层积云，有时可出现雾和毛毛雨等天气现象。如果是热带大陆气团，则由于空气干燥，无降水，最多只有一些薄的云层。
当锋面气旋处于发展阶段时，气旋区域内的风速普遍增大，气旋前部具有暖锋云系和天气特征。云系向前伸展很远，尤其靠近气旋中心部分，云区最宽，离中心愈远，云区愈窄。气旋后部的云系和降水特征是第一型冷锋，还是第二型冷锋，则要视高空槽与地面锋线的配置情况及锋后风速分布情况而定。若高空槽在地面锋线的后面，地面上垂直于锋的风速小，则属于第一型冷锋；若地面锋位于高空槽线附近或后部，则属于第二型冷锋。
当锋面气旋发展到锢囚阶段时，气旋区内地面风速较大。辐合上升气流加强，当条件充足时，云和降水天气加剧，云系比较对称地分布在锢囚锋的两侧。
当锋面气旋进入消亡阶段，云和降水也就开始减弱，云底抬高。以后，随着气旋消亡，云和降水区也就逐渐减弱消失了。
以上所讲都是假定气团为热力稳定时的情况，如气团处于热力不稳定时，则在气旋各个部位，都可能有对流性天气发生，特别在暖区，还可产生暴雨。
2.反气旋的天气特征
反气旋的天气由于所处的发展阶段、气团性质和所在地理环境的不同而具有不同的特点。同时对某一个反气旋而言，随着反气旋结构变化、气团变性，天气情况也在变化。
反气旋的中下层，因有显著的辐散下沉运动，尤其在反气旋中心的前方冷平流最强的区域，下沉运动最强，所以天气情况比气旋中要好些，一般说来，常是晴朗天气。同时反气旋是由单一气团组成，而且近地面层有明显的辐散，所以反气旋内天气分布比较均。由于在反气旋区域内，近地面没有锋存在，所以气团特性和反气旋天气具有紧密关系。但在其不同部位天气也有所不同。通常在反气旋的中心附近，下沉气流强，天气晴朗。有时在夜间或清晨还会出现辐射雾，日出后逐渐消散。如果有辐射逆温或上空有下沉逆温或两者同时存在时，逆温层下面聚集了水汽和其他杂质，低层能见度较坏。当水汽较多时，在逆温层下往往出现层云、层积云、毛毛雨及雾等天气现象。在逆温层以上，能见度很好，碧空无云。反气旋的外围往往有锋面存在，边缘部分的上空且有锋面逆温。反气旋的东部或东南部，因接近冷锋，常有较大的风力或较厚的云层，甚至有降水，西部和西南部，冷锋往往处在高空槽前，上空就有暖湿空气滑升，而有暖锋前天气。
规模较小的位于两个气旋之间的反气旋天气是：前部具有冷锋后部的天气特征，后部具有暖锋前部的天气特征。
规模特大而强的冷性反气旋（即所谓寒潮高压），从西伯利亚和蒙古侵入我国时，能带来大量的冷空气，使所经之地，气温骤降，风速猛增，一般可达10—20米／秒，有时甚至可达25米/秒以上。
备课资料
一、世界水资源
水资源是指全球水量中可为人类生存、发展所利用的水量，主要是指逐年可以得到更新的那部分淡水量。最能反映水资源数量和特征的是年降水量和河流的年径流量。年径流量不仅包含降水时产生的地表水，而且还包括地下水的补给。所以，世界各国通常采用多年平均径流量来表示水资源量。
包括南极冰川在内，世界各大洲陆地年径流总量为4.68万，折合平均径流深为314毫米。1971年全世界人口为36.4亿，人均年径流量为12900立方米；1982年世界人口增加到45亿，则人均占有径流量减为10400立方米；1990年世界人均水资源占有径流量下降为7800立方米，我国人均为2338立方米。年径流量超过10000亿立方米的国家有巴西、加拿大、美国、印度尼西亚、中国、印度等。世界上人均占有年径流量超过10000立方米的国家有40多个，其中加拿大是人均径流量最多的国家，达129600立方米/人，其次为新西兰，达94640立方米/人。
水资源在不同地区、不同年份和不同季节的分配是极不均衡的。由于工农业的不断发展、人口的急剧增加和生活水平的提高，不合理地利用水和浪费水的现象则较为严重。在许多国家，不断增长的需水量与有限的水资源之间的矛盾日益突出。目前世界上60％的地区面临淡水不足的困境，40多个国家的水资源严重匮缺。有的国家大量排放污水造成的水资源污染，不仅更加加剧了水源不足的矛盾，而且使世界生态环境受到破坏，直接威胁着人类自身的健康和生存条件。
二、我国水资源
1.水资源总量
一个区域水资源总量，为当地降水形成的地表水和地下水的总和。由于地表水和地下水互相联系而又相互转化，因此计算水资源总量时，不能将地表水资源与地下水资源直接相加，应扣除相互转化的重复计算量。
全国多年平均地表水资源量为27115亿立方米，多年平均地下水资源量为8288亿立方米，扣除两者之间的重复计算水量7279亿立方米后，全国多年平均水资源总量为28124亿立方米。全国水资源利用分为9个一级区，北方5区多年平均水资源总量为5358亿立方米，占全国的19％，平均产水模数为8.8万立方米/平方千米，水资源贫乏；南方4区多年平均水资源总量为22766亿立方米，占全国的81％，平均产水模数为65.4万立方米/平方千米，为北方的7.4倍，水资源丰富。
2.水资源的时空变化
（1）地区分布 因受海陆位置、水汽来源、地形条件等因素影响，我国水资源的地区分布很不均匀，总趋势是由东南沿海向西北内陆递减。
降水是水资源的重要补给来源。河川径流的地区分布趋势与降水分布基本一致，但由于受地面因素的影响，地区分布更不均匀。按照年降水和年径流的多少，全国大致可划分为水资源条件不同的5个地带：
①多雨—丰水带 年降水量大于1600毫米，年径流深超过800毫米，年径流系数在0.5以上。包括浙江、福建、台湾、广东等省的大部分地区，广西东部、云南西南部、西藏东南隅，以及江西、湖南、四川西部的山地。其中台湾东北部和西藏东南的局部地区，年径流深高达5000毫米，是我国水资源最丰富的地区。
②湿润—多水带 年降水量800—1600毫米，年径流深200—800毫米，年径流系数为0.25—0.5。主要包括沂沭河下游和淮河两岸地区，秦岭以南汉水流域，长江中下游地区，云南、贵州、四川、广西等省区的大部分及东北的长白山区。
③半湿润—过渡带 年降水量400—800毫米，年径流深50—200毫米，年径流系数 0.1—0.25。包括黄淮海平原，东北三省、山西、陕西的大部分，甘肃和青海的东南部，新疆北部和西部山地，四川西北部和西藏东部。
④半干旱—少水带 年降水量200—400毫米，年径流深10—50毫米，年径流系数在0.1以下。包括东北地区西部，内蒙古、宁夏、甘肃的大部分地区，青海、新疆的西北部和西藏部分地区。
⑤干旱—干涸带 年降水量小于200毫米，年径流深不足10毫米，有的地区为无流区。包括内蒙古、宁夏、甘肃的荒漠和沙漠，青海的柴达木盆地，新疆的塔里木盆地和准噶尔盆地，西藏北部羌塘地区。
由于降水、地表水和水文地质条件的不同，我国平原地区地下水资源的差异也很大。
（2）多年变化 水资源通常以丰枯变化规律反映多年变化过程，以极值比表示年际变差幅度。
①丰枯变化规律 根据全国53个有长系列年降水和年径流资料的测站的模比系数差积曲线分析，全国水资源丰枯变化规律大致可归纳为三种类型：
a.有比较明显的60—80年长周期。属于这一类的测站最多，约占分析站数的58％，其特点是上升段和下降段很长，一般为25—35年。在地区上南北方不同步，大致相差半个周期，北方处于上升段，南方则为下降段，北方处于下降段，南方则为上升段，反映了全国时常出现的南涝北旱或北涝南旱的规律。
b.有比较明显的30—40年短周期。属于这一类的测站甚少，约占分析站数的10％，其特点是上升段和下降段短，一般为15—20年。
c.没有明显的周期性变化规律。这一类特点是上升段和下降段很短，而且无规律地出现。属于这类的测站约占分析站数的32％。
②极值比 系列中最大值与最小值的倍比值，称为极值比（Km），可以作为反映降水、径流年际变幅的指标。年径流极值比除了受气候因素影响外，还与下垫面条件和流域面积大小有密切关系，它的分布规律与年降水有些差别。
（3）季节变化 全国降水量以夏季为最多，冬季很少，春季和秋季介于冬、夏之间。春雨和秋雨各地不同，多气旋过境地方春雨较多，多台风过境的地方秋雨较多。
河川年径流量的季节变化取决于河流的补给条件。按照河流补给情况，全国大致可分为三区：
①秦岭以南主要为雨水补给区，河川径流量的季节变化主要受降水季节分配的影响，夏汛比较突出。因流域的调节作用，河流少雨季节一般比多雨季节滞后一个月左右。
②东北地区、华北部分地区、黄河上游和西北一些河流，为雨水和冰雪融水补给区，有春、夏两次汛期，年径流过程线呈双峰型。但一般春汛水量不大，多数河流占年径流量的5％左右，少数超过10％。
③西北内陆地区的祁连山、天山、阿尔泰山、昆仑山以及青藏高原部分河流，主要由高山冰雪融水补给，径流量的变化与气温有密切关系，年内分配比较均匀。
3.水资源条件和问题
（1）水资源总量不少，但人均、亩均水量较少，合理利用和保护水资源应作为我国长期坚持的国策。我国水资源总量为28124亿立方米，其中河川径流量为27115亿立方米，少于巴西、加拿大、美国和印度尼西亚，居世界第五位。从水资源总量来说不算少，但我国人口众多，1990年人均地表水量只有2338立方米，约为世界人均水量的1/4；耕地面积也不少，亩均水量1759立方米，约为世界亩均水量的3/4。可见我国水资源并不富裕。水是重要的资源，关系到国计民生，必须十分珍惜，合理开发利用，充分发挥有限资源的作用。
（2）水资源的地区分布很不均匀，与人口、耕地的分布不相适应，进行水量的地区调配是水资源开发利用的重要课题。从全国来说，南方水多、地少、人多，北方水少、地多，造成了南方水量有余，北方水量短缺的局面。南方四区水资源总量占全国的81％，人口占全国的54.7％，耕地只占全国的35.9％；而北方四区（不含内陆区）水资源总量只占全国的14.4％，耕地却占全国的58.3％，人口占全国的43.2％。北方四区人均水量为938立方米，其中海滦河流域只有430立方米；而南方四区人均水量为4170立方米，其中西南诸河高达38431立方米。北方四区亩均水量454立方米，其中海滦河流域只有251立方米；南方四区亩均水量4134立方米，其中西南诸河高达21783立方米。南方与北方比，人均水量为4.4倍，亩均水量为9.1倍；西南诸河与海滦河相比，人均水量为89倍，亩均水量为87倍。内陆诸河人均、亩均水量虽然不少，但有人居住地区水量有限，水量亦感不足。
为了从根本上改变北方用水紧张的局面，除了开源节流、合理开发利用和保护水资源外，应当积极研究跨流域调水工程措施，将南方多余的水量调至北方缺水地区，对水资源进行地区上的再分配。
（3）水量的年内、年际变化大，水旱灾害频繁，抗旱防洪涝始终是一项艰巨的任务。我国位于东亚季风区，降水和径流的年内分配很不均匀，年际变化大，少水年和多水年持续出现。这些特点是造成水旱灾害频繁、农业生产不稳定的主要原因。
1950—1983年34年中，全国平均每年水旱灾害面积约4亿亩，占耕地面积约26％；成灾面积约1.6亿亩，约占耕地面积的10％。水灾面积超过2亿亩的有4次，旱灾面积超过4亿亩的有8次，平均每三年发生一次较严重的水旱灾害。
全国各地几乎都有可能发生旱灾，但灾情差别大。全国有5个主要旱灾区，自北而南为松辽平原、黄淮海平原、黄土高原、四川盆地东部和北部、云贵高原至广东湛江一带。全国约有70％以上的受旱面积在这些地区，以黄淮海平原受旱最严重，受旱面积占全国受旱面积的一半以上。
洪涝灾害主要发生在黄河、海河、长江、珠江、松花江、辽河等七大河的中下游平原地区，其中以华北平原和长江中下游平原最为严重，受灾面积占全国水灾面积的3/4以上。这些地区耕地广布，人口众多，城镇密集，是中国工农业最发达的地区，地面高程多在江河洪水位以下，河岸虽有大堤防护，但大洪水的威胁仍然很大，防洪任务非常繁重。
（4）水土流失和泥沙淤积严重，破坏了生态平衡，增加了江河防洪困难，降低了水利工程效益。我国森林覆盖率很低，只有12.9％，水土流失严重，其流失面积为120万平方千米。根据近20年的泥沙观测资料统计分析，全国年输沙模数大于1000吨/平方千米的面积达60万平方千米，其中黄河流域29万平方千米，长江流域13万平方千米，辽河流域6.3万平方千米，海滦河5万平方千米。黄河中游黄土高原地带，是中国水土流失最严重的地区，年输沙模数大于5000吨/平方千米的面积就有15.6万平方千米，局部地区高达22000吨/平方千米。水土流失造成许多河流含沙量大，泥沙淤积严重，全国平均每年进入河流的悬移质泥沙约35亿吨，其中约有20亿吨淤积在外流区水库、湖泊、中下游河道和灌区内。黄河是中国含泥沙最多的河流，年平均含沙量和年输沙总量均居世界大河的首位。
水土流失不但造成土壤瘠薄、农业生态失调低产，而且给水资源开发利用带来许多困难。例如，黄河下游由于泥沙淤积造成河床不断抬高，行洪能力减少，增加了防洪难度；华北地区许多水库淤积严重，降低了防洪标准和供水效益；从多沙河流引水灌溉，泥沙处理也是一个难题。因此，除了开源节流、合理利用水资源外，应加强水土保持工作，通过生物措施和工程措施综合治理，使生态达到良性循环，减少河流泥沙，维持水利工程效益。
（5）地下水是我国重要的水资源，要合理开发利用，防止过量开采。我国地下水平均年资源量为8288亿立方米。山丘区地下水平均年资源量为6762亿立方米。平原区地下水平均年资源量为1873亿立方米（含与山丘区地下水资源量间重复计算量348亿立方米）。我国北方平原区地下水平均年资源量为1468亿立方米，占全国平原区地下水平均年资源量的78.4％。我国岩溶山区地下水资源也较丰富有105.9亿立方米。
我国北方地表水资源相对贫乏，但平原区地下水资源比较丰富且易开发利用。据1980年调查统计，东北诸河、海河、淮河和山东半岛、黄河、内陆诸河等北方五区的地下水开采量为540亿立方米，约占总供水量的1/4。其中海河流域地下水开采量已达202亿立方米（平原区为175亿立方米），占全流域供水量的53％。有些地区由于过量开采，地下水位不断下降，造成了许多不良后果。例如，单井出水量减少，耗电量增加，采水成本逐年提高；一些浅井报废，一些机井换泵，井越打越深，形成恶性循环；海水入侵，地下水恶化；城区地面下沉，影响城市建设等。
（6）天然水质相当良好，但人为污染日趋严重，防止水质恶化，保护水源已是当务之急。我国河流天然水质是相当好的，矿化度小于300毫克/升的面积占全国面积的53.2％，但由于人口不断增长和工业迅速发展，污水未经处理排放量增加很快，水质恶化日趋严重。全国1985年排放废水327.5亿立方米，1990年排放废水为353.8亿立方米。全国90％以上污水未经处理直接排入水域，使海洋、河流、湖泊、水库遭受了不同程度的污染。农村大量使用高残存留农药、化肥、乡镇企业排放的废水，也一定程度地污染了水源。由于水质恶化，在进行评价的92100千米河长中，有66％的水质达不到饮用水的标准，有11％的水质不符合农业灌溉要求，有6％的有毒物质含量超过污水排放标准，或受有机物质污染而达到黑臭的严重程度。人口密集、工业发达的城市附近，河流污染比较严重，华北地区有些河流完全成为排污河。一些城市的地下水也遭受了污染，北方城市较为严重。随着人口继续增加，工业持续发展，科学技术的进步及经济实力的增长，可以治理一些废污水，但当前总的趋势，废污水量还在继续增长。
三、水资源争端
由于中东地区的各种天然的地理条件的限制，各国的水资源分配高度不均，上游国家和下游国家为了水源的支配权就足以大动干戈。
“对手”一词，源自拉丁文，本意是“分享同一条溪水的人”。地球上由多国共享的河流和湖泊有214处，然而，水危机正在成为地区冲突和战争的导火线。许多专家发出警告说，由于许多国家都想控制珍贵的水资源，这个世界不久将面临越来越多的“水战争”。
专家们认为，最有可能发生冲突的4条国际河流中，除了印度河外，有3条在中东：以色列、约旦、叙利亚、黎巴嫩分享的约旦河，埃及、苏丹、埃塞俄比亚等国共享的尼罗河，流经土耳其、叙利亚、伊拉克的幼发拉底河—底格里斯河。
中东有着最丰富的石油，却最缺水。由于中东大部分地处干旱和半干旱荒漠地区，水资源的争夺尤为突出，其解决难度不亚于耶路撒冷地位、边界、定居点和难民问题。以色列已故总理拉宾曾指出，中东即便其他问题都得到了解决，单单是一个水的问题就能在犹太人和阿拉伯人之间再次引发一场战争。前苏联领导人戈尔巴乔夫前不久会见了约旦、以色列和巴勒斯坦领导人后预言，中东不久将爆发水战争。他说：“所有的领导人都说，如果现状毫无改变的话，今后10到15年内将爆发一场比目前更为严重的冲突。”
20年来，“水安全”这个新的常用词已编入了阿拉伯文辞典。孕育了三大宗教的约旦河，如今却是中东冲突最激烈的河流，中东四次战争都和它有关。1967年中东战争，以阿都把摧毁对方的水源作为首要战略目标。以色列占领了约旦河发源地，被称为“中东水塔”的戈兰高地。以色列外长佩雷斯曾说过，在以阿和谈中，首要的原则不是“以土地换和平”，而是“土地换水源”。叙以谈判的焦点表面上是戈兰高地，实际上是水资源。以色列同意归还全部戈兰高地，但坚持不让叙利亚染指加利利湖。
约旦和以色列曾于1994年10月签署和平条约，双方因为约旦河水额分歧而推迟签约好几个月。1995年约旦和叙利亚决定在河上建坝，以色列要求获得水库中的一份水，遭约旦拒绝。1997年5月以约签署附加协议，3年内合建海水淡化厂，供水3000万立方米。以色列第二年以干旱为由要求减少供水60％，约旦却坚持要求以色列履约供水，造成两国关系紧张。
黎巴嫩以色列争端由来已久。以色列指责黎巴嫩在哈茨巴尼河修建抽水站，还拟将河流改道。该河每年注入加利利湖1.1亿立方米水。以外长警告黎此举可能导致战争。黎则称抽水站只是供附近一个山村使用，符合沿岸居民自用的国际惯例。而且根据1955年协议，黎在该河的份额是3500万立方米，目前只取水1000万立方米，远远没有超标。
约旦河主权和分配是巴以谈判的五大难题之一。以色列在1995年9月协议中首次承认巴勒斯坦人对约旦河西岸水资源拥有权利。但当巴方要求和约旦一样分享约旦河水时，以色列人不干。其实，巴自治区水资源完全由以方控制，人均水量只有犹太定居者的1/4，而且在淡水的开采、供应和销售等方面受以色列的限制。
以色列禁止巴勒斯坦农民开掘水井，只许他们依靠存储有限的雨水来灌溉农作物，由此迫使许多巴勒斯坦农民离开土地，放弃了从事几代的农业，到以色列从事建筑和环卫行业。虽然近几年以色列对巴勒斯坦人打井放宽了限制，但仍禁止巴勒斯坦人开凿140米以上的深水井。以色列占领巴勒斯坦32年间，几乎向所有的定居点和军事设施都提供了供水系统，而大约50％的巴勒斯坦村庄仍缺乏供水系统。以色列占据了巴勒斯坦的大部分淡水，反过来再通过代表政府利益的公共饮水公司向巴勒斯坦人返销淡水，而且价格是卖给以色列人的两倍。去年巴以暴力冲突以来，巴自治区水资源无人管理维修，缺水更甚，居民一周洗不上一次澡。以色列对巴勒斯坦采取歧视性的用水政策，给巴勒斯坦人造成沉重负担。
土耳其是中东水资源丰富的大国，幼发拉底河流量的89％共310亿立方米、底格里斯河流量520亿立方米中的一半都源于其东部山区。土耳其自称对这两条河拥有绝对主权，并在幼发拉底河上建造阿塔图尔克水坝，减少了叙利亚和伊拉克的流量，遭到两国的强烈反对。叙利亚和伊拉克多次指责土耳其不顾他们的利益，单方面非法利用幼发拉底河的水资源。如1990年，土耳其水利专家为了使阿塔图尔克水坝的水库蓄满水，让幼发拉底河改变了流向，造成叙利亚一个月没水用。土耳其一些领导人认为，水像石油一样是一种商品，今后可以用石油和黄金进行贸易交换。
四、我国水资源的特点
1.人均水资源量少
人均水资源量少。我国水资源总量虽然居世界第6位，但我国人口众多，人均占有量仅2220 m3，不到世界人均水资源占有量的1/4。与德国、印度相近，仅相当于日本的1/2，美国的1/4，俄罗斯的1/12，巴西的1/20，加拿大的1/44。从相对意义上来讲，我国也属于水资源短缺国之一。
2.时空分布不均
我国东南和西南地区降水多，东南沿海部分地区年降水超过1600 mm；而广大北方地区降水普遍较少，特别是西北地区，属干旱带，有些地方年降水仅50 mm左右。我国的降水在时间分布上也不均匀，南方多集中在4—8月，北方多集中在6—9月。这样，使得我国水资源分布在时空上很不均匀。此外，我国的降水在年际间差别也很大。
3.水土匹配差
我国水资源与耕地、人口的分布不匹配。南方水多耕地少，北方水少耕地多。长江流域及以南地区年径流量占全国总径流量的82%，而耕地只占全国的35%；华北、东北及西北内陆诸河流域，耕地占全国的65%，但径流量只占全国的18%。特别是黄、淮、海流域，水量合计只占全国的5%，而耕地占全国的37%，人口占全国的30%，人均和亩均水资源量均远低于全国平均水平。
4.多数河水含沙量较高
我国水土流失严重，造成多数河水含沙量高。其中，含沙量最高的黄河，平均含沙量达37 kg/m3。由于泥沙淤积，黄河和长江的部分河段的河床已高出地面，全依赖堤防挡水。
5.我国水资源的优势
我国水资源具有自己的优势：
其一，可利用性较高。我国水资源量虽然偏少，人均拥有量也少，但是水资源的可利用程度较高。世界上许多大河，如著名的亚马孙河，大都流经人烟稀少的地区，所以，利用性很差。而我国利用性较差的河流，如雅鲁藏布江等，年径流量只占全国的12.2%，我国大多数河流均可开发利用。
其二，地下水赋存条件好。我国少水的北方平原，许多地区地下水赋存条件好，有利于降水入渗，形成相对丰富的地下水资源。这些地区的地下水，只要开采适量，就可以长期利用。
坎儿井是我国西北地区的人民在长期生产过程中，为适应干旱地区的自然环境而创造的一种地下水利工程，它与长城、运河一起并称我国古代三大工程。
坎儿井由竖井、暗渠、明渠、涝坝（积水潭）四部分组成。在高山雪水潜流处，寻其水源，在一定间隔打一深浅不等的竖井，然后再依地势高下在井底修通暗渠，沟通各井，引水下流。地下渠道的出水口与地面渠道相连接，把地下水引至地面灌溉桑田。坎儿井是在地下暗渠输水，不受季节、风沙影响，蒸发量小，流量稳定，可以常年自流灌溉。每当夏季，西北地区高山上的大量融雪和雨水流向盆地，渗入戈壁，汇成潜流，为坎儿井提供了丰富的地下水源。正是因为有了这独特的地下水利工程——坎儿井，把地下水引向地面，灌溉盆地数十万亩良田，才孕育了吐鲁番各族人民，使沙漠变成了绿洲。
自20世纪60年代以来，新疆坎儿井呈现急剧衰减的态势，平均每年减少20多条。目前仅剩614条，照此预测，20年后可能消失。
新疆坎儿井素有“地下万里长城”之称，主要分布在吐鲁番和哈密等地区，是新疆最古老的地下取水方式之一，这项具有2000多年历史的地下水利工程被称作是当地民众的生命之源。但随着地下水补给量逐年减少，加上过度的地下水开采，使水位下降，导致坎儿井逐渐干涸。
“坎儿井”是我国最长的地下灌溉系统，在吐鲁番地区总长就有4400千米，它与万里长城、京杭大运河并称为中国古代三大工程。新疆“坎儿井”早在2000年前的汉代已经出现雏形，吐鲁番是“坎儿井”的故乡。吐鲁番盆地高温少雨，水贵如油，年均降雨量只有16毫米，而蒸发量却高达3000毫米以上。天山雪水融化，渗入戈壁滩，在地下流淌，成为宝贵的水资源。于是，吐鲁番人创造性地开挖了“坎儿井”灌溉农田，世代相沿成习，至今不衰。“坎儿井”由竖井、暗渠、明渠和涝坝（蓄水池）四部分构成，长度从几千米到几十千米不等，数十条连贯成井网，长度可达上百千米，被誉为“地下大运河”。这种特殊的水利工程科学合理，具有很多优点：一是减少强烈的水分蒸发，节约水资源；二是深藏地下，避免地表污染，保证水质优良；三是没有阳光暴晒，水温较低，是最佳的“清凉剂”；四是由高向低，自流灌溉，不需外加动力。没有“坎儿井”，就没有吐鲁番，更没有葡萄沟。
据资料显示，1957年时坎儿井数量达到最高峰，有1237个，而到了2001年，仅剩446个。
问题研究 是否可以用南极冰山解决沙特阿拉伯的缺水问题
从容说课
在讲述了水循环和水资源的分布规律之后，设计一个研究主题，探讨用南极冰山解决沙特阿拉伯的缺水问题的可行性。初看上去，这是一个异想天开的事情，但实际上有很多方面值得去思考和研究。从问题的设计来看，首先还是为了能够引起学生的兴趣，激发学生研究的欲望。从本章知识的角度来讲，在研究过程中会涉及到许多有关水资源的知识，在选择运输路线的过程中要结合这一章中所学习的洋流知识。
本研究主题共分为四部分，第一部分提出问题，第二部分为相关背景资料分析，第三部分为运送冰山，第四部分是分析反思毁坏冰山对全球环境造成的影响。其中，第二部分内容主要考查学生综合运用气候和水资源知识分析问题的能力，第三部分培养学生运用洋流知识解决实际问题的能力，第四部分培养学生的综合反思和批判能力。
教学过程
导入新课
（视频导入：沙特阿拉伯和南极）

通过两段视频将两个地区进行比较，让学生直观地感受到两个地区巨大的反差：一个是气候干旱，沙漠广布；一个是晶莹剔透，冰雪世界。
推进新课
一、知识拓展
（阅读资料1：沙特阿拉伯的淡水资源）
师沙特阿拉伯为什么缺水？有几方面的原因？
生沙特阿拉伯缺水有两方面的原因：自然原因是处于热带沙漠地区，气候干旱；人为原因是人口的增长、工农业的发展和城市化进程使用水量不断上升。
师解决沙特阿拉伯缺水有什么好办法？所采取的措施有什么局限性？
（让学生分析如何解决沙特阿拉伯的缺水问题，主要是考查学生理论联系实际的能力。对于沙特阿拉伯来说，海水淡化成本太高；跨流域引水不合乎本区水资源紧缺的实际，同时还会牵扯到不同国家之间的利益分配问题。因此，教师在引导学生分析该问题时要注意考虑多种因素）
（阅读资料2：南极冰山的形成）
师要知道南极冰山的形成，首先要了解南极冰川是怎样形成的。
（课件展示：文字资料）
在极地和高山地区，气候严寒，常年积雪，当雪积聚在地面上后，如果温度降低到零度以下，可以受到它本身的压力作用或经再度结晶而造成雪粒，称为粒雪。当雪层增加，将粒雪往更深处埋，冰的结晶越变越粗，而粒雪的密度则因存在于粒雪颗粒间的空气体积不断减少而增加，使粒雪变得更为密实而形成蓝色的冰川冰，冰川冰形成后，因受自身很大的重力作用形成塑性体，沿斜坡缓慢运动或在冰层压力下缓缓流动形成冰川。南极的冰山则是南极冰川的前缘断裂入海形成的。
师南极地区年降水量是否丰富？为什么？
生南极地区降水量并不丰富，因为南极地区终年受极地高气压控制，盛行下沉气流，所以全年降水稀少。
师南极地区的年降水量只有55毫米，为什么会储藏着如此丰富的淡水资源？
生尽管南极地区年降水量很少，但因为终年严寒，降水多以固体形式出现，而且不易融化，经年积累，形成厚厚的冰川。
二、执行任务
（阅读教材，鼓励学生结合洋流知识，相互讨论分析）
师要将南极的大冰山运往北半球的热带地区，需要解决哪些技术问题？
生要将南极的大冰山运往北半球的热带地区，需要解决的两个关键问题是运送冰山的动力问题和防止冰山消融的技术问题。
师运送冰山的动力和防止冰山消融的技术这两个问题是相互联系的，因为动力越大，冰山移动的速度越快，冰山暴露消融的时间就越短，冰山融化的就越少。为了降低对动力的要求就要充分利用洋流的作用。你们认为该选择一年中的什么季节和一条什么样的航线来运送这座冰山？
生根据任务中冰山的位置，这样一条航线是比较合理的，即先沿着西风漂流加上向北的动力，到达澳大利亚大陆的西北角，顺着西澳大利亚寒流北上，在赤道附近利用南赤道暖流转向西，在索马里半岛附近利用北印度洋夏季的季风洋流靠近阿拉伯半岛。如果是这样一条航线，最佳季节应该是北半球的夏季。
三、分析反思
（阅读问题，指导学生相互讨论分析。对冰山融化所带来的环境问题，教师可以提示学生从气候变迁、海平面上升等几个方面进行讨论）
师假如我们大量地将南极的冰山运往热带地区以解决那里的淡水资源短缺问题，将会对全球的环境产生哪些影响？
生因为在将南极的冰山运往热带地区的路程中，冰山将会大量融化，可能会导致海平面上升，使许多沿海地区和岛屿有可能被淹没。
师对气候会有怎样的影响呢？
生如果我们大量地将南极的冰山运往热带地区，将会带来水资源空间分布的改变，从而影响到水循环和大气环流，影响气候。
师说得非常好！自然环境是一个整体，一个地区发生的变化往往会影响到其他地区，所以人类活动必须遵循自然规律，考虑到对全球生态的影响，否则将会遭到自然界的惩罚！
备课资料
一、沙特阿拉伯的海水淡化
位于阿拉伯半岛的沙特阿拉伯，面积达210万平方千米，人口1500万，是西亚最大的国家。由于受副热带高压的控制，气候炎热干燥，内陆最高气温达50—55 ℃，年降水量仅约100毫米。沙漠占全国面积的一半，南部的鲁卜哈利沙漠是世界大沙漠之一，面积达65万平方千米，年降水量不足50毫米。全国没有常年有水的河流和湖泊，水资源人均拥有量仅及世界平均水平的1.2％。由于水资源有限，所以长期以来雨水是沙特阿拉伯饮用水和农业用水的主要来源，人口主要居住在为数不多的几个绿洲上，可耕地仅占全国国土面积的1％。对这有限水资源的依靠使沙特阿拉伯面临一些严重的问题，迫使沙特阿拉伯寻求其他水源，以解决由于人口和工业项目不断增加所带来的对水的需求问题。
近一二十年以来，由于石油大规模开采带来了巨额的石油财富，政府为解决严重的缺水问题投入巨资，建立了25个大型海水淡化工厂，日淡化海水525万立方米，约占世界海水淡化总量的25.9％，淡化海水能力居世界第一位。目前，沙特阿拉伯海水淡化总公司正在红海和波斯湾沿岸的延布、查比勒、海卜尔和舍伊卜，建造4个新的海水淡化工厂，建成后将新增海水淡化能力73万吨。
沙特的海水淡化工厂不仅向沿海城市提供淡化水，而且还向内地一些人口稠密和缺乏饮用水的城市和地区提供淡化水，用钢铁和水泥等各种材料建造的输水管总长达2080千米，已形成一个遍布全国的庞大供水网。在有些地区，甚至还用淡化海水发展灌溉农业，使昔日黄沙广布的不毛之地，成为阡陌纵横的大片绿色农田，耕地面积迅速扩大，小麦、水稻的单产均达到世界先进水平。小麦不仅自给有余，还能向周围国家出口；奶制品、鸡蛋、家禽和大部分蔬菜也能满足国内需要，并开始出口。被人们称作沙海中创造出的“天方夜谭般的奇迹”。当然，用淡化海水灌溉成本过高，小麦的收购价比国际市场上高好几倍。
目前沙特阿拉伯淡化海水的成本还很高，每吨淡化海水成本约为1—1.6美元，今后主攻方向是降低成本，主要措施如开发利用工业废热以及用太阳能、风能、海洋能等廉价能源作为热能；发展大型淡化装置；选用耐腐蚀的最佳结构和材料；在淡化海水的同时，回收并综合利用海水中的化学资源。据估算，如果能将每吨淡化海水的成本降至0.02—0.05美元，则不仅可用于城市生活和生产，而且可为农业提供大量用水。到那时，沙特阿拉伯将会创造出比“天方夜谭”更为神奇的奇迹。（选自《中学地理教学参考》1999年第10期）
二、甘洌的南极冰水
南极洲是人类最大的淡水资源库，而且其冰盖是一千万年前形成的，没有受到任何污染，水质极好。如果用南极冰盖的冰制成饮料，毫不夸张地说，它是世界上特等纯净饮料。1986年10月在日本东京召开第八届南极矿产资源会议时，好客的日本国立基地研究所所长松田达郎先生就曾用南极冰招待贵宾，客人们饮后赞不绝口。因为南极冰不仅清醇甘洌，而且它在溶解时，冰晶体中的气泡溢出会发出清脆的响声，美妙悦耳。
三、运输冰山的方式
有的科学家曾提出过运输冰山形式水的构想。他们甚至还想出了将百吨重的冰山从南极洲运往沙特阿拉伯的几种可能的方案。联想到目前的科技水平，大抵可以通过以下三个方案来运输冰山。
以液态形式：但这需要花大量的资金来融化冰山；
以小冰块的形式：尽管这样会节省大量的资金，但花费在各种设备上的投入必将增加；
以大冰块的形式：尽管这种方法资金投入少，但可能会造成许多严重的装载问题。
由于这三种方法的资金投入都非常大，因此，无论采用哪种方法，运输冰山的成本都特别高。而目前，操作及运输设备方面的技术水平还不具备处理如此大密度、大面积重物的条件。同时，有冰山的地区（南极洲和格陵兰岛）也不适合这些重型设备和机械的操作。此外，地球上现在还没有能够承担运输这种巨型冰块任务的船只。
四、南极冰山丰富的淡水资源
南极冰盖由于受重力作用和大陆地形坡度的影响，不断从大陆内部向沿海流动，最后崩裂，坠入大海，成为漂浮的冰山。据估算，每年从南极大陆崩裂入海的冰山和冰块量达14000多亿吨，体积约1200立方千米。如果把这些冰山的10％拖运到干旱地区，也足以浇灌1000万公顷的农田，或者供5亿人口用水。因此，这不仅对那些干旱缺水的国家有很大的吸引力，甚至连美国这样淡水资源相当丰富的国家也对开发南极淡水资源很感兴趣。漂浮在南大洋上的冰山总量约22万座，总体积约18000立方千米。有记录的世界最大的冰山，其面积有30000多平方千米，长333千米，宽96千米，比整个比利时还大。这座冰山是1956年11月12日美国“冰川”号船在南太平洋斯科特岛以西240千米处观察到的。所以，南极的冰山是相当可观的淡水资源。

备课资料
一、河床地貌的形成
河流的水流，在河槽中受到河岸摩擦阻力，从而形成中间流速大、两岸流速小的结构。同时它一般又以螺旋流的形式进行，这样造成一岸冲刷一岸淤积，河流不断向冲刷岸迁移。此外水流又有蜿蜒流动的特征，这样又造成了河流的基本形态是蜿蜒的。关于河流蜿蜒的原因有多种学说，其中之一认为，如果最初河道是平直的，因为偶然的原因，局部河岸产生凹面，这是由于离心力的作用，水流流向并冲刷河岸使凹曲面发展，凹曲面又反射了前进的水流使它以螺旋流的形式冲向前方对岸，使前方河道也发生冲刷。这样河曲波不断生成，河流即发生蜿蜒。当蜿蜒过分发育时，水流流路过长，发洪期高水位就可能漫过凹岸发生切滩裁弯事件，发展成顺直的河道。蜿蜒和裁弯，使河流在地表摆荡起来，摆荡的结果形成了河流特有的沉积地貌结构。
（摘自《地理科学导论者按》王铮）
二、河流及其相关名词
1.河流
沿地表线形槽状凹地集中的经常性或周期性水流。在中国，河流的名称多种多样，如江、河、水、川、溪、涧、藏布、格勒等。
河流的水源多来自大气降水。降水一部分渗入地下，一部分蒸发返回大气层，剩下的沿地表流动，通过河流进入海洋。还有一些水源来自地下水的补给，高山、高纬地区冰雪融水的补给。
每条河流从河源到河口可以分为上、中、下游。河源是河流的发源地，河源以上可能是冰川、湖泊、泉水。河口可以是入海河口、入湖河口、入主流河口。流水是地球表面陆地上最经常、最普遍活跃的地貌营力。河流的侵蚀、搬运、堆积作用贯穿于上、中、下游，使地表形成各种地貌类型。一般大河流的上游位于山地或高原，以侵蚀作用为主；中游大多位于山地、平原交界的山前丘陵平原区，经常堆积与侵蚀作用兼而有之；下游多位于平原区，河谷宽阔平坦，以堆积作用为主。河口地区是受海、湖影响的交互作用地带。
在地球表面的总水量中，河流水量的比重很小，但循环速度快，是水的重要输送环节，也是促使自然环境中各类物质相互转换、代谢的动力之一。古代文明的发源地，无一不与河流联系在一起。一些大河的冲积平原、三角洲地区是人类社会经济、文化等的发达地区，是人类赖以生存的重要淡水区。随着人口增长及经济发展的需要，对淡水的需求急剧增加，因此，合理开发利用和治理、保护河流是全人类共同的使命。
2.河谷
河水所流经的带状延伸的凹地。河谷内包括了各种类型的河谷地貌。从河谷横剖面看，可分为谷底和谷坡两部分。谷底包括河床、河漫滩；谷坡是河谷两侧的岸坡，常有河流阶地发育。谷坡与谷底的交界处称谷坡麓，谷坡与原始山坡或地面的交界处，称为谷肩或谷缘。从纵剖面看，上游河谷狭窄多瀑布，中游展宽，发育河漫滩、阶地，下游河床坡度较小，多形成曲流和汊河，河口形成三角洲或三角湾。河谷是在流水侵蚀作用下形成与发展的：水流携带泥沙侵蚀使河谷下切；水流的侧蚀使谷坡剥蚀后退，包括谷坡上的片蚀、沟蚀、块体崩落；溯源侵蚀使河谷向上延伸，加长河谷。三类侵蚀方式经常同时进行，只是不同时间、地段各有所不同。河谷的发育受到气候与构造的影响。一般河谷形态类型有隘谷、峡谷、宽谷、复式河谷。
3.河漫滩
河流洪水期淹没的河床以外的谷底部分。它由河流的横向迁移和洪水漫堤的沉积作用形成。平原区的河漫滩比较发育。由于横向环流作用，“V”字形河谷展宽，冲积物组成浅滩，浅滩加宽，枯水期大片露出水面成为雏形河漫滩。之后洪水携带的物质不断沉积，形成河漫滩。河漫滩沉积大多具二元结构，下部是河床相沉积，上部为河漫滩相沉积。河漫滩的主要类型有：①河曲型河漫滩，发育于弯曲型河段，常在凸岸堆积为滨河床沙坝、迂回扇等；②汊道型河漫滩，为在汊道型河段中形成的浅滩及其附属的沙坝、沙嘴等；③堰堤型河漫滩，发育于较直型河段，形成天然堤；④平行鬃岗型河漫滩，为堰堤型河漫滩与河曲型或汊道型河漫滩的过渡类型，表现为一系列平行鬃岗系统，鬃岗之间为浅沟、洼地或湖泊。
4.河流阶地
河流下切侵蚀，使原先的河谷底部（河漫滩或河床）超出一般洪水位以上，呈阶梯状分布在河谷谷坡的地形。阶地由阶地面，阶地陡坎，阶地的前缘、后缘组成。阶地按上下层次分级，级数自下而上按顺序确定，愈向高处年代愈老。阶地物质下部为砂砾石，上部为粉砂、黏土，具二元结构。河流阶地是在相对稳定堆积和迅速下切过程中形成的。由于下切侵蚀的条件不同，阶地的成因也不相同。主要成因有气候的变化，形成气候阶地；构造运动，形成构造阶地；侵蚀基准面的变化；人类活动的影响，如水利工程建设，改变了基准面。
河流阶地按组成物质及其结构分为以下四类：①侵蚀阶地。由基岩构成，阶地面上往往很少保留冲积物。②堆积阶地。由冲积物组成。根据河流下切程度不同，形成阶地的切割叠置关系不同又可分为：上叠阶地，是新阶地叠于老阶地之上；内叠阶地，新阶地叠于老阶地之内。③基座阶地。阶地形成时，河流下切超过了老河谷谷底而达到并出露基岩。④埋藏阶地。即早期的阶地被新阶地埋藏。运用物理、化学、生物、年代学的方法研究阶地的级数、结构、年代、成因、分布的规律，在科学上与经济上都有着十分重要的意义。
5.溯源侵蚀
河流或沟谷发育过程中，下切侵蚀不仅加深河床或沟床，并使其向上游源头侵蚀后退的现象。又称向源侵蚀。溯源侵蚀在河流源头和河口地段最为明显。河谷或沟谷源头，因河床纵剖面较陡，下切侵蚀作用加强，引起向上游不断侵蚀，从而加长河谷的长度。在黄土地区溯源侵蚀现象最为明显，因为黄土土质松散并多节理，降雨后沿冲沟向上侵蚀。沟头地区每年向源侵蚀可达数十米，这是黄土区水土流失的原因之一。河口地段由于侵蚀基准面的下降，可以引起河流下切，产生溯源现象，形成多级阶地。
6.河流袭夺
分水岭的迁移导致一侧的河流夺取另一侧河流上游段的现象。在诸多河系中，往往有一个主要河系，其侵蚀活跃、下切深，为其支流提供了较低的河流侵蚀基准面。这些支流有较强的侵蚀能力，它们往往切穿分水岭，夺取了分水岭另一侧位置较高的河源段。因分水岭被破坏造成的迁移称主动河流袭夺；由新构造运动等非河流因素引起的称被动河流袭夺。河流袭夺后，被夺河的上游称改向河；被夺河下游被截而无头，称断头河。袭夺的突然拐弯处称袭夺弯，此处流水有明显的落差，称为跌水。被袭夺河原来的谷地形态称风口。风口内可以找到被袭夺前的沉积物，甚至老阶地。断头河亦因断源而有大量堆积沉积物，堵塞水流后形成湖沼。
河床是河谷中平水期水流所占据的谷底部分，又称河槽。河床横剖面呈一低洼的槽形。纵剖面，在山区较陡，深槽与浅滩交替，多跌水、瀑布；平原区坡度较缓，微有起伏。平面形态：山区河床多狭窄顺直，岸线因山嘴突出而呈犬牙交错；平原区河床多弯曲或分汊。
河床纵剖面是从河源到河口的河床最低点的连线。该纵剖面的发展，受河流侵蚀基准面的控制。河流的下切面是无止境的，往往受某一基面控制，河流下切到接近这一平面后即失去侵蚀能力，不再向下侵蚀，这一平面称为河流侵蚀基准面。影响河床纵剖面发展的因素有气候、构造、岩性及环境变迁等。
河床的类型一般可分为四类：
（1）顺直微弯型。河段顺直略有弯曲、深槽、浅滩交错分布。
（2）弯曲型。具有曲折的外形和蜿蜒蠕动的动态特性，分布很广，任意两相邻浅滩的间距约为河宽的5—7倍。
（3）分汊型。又称江心洲型河床，具有一个或几个江心洲，河身呈莲藕状，具两股以上的汊道，汊道交替消长。
（4）游荡型。河身顺直宽浅，沙滩众多，汊道交织，河床变形迅速，主槽摆动不定，水流散乱。
河床在水流作用下形成河床侵蚀地貌和堆积地貌。侵蚀地貌主要有深槽、壶穴、岩槛、深切曲流。当水流侵蚀能力增强，该段河床就被冲刷成深槽。在构造破碎带，节理发育与被湍急水流冲磨成的深穴称壶穴，可深达6—7米。横亘于河床底部上凸的坚硬岩石组成的坡坎称岩槛，常伴有瀑布或跌水。由于地壳抬升，深切到基岩之中的曲流称深切曲流。河床堆积地貌主要有河床展宽期间堆积的浅滩；布于岸边的边滩；布于河心的心滩，枯水位时露出水面，中水位以上出露的称江心洲。沿岸长条延伸的沙滩称沙嘴。边滩经生长，发育成河漫滩。河漫滩上随着动力作用的变化而发育多种类型的微地貌。
三、什么是河口
河流和受水体的结合地段。受水体可能是海洋、湖泊、水库和河流等，因而河口可分为入海河口、入湖河口、入库河口和支流河口等。就入海河口而言，它是一个半封闭的海岸水体，与海洋自由沟通，海水在其中被陆域来水所冲淡。根据动力条件和地貌形态的差异，一般把河口分为河流近口段、河口段和口外海滨。河流近口段以河流特性为主，口外海滨以海洋特性为主，河口段的河流因素和海洋因素则强弱交替地相互作用，有独特的性质。
河口是江河的入海口，在那里江河中的淡水和海洋中的咸水混合。河口及其周围地区是从陆地到海洋、从淡水到咸水的过渡地带。虽然受到潮汐的影响，但河口被其周围的各种暗礁、岛屿，或是伸出的陆地、淤泥层、沙滩等（它们规定着河口向海方向的边界）全力地保护着免受海浪和风暴的侵袭。河口的形状和大小各不相同，且有各种名称，如：海湾、礁湖、海港、入口、海峡等。（注意：所有这些名称并不一定代表河口，而根据河口的定义，其特征只是淡水和咸水的混合水域，而并非其名称）
由于世界各地的河口在水文、地质及形成过程等地理因素的差异，就造成河口在地形、物理条件、生态系统等方面，有不同的差异与利用。每个河口都是独一无二的，因此要下一个普遍性的定义就相当得困难。一般以“estuary”指河口或河口湾，乃因“estuary”一词来自拉丁字“aestus”（潮汐），所以在牛津大字典中，河口意为“大河的潮汐口”（The tidal mouth of a great river）。
若从物理的观点来严格定义河口，目前以Pritchard在1967年所提出的最被广泛地采用，认为“河口是一个半封闭性的海岸水体，它可自由地与开放的海洋相连接，在它之内，海水可以被内陆排出的淡水稀释，而稀释的程度是可以被量测的”。事实上，随着目的需要的不同，在进行河口范围界定时就有不同的考虑与划分，若要对河口进行管理就需同时考虑行政及环境特性两方面；而在地形研究上，就需充分考虑河口的自然特征。
河口的主要环境特性，是指海洋潮汐、波浪与河川的水文状况互动而成的环境现象与特质。因此，广义而言，只要是受到海水潮波动力影响到的河川范围皆属之。河口段内河川廊道纵向的起端点，是河川的上游感潮点，河水盐度接近零；而下游终端点，则是河川影响的终结点，该处盐度接近海水。由于河川流量、波浪、潮汐强弱有别，河口段的位置也常有变动，不易明显划分。
四、河口潮汐及其作用
河口在海洋潮波的作用下，出现河口潮汐现象。潮波在河口传播的过程中，发生变形，潮差递减，涨潮历时缩短，落潮历时加长。涨潮流上溯所达到的界线，称为潮流界。潮波影响所及的界线称为潮区界。
在河口水体中，盐水和淡水的混合，使悬浮物质絮凝而沉降，河口泥沙发生强烈的淤积。另外，细颗粒物质受海洋生物的作用而聚集成团，也促使河口泥沙沉积。
河流输出物对河口的填充，使三角洲不断推进和扩展。五六千年来，长江口建造了3万多平方千米的三角洲，黄河三角洲造陆速度为每年23.5平方千米。肥沃的土壤，丰富的水资源，使三角洲成为重要的农业基地。天然三角洲的湿地需要疏干，需要防范洪水大潮的侵袭。农业所需的灌溉用水，都直接受到河口动力因素和泥沙运动因素的影响。河流带来丰富的营养物质，经过河口，汇注海洋，使河口的近海水域，常为重要的渔场，如长江口外的舟山渔场、吕四渔场等。河口蕴藏着丰富的潮汐能源，又便于内地和外海的交通，故普遍在河口建港。正因为如此，世界上80％的大城市都分布在河口区。然而河口的动力因素和泥沙运动复杂，而且普遍存在拦门沙，必须整治和疏浚，以维护航道的水深，这也是水运事业中的关键问题。特别是船舶向大吨位方向发展，此问题就显得更加突出。此外，在河口区的城市建设中，有关供水、排污和环境保护等问题，日益受到关注。
五、河口的分类
根据河口成因的不同，分为下列三种类型：
（1）溺谷型河口。海侵淹没的河谷末端，海水直拍崖岸。由于河流较小，或流域来沙不多，虽在湾头或局部地段有泥沙堆积，但溺谷状态仍然保留。
溺谷型河口的下段，往往呈漏斗状，称为漏斗状河口或三角港。而对那些下段呈漏斗状和成形河流相接的，又称为河口湾，如中国的钱塘江河口和杭州湾。
漏斗状海湾受地形影响，潮差较大，成为强潮河口。其湾底地形常有潮流脊发育。
（2）三角洲河口。流域来沙丰富的河口，泥沙沉积于河口区，有三角洲发育。一般而言，三角洲发育于弱潮河口和某些中潮河口以及河流挟带的泥沙不易为沿岸流带走的地区。
水流分汊是河口常见的现象，有单汊、多汊和分汊再会合三种形式。三角洲汊河一般都较浅，在汊道的口门附近，常有沙体堆积，称为拦门沙。
（3）峡江型河口。在冰川作用过的地区，河槽受冰川挖掘刻蚀，谷坡陡峻，海侵后形成峡江，其河口的特点在于口门附近有深约几十米的岩坎，坎内水深可达数百米，向着内陆可延伸几百千米。这种河口常见于高纬度地带，如挪威的松恩峡湾和苏格兰的埃蒂夫湾。
影响河口的作用力主要有三者，但这些营力对河口地形的影响并不是绝对的。由于河口的水流扩散、减速、沉积物堆积不同也各自造成不同形态的河口地形。主要可以分为下列几种：
（1）河川主导型：河川主导的河口常发生在受潮汐影响较小的湖泊、河口、封闭或半封闭的海洋、或波浪能量较弱的近海浅坡部分。
（2）潮汐主导型：河口主要受到双向潮汐作用涨潮与退潮的影响。
（3）波浪主导型：河口主要受波浪营力影响，不同的波浪入射角度因造成泥沙移动的距离与方向不同，会造成不同的河口沙洲或沙嘴形态。
（摘自《中国河口海岸治理网》）
问题研究 崇明岛的未来是什么样子
从容说课
本研究课是在本章学习了内力和外力作用后以崇明岛的形成和发展为例，让学生初步学会综合分析地表形态的发展与变化。教师应指导学生学会如何去搜集相关资料，并将所获得的资料进行整理、分析、归纳，获得自己想要得到的信息。按照教材上建议的探究步骤即可，需要让学生明确的是，崇明岛是自然原因形成的，但人类活动对崇明岛的影响也是明显的，进而预测崇明岛的未来可能会是什么样子。从而认识地表形态的变化发展是有规律的，原因也是多样性的。这个研究的目的是使学生认识人类活动对地表形态的影响，并学会把自然因素和人为因素结合起来分析地表形态的演变。
三维目标
知识与技能
1.培养学生搜集资料的技巧和能力。
2.了解崇明岛的过去、现在，进而分析预测崇明岛的未来发展。
3.运用图表资料分析、表达地理事物的能力。
4.培养动手能力，用实验的方法模拟河口冲积岛的形成。
过程与方法
1.搜集资料，自主学习，分析讨论法。
2.实验模拟，观察分析河口冲积岛的形成。
3.用所搜集到的资料，分析人类活动对崇明岛的影响。
情感、态度与价值观
1.认识事物的发展是由内外因共同作用和影响的结果。
2.在尊重自然规律的基础上合理利用和保护自然。
教学重点
1.了解崇明岛的形成和发展。
2.分析预测崇明岛的未来。
3.认识人类活动对崇明岛的影响。
教学难点
崇明岛未来的预测。
课时安排
1课时
教学过程
导入新课
师同学们，我们在第三节中了解了河流地貌的发育类型及其对人类聚落分布的影响，特别是河流的堆积地貌对人类的影响尤为明显。世界的绝大部分人口都居住在冲积平原上，我们今天就来以崇明岛为例，进一步认识河流地貌的发育规律及其与人类的相互关系。
推进新课
师崇明岛是一个长江口的冲积岛，课前我们大家都分别搜集了一些资料，也做了大量的准备工作，大家把自己搜集到的关于河口冲积岛的形成资料现在分析整理一下，我们一起来看看它是怎样形成的。
（生展示资料）
（师总结）冲积岛是大陆岛的一个特殊类型，由于组成物质主要为泥沙，也称沙岛。冲积岛主要分布在河口地区。
（资料1分析） 河口冲积岛是在哪几种外力作用下形成的？
（模拟试验） 在准备好的水槽中，用沙土堆成山脉、河谷、平原、大海等地表形态，然后将水管接在水龙头上让一定量的水从喷嘴喷出，模仿下雨，让水流从山上流下来，观察泥沙在下游和河口的堆积情况，重复上述实验过程，直到有冲积岛形成。
师冲积岛发育于河流入海的口外海滨地区，它的形成不仅仅与流水有关，而是河流和海洋共同作用的结果。
我国共有400多个冲积岛。冲积岛的地质构造与河口两岸的冲积平原相同，地势低平，在岛屿四周围绕着广阔的滩涂。
冲积岛的成因不尽相同。长江口的沙岛是由于涨落潮流不一致，形成缓流区，使泥沙不断沉积而形成的。珠江口沙岛成因不一，有的是由河心滩发育而成；有的是由于河流中有岩岛阻挡产生河汊，在河汊流速较慢的一侧泥沙沉积而成沙垣，再发育成沙岛；有的由河口沙嘴发育而成，最典型的是台湾岛浊水溪三角洲外的一系列沙岛；还有一种是由波浪侵蚀沙泥海岸，从海岸分离出小块陆地，也成了沙岛，这种沙岛较为少见。
冲积岛由泥沙组成，结构松散，因而在外形轮廓上很不稳定。河口地区的冲积岛，每逢遇到强潮倒灌或洪水倾泻，强烈的冲蚀会使冲积岛四周形态发生改变。一般情况下，在冲积岛与河流和潮流平行的两边，总是一边经受侵蚀，一边逐渐淤积，久而久之，便形成平行两岸的长条形岛屿；而垂直于河流的两端，上游不断缩减，下游又逐渐增加。但是，有时整个岛屿被冲蚀消失；有时岛屿与大陆接近，最后连成一体。
地处长江口门户的崇明岛，面积1000余平方千米，仅次于台湾岛和海南岛，而位居第三位，亦是我国几个大岛中唯一的由泥沙堆积而成的冲积岛。
综上所述，河口冲积岛的形成是在侵蚀、搬运、沉积等几种外力作用下形成的。
（资料2分析）推测崇明岛的形成过程
对该资料的分析有一定难度。首先要读懂崇明岛的变迁图，根据不同时期崇明岛的位置和形状进行描述。可引导学生根据历史年代和崇明岛的位置来加以分析。从图中可以发现，在1101年前，崇明岛是一个小岛，而后分为南北两岛。南岛由西向东迁移，三易其位；北岛由南向北发展，四易其位。两岛于1530年前后合并，并向东迁移，于1583年形成现在的崇明岛；总体趋势是不断向海迁移。
引起崇明岛变迁的原因可以从河流的流量、河流的含沙量、岛屿本身的泥沙堆积结构等方面进行分析。
（资料3分析） 人类活动对崇明岛的影响主要表现在哪些方面？
人类活动对崇明岛形状的影响主要表现在围垦滩涂上，使崇明岛的面积不断增加。围海造陆扩大了人类的生存范围，但对自然环境还是有一定影响的，例如：改变了河口地区水流的速度和方向，对周围港口会有一定的影响；此外对这一水域的水生生物也会有一定的影响。
（活动探究）
围海造陆可能会对自然环境产生哪些影响？
（1）引发赤潮。围海造陆使海水潮差变小，潮汐的冲刷能力降低，海水自净能力减弱，水质趋于恶化，加之围海造陆的陆地多用于城市建设和工农业生产，污染物较多，尤其是污水直接排入大海，导致海水富营养化，赤潮的发生机会增加，给沿海的海水养殖业和海洋渔业生产带来巨大的危害。
（2）引发洪灾。围海造陆阻塞了部分入海河道，影响了洪水的下泄，同时，洪水造成的内涝，使地表水下渗到地下。同时，围海造陆也会导致某些天然泄出口受阻，因此又造成局部地下水位上升。广州、深圳近年来发现不少楼房基础受地下水浸泡，甚至导致楼房开裂、地下室进水等现象都与地下水位上升有关。
（3）破坏海岸生态。不合理的围海造陆，破坏海岸自然环境，破坏海洋生物链，使海洋生物锐减，不少海湾的自然环境因不合理的围海造陆被改变，严重损害栖息生物的生态环境，使原有生物群落结构遭破坏，物种减少。
（分析预测） 崇明岛在不久的将来会和北侧的陆地连在一起。
根据地转偏向力的原理，在北半球流水向右偏，所以崇明岛右（南）侧水道通过了主要的长江水量，北侧水道水流变小变缓，泥沙沉积，可以预测在不久的将来崇明岛会与北侧的陆地连在一起。
对于崇明岛的未来，可引导学生结合崇明岛的变迁历史和发展现状来分析。由各种地质作用所引起的地壳变动通常都是比较缓慢的，超出人类历史的范畴，而这个问题研究所选择的崇明岛，其发生发展的速度是比较快的，甚至是有文字记载的，这就为学生展开研究活动提供了方便。在研究过程中要大量应用到本单元中所学到的知识，特别是有关流水作用和人类活动对地表形态的影响。在研究过程中引导学生从自然和人文两个角度去分析问题、寻找原因，培养进行地理研究的基本思维方法。最后对地理事物的发展作出预测，这是问题研究的较高层次。
备课资料
崇明岛
崇明岛，形如一春蚕，东西长，南北狭。在它的旁边还有横沙、长兴两岛。崇明岛的形成与长江江口的演变相连在一起。由于长江口有着向东南伸展，且口门沙岛有不断北靠的趋势，因此，从前的崇明岛与现在的位置和形状相差甚远。据考，约在1000多年前的唐朝，长江口门在今扬州、镇江一带，那时的口门沙岛只是江中的两个小沙洲，称为东沙和西沙，面积亦甚小，约数十平方千米。岛上先民从附近江苏丹阳、句容等地迁来，以打鱼为生。到了唐神龙元年（705年），始建立崇明镇于西沙，大概这是最早“崇明”两字的出现。在这以后，崇明岛不断顺江下移，下涨上坍，于宋朝已在西沙西北面涨出了姚刘沙，东北面堆积而成了三沙，而原来的东沙和西沙则渐渐被崩塌冲走。接下来，三沙的命运亦和东沙、西沙一样，逐渐地被冲涨，旧去新来，在其下侧堆积形成了马家浜、平洋沙、长沙等沙洲，其中的长沙即是现在崇明岛的前身。
在历史的长河中，许多沙岛依次北靠或被冲坍消失了，然崇明岛发展到今日，正处于其顶峰时期。崇明岛亦是不稳定的，就连其县城亦是一再迁移。至明万历十一年（1583年），此前崇明县城已经有了五次大搬家。到了清朝光绪年间（1875—1908年），长沙南岸迅速地淤涨起来。后经当地百姓建石塘石坝等，制止了淤涨的势头，县城才得以保持并稳定下来。
目前的崇明岛北靠的趋势已十分明显，北支水道最宽处仅1.5千米左右，且水深甚浅，江底已日益淤死，估计不久的将来，随着北支的淤死，崇明岛将成为启东的一部分，而不再成为岛屿了。只是到那时候，今日的长兴、横沙两岛要取代崇明岛了。
崇明岛上，地势平坦，景观如同江南田地，初到崇明岛的人，甚至感觉不到已到了岛上。一片片绿油油的庄稼、一道道灌溉用的水渠，村落密布，道路交错，并无一般海岛的荒凉感觉。
但是，作为海岛，崇明岛当然有其一些独特的资源与景观。大致有三样特别之景：一是蟹多。崇明岛上，尤其在近海边的泥滩上，到处是小蟹，几乎黑压压的布满滩面。崇明岛的第二大特色是海滩芦苇成林，可称其为“环岛绿色长城”了。由于芦苇适宜于滩地生长，且长势甚猛，在崇明岛北岸及东南岸团结沙一带，我们曾看到宽达数千米的芦苇带。人行其中，似觉无边无际，可能当年沙家浜的芦苇荡之规模亦不过此。芦苇之初用，不仅可护岸促淤，而且可做造纸之原料。第三大特色是岛身形状迁徙无常，始终处于迅速的演变过程中。不像基岩岛屿，千百年来基本上维持着相对稳定的状态，崇明岛却自始至终演变不断。现在还在酝酿着堵塞北支等工程。看来我国这个第三大岛演变成为长江口北岸陆地那个日子的到来要比预见得更早些。
崇明岛还有一个美丽的古称“东海瀛洲”。相传在远古东海之中有一瀛洲侧境，是神仙居处，但这个仙岛没有稳固下来，一直飘忽不定。秦始皇和汉武帝先后派人到东海之上四处寻找，都没有找到。后来到了明朝，朱元璋皇帝把“东海瀛洲”四个字赐给了崇明岛。从此，崇明岛便有了古瀛洲的美名了。
1.成岛
崇明岛是新长江三角洲发育过程中的产物，它的原处是长江口外浅海。长江奔泻东下，流入河口地区时，由于比降减小、流速变缓等原因，所挟大量泥沙于此逐渐沉积。一面在长江口南北岸造成滨海平原，一面又在江中形成星罗棋布的河口沙洲。这样一来，崇明岛便逐渐成为一个典型的河口沙岛。它从露出水面到最后形成大岛，经历了千余年的涨坍变化。
2.崇明岛的变迁
崇明岛在发育过程中经历了多次变化。唐朝初年（618年），长江口位于现在的扬州、镇江一带，江面上出现了东、西两个沙洲，面积不过几十平方千米。随着移居岛上人口的陆续增多，到了10世纪的五代时期，开始在西沙上设崇明镇，这就是崇明的由来。
由于长江主流南北移动和潮汐波浪的影响，岛陆屡有坍塌。随着长江口的东移，崇明岛不断沿江下迁。11世纪时，西沙西北又出现了一个新沙，叫姚刘沙，东北也出现了三沙，西沙和东沙则坍没被江水冲走。
由于长江主水道不断摆荡，三沙在经历发展扩大后又南坍北涨，向北迁移日渐缩小；同时在它的东面，先后出现了平洋沙和长沙。1583年，县城又迁至长沙，也就是现在崇明城的前身。
近400年来，崇明岛经历了多次沧桑之变和迁移。仅1583年以前，崇明县城就搬迁了5次。直到现代，崇明岛也是不稳定的，长江口北支水道逐渐变窄变浅，也许将来崇明岛会与苏北平原连在一起。
第二章 地球上的大气
问题研究 为什么市区气温比郊区高
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一、城市热岛效应
炎热的夏日，人人都盼望着气温下降，天送凉风。而城市居民，尤其是大中城市的居民，却往往发现，自己所居住的城市的气温总比周围相邻地区高，其他季节也如此。如1979年12月13日20时，上海市中心气温为8.5 ℃，近郊为4 ℃，远郊仅有3 ℃。这样，城市在温度的空间分布上，犹如一个独特的岛屿，称为“热岛效应”或“火炉效应”。这种“热岛效应”日益显著，我国观测到的最大“热岛效应”，上海为6.8 ℃，北京为9 ℃；世界最大的城市“热岛”，要数加拿大的温哥华（11 ℃）、德国的柏林（13.3 ℃）。
在这种“热岛效应”的影响下，城市上空的云、雾会增加，城市的风、降水等也会发生变化。这就是“热岛效应”带来的城市“雨岛效应”“雾岛效应”等。如，上海市区汛期雨量平均比远郊多50毫米以上，等于多下了一场暴雨。城市雾气多由工业、生活排放的各种污染物形成的酸雾、油雾、烟雾、光化学雾等混合而成。雾多不仅危害动植物，还会妨碍水陆交通和供电。严重时，汽车、火车、轮船只好减速，甚至影响到飞机的起落。重庆是有名的“雾都”，一家机场因此不得不搬家。
“热岛效应”，主要是在一些发达的工业区或大城市中形成。由于工业发达、人口集中，大量消耗能源，致使许多大气进入近郊。另外，高楼林立，绿地锐减，也是造成气候岛的原因。据研究，城市废热，主要来自燃烧的工业锅炉及冷气、采暖等固定热源，其次是机动车辆、人群等流动热源。用混凝土、砖瓦石料等建筑的高楼大厦群及水泥、柏油铺设的路面，都能大量吸收和储存太阳能。狭窄的街道和愈来愈小的庭院、居室又使天地之间的热量交换受阻，使地面降温非常迟缓。因而，城市的年平均气温比郊区一般可高出0.5—3 ℃，或者更高些。愈是工业集中、人口密度大的城市愈明显。“热岛效应”反过来又使城市耗电及用水量大增。
夏天要想降低1 ℃，比冬天升高1 ℃用电量要大得多。这样，又要耗掉大量能源，造成更多废热，进一步加强“热岛效应”及其他气候效应。现在，许多城市都认识到“造绿”是改善城市“气候岛效应”的好办法。
（摘自《科技日报》）
二、广州夏季“热岛效应”加剧 市区比郊区高3 ℃
广州气温近40年来一直在上升。城区由于建筑密集、汽车和空调排出大量废热，平均气温比市郊高出3 ℃。专家呼吁，用“立体绿化”缓解“热岛效应”。
广州“热岛”越来越热
不少市民都有这样的体会，走在建筑物、车流密集的荔湾区、天河区，明显比白云山、珠江边感觉要热。中科院广州地理所研究员梁国昭认为，这就是广州“热岛效应”的显著表现。大城市的气温往往比周边地区高，好像是被乡村包围的热岛，故称“热岛效应”。建国初期，广州的年平均气温是22.0 ℃，近几年则逐年上升，从1998年的22.8 ℃升至2003年的23.1 ℃，其中市区气温又比郊区高3 ℃左右。
据分析，广州形成“热岛效应”的原因有多方面：越来越多高楼拔地而起，混凝土、幕墙玻璃等的应用，加剧了建筑物的吸热，使热量在城市中不易散失；另外，眼下广州的机动车以每天300多辆的速度递增，每个汽车发动机就是一个热气源，汽车尾气大量排放，也加剧了高温的产生；更重要的是，城区气温高于郊区，刺激了市民对空调的需求量不断增加，而空调主机运转，又将热气排入空气中，如此恶性循环，加剧了“热岛效应”。
大草坪好看不透凉
气象部门的资料显示，其实广州“热岛效应”近几年已有减弱迹象，温差大于1.2 ℃的热岛面积已停止扩大，温差大于1.6 ℃的热岛面积更有缩小之势，但为什么市民仍感觉市区气温在上升呢？
广州华南植物园博士任海认为，“热岛效应”厉害与否，与城市绿化工程是紧密相关的。有研究表明，广州这几年的绿化成果在理论上可使“热岛效应”减弱2 ℃左右，但目前并未达到这样的效果，这表明，广州城区的“热岛效应”还有降低的空间。
身为省政协委员的梁国昭也认为，尽管广州近年对绿化越来越重视，但有不少环节仍忽略了“热岛效应”因素。比如，为了城市美观，一度营造出许多城市绿地，其实这些草坪的生态功能并不强，它们的蓄水能力较弱，缺少蒸腾作用，并不会给城市降温。
梁国昭还说：“现在广州的地面多是水泥地、沥青路，很多广场是花岗岩铺设的，雨水一下就直接排到下水道，地面并没有形成散热的蓄水层，雨过太阳一晒，就全部成了热辐射，加剧了‘热岛效应’。”
“楼顶绿化”一举三得
目前国内许多专家都在研究解决“热岛效应”的方法。比如，将城市建筑物的表面颜色由深变浅，以减少对太阳辐射的吸收；在路边、花园、屋顶栽种花草树木；加强城市规划，统筹安排工厂区和居民区；等等。前两年，北京全面启动了“立体绿化”以缓解“热岛效应”。这种立体绿化有别于简单的草坪绿化，经过合理布局，立体绿化有开发占地小、绿化面积大、见效快的功效。“楼顶绿化”即是其一，既能给楼宇降温，又净化空气、美化景观。
专家们认为，广州不妨学习北京，建立城市多元绿化结构，以改善“热岛效应”。眼下，广州园林部门正努力推动“楼顶绿化”工程。但市民响应似乎并不热烈。有市民认为，这种工程如果要市民独自操办，存在很多技术上的难题，也有很多难以协调的因素，最好由政府出台政策大力推动。
三、城市热岛效应和城市风
城市热岛效应是指城市空气温度比其周围乡村空气温度高的现象。造成城市空气温度高于乡村空气温度有地面作用和热释放两方面原因。城市绝大部分的地面是建筑物、沥青路面和混凝土路面，这种地表环境，吸收太阳辐射会使地面温度较高，其中有两个原因，第一是缺乏植物，使全部太阳辐射能投射到裸露的地面上，缺乏植物蒸腾作用消耗热量，从而使空气温度升高。第二是混凝土地面不像土壤地面可利用水分蒸发消耗热量，因而城市气温高。
城市的经济活动和社会活动要比乡村强度大，这些活动都与能量的消耗有关。能量的消耗使城市在周围温度较低的乡村中，好像一个“热岛”。
观测表明，我国城乡间温差一般可达1—2 ℃。工业发达的国家，城乡温差可达3—5 ℃。如果在一幅城市地图上，用线将温度相等的点连接起来，就会发现，一条条等温线是环绕城市闭合的，而且高温区就像地形图上的小岛的等高线。
城市的热岛效应对大气污染的扩散有一定的影响。由于城市好像一个“热岛”，热气不断上升，形成一个低压区，郊区的冷空气向市区侵入，构成环流，即形成了所谓的“城市风”。城市风的形式和大小，与盛行风和城乡间温差关系很大。静风时，城市风非常明显，有风时，只在城市背风部分出现城市风。由于夜晚城乡温差远比白天大，夜间风不断从乡村吹来，风速大于每秒2米。因此，城区的污染物都向市中心集中，市中心往往成了城市中大气污染物浓度最高区。
（资料来源:《地理教育》）
四、城市与气候
城市是人口聚集、经济高度发展的地区。在城市里，下垫面与空气成分都经受了极大的人为改变，成为人类影响气候最强烈的地区。城市化是人类发展史中的一种重要历史进程。因此，城市气候资源问题也将成为引人注目的一个重要科学问题。
城市对气候的影响是全面的，但至今研究得最多的是对温度的影响。城市热岛是城市对大气热力作用所产生的一种重要现象。
城市热岛形成的原因很多，如城市集中使用能源，积聚了大量人工热量;建筑材料的反射率比植被与土壤小，能吸收更多的太阳辐射能;城市地面含水分少，蒸发热消耗远小于农村;加上城市建筑物密集，通风条件较差。由于这些原因，使得城市显著暖于四周农村。
城市热岛在无风无云的夜晚达到最大的强度。城市最低温度可比郊区高3—4 ℃，甚至更高。城市热岛效应所影响的高度一般只能达到地面以上100—300米。
城市里风小，污染源又多，故大气污染远比郊区严重。
由于城市热岛有利于空气对流，在城市，出现雷暴、冰雹等强对流性天气也比郊区多。
由于城市化对气候的这些影响，城市气候资源也发生相应的变化。一般说，在寒冷地区，城市的热量资源有所改善。在炎热地区，则更加剧了高温危害。因此，改善城市的气候资源状况是城市现代化所面临的迫切问题。其中城市绿化就是一项重要措施。
树木能显著改善城市气候。树木遮阴可减少白天辐射增热，节省空调费用。冬季落叶后，树木并不妨碍房舍获得的太阳辐射能。由于蒸腾作用，树木使城市空气更为湿润。
树木能吸收二氧化碳、二氧化硫等气体和灰尘，放出氧气。据估计，1亩森林一天吸收的二氧化碳可达66.7千克，产生47千克的氧气。据德国统计，每公顷松树每年可吸收36吨灰尘，而水青冈、械树和橡树混交林则可吸收68吨灰尘。森林散发的气体常常有镇静与灭菌的效果。此外，森林还有降低噪音、美化环境等许多作用。城市绿化已成为现代城市建设的一个重要指标。
五、热岛效应与人体健康
在“热岛效应”的影响下，城市上空的云、雾会增加，使有害气体、烟尘在市区上空累积，形成严重的大气污染。人类有许多疾病就是在“热岛效应”下引发的。
医学研究表明，环境温度与人体的生理活动密切相关。环境温度高于28 ℃时，人们就会有不舒适感；温度再高就易导致烦躁、中暑、精神紊乱；气温高于34 ℃，并伴有频繁的热浪冲击，还可引发一系列疾病，特别是使心脏、脑血管和呼吸系统疾病的发病率上升，死亡率明显增加。此外，高温还可加快光化学反应速率，从而提高大气中有害气体的浓度，进一步伤害人体健康。
在“热岛效应”的作用下，城市中每个地方的温度并不一样，而是呈现出一个个闭合的高温中心。在这些高温区内，空气密度小，气压低，容易产生气旋式上升气流，使得周围各种废气和化学有害气体不断对高温区进行补充。在这些有害气体作用下，高温区的居民极易患上消化系统或神经系统疾病，此外，支气管炎、肺气肿、哮喘、鼻窦炎、咽炎等呼吸道疾病人数也有所增多。
严重的城市热岛效应不但影响了人们正常的生活和工作，还成为人们生活质量进一步提高和城市进一步发展的制约因素。因此，研究削减城市热岛效应的技术方法，采取各种措施缓解热岛效应的影响，对于提高人们的生活质量、维持城市可持续发展具有重要的意义。
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一、解不开的疑团：厄尔尼诺
从20世纪50年代起，特别是70年代后，全球气候变得异常，世界各国灾情迭起。美国夏威夷地区遭受罕见的飓风袭击；秘鲁等地洪水泛滥；非洲大陆出现百年不遇的大旱灾。在这一时期，我国也发生了类似的洪涝、干旱等异常气候，给农业生产和人民生活带来重大损失。面对大自然给人类造成的种种灾害，人们开始思索，科学家们对50年的海洋和气象资料分析发现，全球气候异常与厄尔尼诺现象有密切关系。
厄尔尼诺的老家原在太平洋东部赤道海域，那里终年温暖。在某种情况下，该海域赤道逆流中的一部分海水，会沿厄瓜多尔海岸南下，穿过赤道，向南流动，这就是厄尔尼诺暖流。早些时候，这支海流并没有像太平洋的黑潮、大西洋的湾流那样引人注目。然而，在近20年来，历史上不多见的厄尔尼诺现象时有发生。1972年厄尔尼诺现象的出现，给许多沿海国家的经济，特别是渔业生产带来严重损失。相隔10年之后的1982年，厄尔尼诺现象再度发生。这次厄尔尼诺现象的发生，全世界就有1000多人死亡，经济损失达80多亿美元。澳大利亚共损失了近30亿美元，捕鱼王国秘鲁的捕鱼量骤减。我国则出现了南旱北涝的气候，粮食减产几十亿斤，连远离太平洋的非洲和欧洲也不同程度地受到它的冲击。
在探索厄尔尼诺形成机理的过程中，科学家们还发现了这样的巧合：20年代到50年代，是火山活动的低潮期，也是世界大洋厄尔尼诺现象的次数较少、强度较弱的时期。进入50年代后，世界各地的火山活动进入了活跃期，与此同时，大洋上厄尔尼诺现象次数也相应增多，而且表现十分强烈。根据近百年资料统计，75％左右的厄尔尼诺现象是在强火山爆发后一年半到两年间发生的。这种现象也引起科学家们的特别关注。
到目前为止，人们对这一形迹不定、出现无常的厄尔尼诺现象进行了种种尝试，仍然是众说纷纭，难以定论。厄尔尼诺这种海气之间的相互作用和影响又直接扰乱全球的气候。于是，人们认为厄尔尼诺现象是反映大洋海水温度和气候异常变化的重要信息，只要掌握认识了厄尔尼诺海流的产生和发展规律，才有可能弄清全球气候变化规律。但是，科学家们的良好愿望和目前海洋科技发展有较大的差距。因为在一望无际的大洋里，仅用目前的海洋调查手段所获取的资料，真可以说是寥寥无几，远不能满足海洋研究的需要。由于缺乏热带太平洋较为系统的资料特别是西太平洋方面的资料，加之这支海流有时不见踪影有时又极度发展，又给调查和研究带来困难。因此，厄尔尼诺的很多问题，便成为90年代海洋、大气科学的研究热点。发生厄尔尼诺现象时，它是如何形成的？那巨大的暖水是从何处来的?它的热源在哪里？过去，科学家们曾提出各种各样的假说，有的说是海底火山爆发，有人认为，热源来自地心，等等。不管哪种解释，都拿不出令人信服的依据，这是未解谜之一。
其二，太平洋发生厄尔尼诺现象有没有其自身的规律，例如，它发生周期的长短受什么制约；它的发生、生长与消衰以及强度有哪些代表性的信号；等等。
未解谜之三，无论是厄尔尼诺现象或是反厄尔尼诺现象的发生，都是大洋内暖水的大范围运动，那么，这种暖水的运动和北太平洋发生的顺时针大洋环流，及在南太平洋中发生的逆时针大洋环流是什么关系？特别引起海洋、大气科学家们注意的是，厄尔尼诺与黑潮的大弯曲、摆动有联系吗?
难解谜之四，在大洋中发生厄尔尼诺的特点之一是，发生范围大，时间长，这给我们监视、监测带来了极大的困难。如何确定反映厄尔尼诺过程的发生时间、结束时间以及监测位置等，以达到在有限的观测点上的资料来预报厄尔尼诺的目的。
难解谜之五，大洋中出现厄尔尼诺现象为什么能影响全球气候？人们能不能通过预测厄尔尼诺现象的发生来预报异常气候？今天，人们对厄尔尼诺现象的认识比过去深入多了，随着海洋科学技术的发展，特别是卫星遥感技术的应用，人们有理由相信，在今后10年内，将会对厄尔尼诺现象的生成机理有深刻认识，实现对厄尔尼诺的预报。
二、海啸
海啸是一种具有强大破坏力的海浪。这种波浪运动引发的狂涛骇浪，汹涌澎湃，它卷起的海涛，波高可达数十米。这种“水墙”内含极大的能量，冲上陆地后所向披靡，往往造成对生命和财产的严重摧残。智利大海啸形成的波涛，移动了上万千米仍不减雄风，足见它的巨大威力。
1.海啸的起因
海啸是一种灾难性的海浪，通常由震源在海底下50千米以内、里氏震级6.5以上的海底地震引起。水下或沿岸山崩或火山爆发也可能引起海啸。在一次震动之后，震荡波在海面上以不断扩大的圆圈，传播到很远的距离，正像卵石掉进浅池里产生的波一样。海啸波长比海洋的最大深度还要大，轨道运动在海底附近也没受多大阻滞，不管海洋深度如何，波都可以传播过去。
2.怒吼的巨浪
根据现代板块结构学说的观点，智利是太平洋板块与南美洲板块相互碰撞的俯冲地带，处在环太平洋火山活动带上。这种特殊的地质结构，造成了智利处于极不稳定的地表之上。自古以来，这里火山不断喷发，地震连连发生，海啸频频出现，灾难时常降临。1960年5月21日凌晨开始，在智利的蒙特港附近海底，突然发生了世界地震史上罕见的强烈地震。大小地震一直持续到6月23日，在前后1个多月的时间内，先后发生了225次不同震级的地震。震级在7级以上的有十几次之多，其中震级大于8级的有3次。
3.海啸的危害
剧烈震动之后不久，巨浪呼啸，以摧枯拉朽之势，越过海岸线，越过田野，迅猛地袭击着岸边的城市和村庄，瞬时人们都消失在巨浪中。港口所有设施，被震塌的建筑物，在狂涛的洗劫下，被席卷一空。事后，海滩上一片狼藉，到处是残木破板和人畜尸体。地震海啸给人类带来的灾难是十分巨大的。目前，人类对地震、火山、海啸等突如其来的灾变，只能通过预测、观察来预防或减少它们所造成的损失，但还不能控制它们的发生。
海啸是极具杀伤力的。在夏威夷的Hilo，一次极具破坏性的海浪夺走了忽视海啸警告的61人的生命。永远也不要试图在海啸时或是在靠近海浪的范围内做冲浪运动。
海啸几乎是不可能预测的。可是，海啸的一个标志是地震。虽然不是所有的地震都会引起海啸，但它还是经常发生的，因此那些住在海岸线附近的人们应该在地震发生后立即做好疏散准备。这是非常重要的，因为在海岸附近形成的海啸能够在10分钟内到达岸边。
一个常见的误解是，在最初的海浪过去后，以为恢复了安全便回到岸边。海啸不是一个海浪，它是一系列的多个海浪。不要返回岸边，除非整个海啸都过去了。
有许多技术方法可以确定海啸的来临，大自然也有它自己的方式来警告人们。在某些地区，如果岸边的海水不正常的增高或降低，这就是海啸的预示。

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一、我国将着手研究太阳风对地球的影响
万物生长靠太阳。为进一步了解太阳风等现象对地球的影响，我国科学家正在积极构想实施“空间风暴计划”，通过将三颗探测卫星“放”在太阳和地球之间的不同“位置”，进一步研究太阳和地球的关系，提高空间天气预报水平。
太阳的“一举一动”，尤其是太阳、地球之间的空间天气，牵动和影响着地球。近年来，我国已通过实施双星探测计划在日地探测领域占据了一席之地；国内科学家正在积极研制太阳望远镜；国家自然科学基金也支持了对“夸父计划”的可行性研究——通过在太阳和地球之间“放”上两颗探测卫星，研究太阳的“骚动”和扰动。
酝酿中的“空间风暴计划”由三颗探测卫星组成，将分别“放”在三个位置——距地球300千米（近地点）至700千米（远地点）、700千米至6.3万多千米、近2万千米至15万多千米的三条轨道上，分别重点探测电离层暴、磁层空间暴和太阳风等。
刘振兴院士认为：“空间风暴计划的目的是建立地球空间对太阳风的反应和预报模型，进一步提高我国空间天气预报水平。”这位院士指出，美、欧等国目前注意力集中在登月和登火星上，日地空间探测中由几个空间强国控制的局面正在向多极化转变。“预计到2010年后，目前在行星际和地球空间运行的探测卫星都将寿终正寝。我国是一个空间大国，应该及时提出新的空间探测计划，不断推动空间物理、空间天气预报的发展。”
三颗卫星重量大约都在400千克，有效载荷的功耗约40瓦，有效载荷重量约40千克。三颗卫星上共有磁场探测器、电离子层探测器、高能电子探测器、极光成像仪等31台探测仪。
这一计划一经提出，即引起国际同行的关注，并被列入2007—2013年计划实施的国际与日共存计划中，欧洲有关国家、加拿大和俄罗斯等纷纷表示希望加盟中国空间风暴计划。
根据科学家的设想，“空间风暴计划”将在2005年3月完成第一阶段的方案设计，2005年12月向国家申请立项，争取在2006年6月启动、2010年发射。发射将采取一箭三星方式，一次性将三颗卫星“送”到指定“位置”。
二、科学家主张：对太阳辐射施加影响给地球调温
中新浙江网9月3日电 温室效应对气候的影响日益显著，一些科学家主张干脆调节地球气温。他们建议直接对太阳辐射施加影响，以期减少温室效应，甚至希望调节地球的温度。
科学家之所以主张给地球降温，是因为：关于减少温室效应气体排放的《京都议定书》陷入了困境；很多发展中国家在加快经济发展速度；同时，欧美国家拒绝改变自己的生活方式，拒绝减少二氧化碳的排放。科学家因此作出了调节地球气温的种种大胆设想。
1.给地球戴上“墨镜”
去年冬天去世、享年95岁的美国物理学家爱德华·特勒生前曾有过设想——向空中抛洒铝和硫的粉末，以使天空变得灰暗。按照他的计算，向空中抛洒100万吨铝硫粉末可以使日照减少1%，从而抵消温室效应。人们不要认为提出如此令人瞠目结舌的主张的人是一个老糊涂。须知特勒是氢弹之父，一直被认为是美国最优秀的科学家之一。特勒提出的办法类似于模仿大规模的火山爆发。
1991年，波及范围达数百万千米的皮纳图博火山灰使地球气温下降了0.4 ℃，而且持续时间达好几个星期。但人们无法随意操纵火山，于是特勒设想：可以用飞行于13千米高空的飞机和部署于赤道上的美国海军大炮向空中抛洒铝硫粉末。这样做需要的经费为每年不到10亿美元。但生物化学家们却给这种主张泼冷水，他们认为散布于空中的这些硫和铝的微粒很可能会严重干扰同温层。
2.在天上装个“空调”
除了特勒以外，另外还有许多科学家也在苦苦思索，希望能找到合适的办法给地球降温。美国物理学家洛厄尔·伍德的想法是：在地球和太阳之间万有引力互相抵消处（即拉格朗日点）安装一面直径为2000千米的半透明镜子。他认为，这面巨大的滤光镜不但能减少温室效应，而且能充当地球的空调器，通过改变滤光镜的倾斜度，可以增加或减少透过它的太阳辐射量。但谁来支付超过1000亿美元的巨额费用呢？此外，这样的滤光镜很可能对同温层造成影响，而且还有可能妨碍紫外线的通过。
还有科学家从加强地球对太阳辐射的反射率的角度探索给地球降温：将数以10亿计的白色聚苯乙烯球投向海洋；将地球上的所有房屋的房顶都涂成白色。
美国的一位科学家提出了一项更具有诗意的方案，将数千平方千米的阴云“染白”，通过向云层喷洒一些微粒，使微小的雨滴数至少增加10%。这样，由于光学作用，层积云就会被照亮变白，就会反射更多的太阳光。
3.把二氧化碳埋起来
不过这些方案使多数气象学家感到恐惧，因为他们深知，气候的机制十分脆弱。
法国气候专家让·朱泽尔直言不讳地批评说：“这些方案是愚蠢和危险的，它们会使一个已经难以控制的问题变得更加危险。”
不过，有专家称虽然不应试图把地球变成一个恒温器，但采取一些重大的行动还是值得考虑的。例如，可以设法把二氧化碳深埋于海底或地下。地下含水层、煤矿井、封闭的岩洞、海洋等都可以成为埋藏二氧化碳的场所。如果先将二氧化碳液化以后再进行掩埋，则更能增加埋藏量。
科学家们还考虑到了通过刺激浮游植物群落的光合作用以吸收二氧化碳。数年前，海洋学家们发现南太平洋因为缺铁而几乎没有浮游生物，美国生物学家约翰·马丁便建议向海洋里投放铁，以刺激浮游生物的生长。美国人和澳大利亚人已进行了4次试验，结果海洋里的藻类增加了很多。美国人迈克·马克尔斯甚至创办了一家促进海洋浮游生物生长的公司。他声称要向海洋里投放25万吨铁粉，并说此举可使美国埋藏掉自己排放的全部二氧化碳。
无论是减少太阳辐射还是埋藏二氧化碳，总之各国政府必须下决心行动起来。否则，有朝一日人类生存的地球很可能会变成一个高压锅。
三、太阳活动对地球的影响
太阳活动是指发生在太阳大气层局部区域的、在有限时间间隔内的各种物理过程的总称。主要表现为太阳黑子、光斑、谱斑、耀斑、日珥和太阳射电等变化现象。其中，太阳黑子是太阳活动的明显标志，耀斑是太阳活动最急剧猛烈的形式。
太阳活动强弱变化平均约11年的周期。自1749年后第一个太阳黑子低值年（1755年）规定为太阳活动的第一个周期，2000年是太阳活动峰值年的第23个周期。凡是峰值年前后，黑子、耀斑等现象异常活跃，是研究太阳的大好时机。太阳以电磁波和高能粒子流的形式，向外放射着巨大的能量和物质。太阳的能量流和物质流对地球产生着深刻的影响，它对自然地理环境的形成、发展及演化具有决定性的作用。
1.太阳风与地球磁层 地球周围存在一个偶极磁场，当太阳风等离子体吹向地球时，使地球磁场被太阳风包围，形成地球磁层。一方面，由于地球磁层的存在，太阳风高能带电粒子不能到达地面，从而保护了地球表面有机体的生存和发展；另一方面，总有一部分高能带电粒子闯入磁层内，被磁层禁锢在地球高层。通过空间探测器，1958年美国范·艾伦发现了包围地球的强辐射带，称为“范·艾伦辐射带”。这个强辐射带分内、外两层，像套在地球赤道周围的两个轮胎环子，它对人类冲出地球的宇宙活动，会造成严重辐射的危害，要注意采取预防措施。
2.对地球电离层的影响 距地面约80—150 km的大气层，在太阳紫外线、X射线、粒子辐射的作用下发生电离，该层称为电离层。较高的电离E层和F1层，因太阳短波辐射强烈，电离程度高，自由电子密度大，主要反射短波电波；较低的电离D层，由于太阳短波辐射较弱，电离程度差，自由电子密度小，只能反射长波。当太阳活动增强时，会激发电离层大气分子进一步电离，造成离子浓度增高和吸收电波增强。尤其是太阳耀斑爆发后，会引起地球向阳半球面短波信号衰减或中断。短波无线电信号的中断，一般是几秒钟至几分钟，特别情况下长达半小时至1小时以上。
3.对地磁的影响 太阳活动引起地球磁场的不规则变化，叫做“磁扰”。十分强烈的磁扰现象称为“磁暴”。地球上发生磁暴时，磁针失灵，不能正确指示方向，从而影响野外工作，尤其是磁力探矿。同时，对军事战斗以及飞机和船舶的定向、定位也都带来影响。
另外，在地球高纬度地区经常出现一种变幻莫测、美丽壮观的极光现象，这也是太阳活动引起的。它主要发生在100—200 km的高空，有的高达1000 km。对于极光形成的理论，最早认为是太阳活动发出的高能带电粒子在到达地球附近时，受地球磁场的作用，迫使其沿磁力线方向运动到地球磁极的上空，它们与地球大气中的分子、原子碰撞而发光。而现代研究认为：极光是围绕地球两半球的一种大规模放电过程和表现形式。这种放电过程，是通过太阳风与地球磁层的相互作用来实现的。通过实验，证明极光在南、北极地区同纬度、同时间会一起出现与消失。
4.太阳活动与其他方面的关系 太阳辐射是地球气候形成的重要因素。太阳活动引起太阳辐射的改变，必然导致气候相应的变化。例如，有人研究树木年轮的生长状况，是受当时的气温、降水的影响，它既记录着气候历史的变化，又反映了太阳活动的情况，与太阳活动11年周期相符。根据我国2000多年太阳黑子的记录，黑子的11年、22年或更长周期，与我国历史上大范围旱涝灾害有很好的对应关系。此外，现代构造运动的重要标志之一——地震活动同太阳活动亦有密切关系。
（选自刘南威主编《自然地理学》）
四、揭开太阳的能量来源之谜
在漫长的岁月中，人类没有发现太阳的光和热有丝毫的减弱，这既使人高兴，又使人不解，到底太阳的能量来源是什么呢?
早先有人猜想，太阳可能是一只大煤炉，靠煤的燃烧来维持它的能量，倘若如此太阳能源来自煤的燃烧，其本质是碳与氧的化合反应。
我们知道，太阳的表面温度有6000多度，太阳的辐射功率为3.9×1026瓦。如果用燃烧热来维持这个辐射功率，太阳不过几千年就烧光了。这明显和事实不相符合。
随着天文学的发展，英国的天文学家爱丁顿（A.S.Eddin-ton，1882—1944）在观察了太阳的活动情况后，猜想:太阳的巨大能量有可能来自太阳上发生的亚原子粒子间的相互作用。1929年美国的天文学家H.N.拉塞尔（Henry Norris Russell，1877—1957）运用光谱分析证明太阳总体积的60％（后更准确的数值是80％）是氢。1938年美国的物理学家H.A.贝蒂（Hans AIbrecht Bethe，1906—）和德国的天文学家魏扎克（Carl Friedirich Von Weizsaker，1912—）等人，应用精密的光学仪器，证明了太阳的能量来源是靠氢的聚变反应。
五、太阳
太阳系的中心天体，太阳系的八颗行星和其他天体都围绕它运动。在天文学中常以符号☉表示。它是银河系中一颗普通的恒星，位于距银心约1万秒差距的旋臂内，银道面以北8秒差距处。它一方面和旋臂中的恒星一起绕银心运动，另一方面又相对于它周围的恒星所规定的本地静止标准——银经56度，银纬+23度——做每秒19.7千米的运动。在太阳中心区的氢核聚变产生的能量，主要以辐射形式稳定地向空间发射。由于能量的产生和发射基本上已达到平衡，所以目前就整体而言，它处于稳定平衡状态。
1.基本数据
研究太阳系天体特别是小行星爱神星的运动，和地球对于在它附近的天体的摄动，可以测定日地距离、太阳半径，求得太阳对地月系的质量比，从而求得它的质量。通过对太阳的光谱分析可以得知太阳的化学成分。太阳大气中氢和氦占绝大部分，其他是一些较重元素，按质量计，氢约占71%，氦约占27%，其他元素占2%。通过光度测量可以求出太阳的总辐射能和有效温度。利用这些观测数据和地球上已经证实的物理规律，如氢核聚变的反应率、物质传播辐射的机制等，我们就可以推测出太阳内部的结构。
2.太阳基本数据
日地平均距离
1亿5千万千米
光谱型
G2V
平均角直径
31′59.3″
目视星等
-26.74等
半径
70万千米
绝对目视星等
4.83等
扁率
0.05″
表面重力加速度
274米/秒2
质量
1.989× 1033克
表面逃逸速度
617.7千米/秒
平均密度
1.409 g/cm3
中心温度
约1500万度
总辐射功率
每秒3.83×1033尔格
中心密度
约160 g/cm3
有效温度
5770 K
中心压力
—
自转会合周期
赤道26.9天，极区31.1天
年龄
50亿年
六、太阳的大气层
太阳是我们唯一能观测到表面细节的恒星。我们直接观测到的是太阳的大气层，它从里向外分为光球、色球、日冕三层。虽然就总体而言，太阳是一个稳定、平衡、发光的气体球，但它的大气层却处于局部的激烈运动之中。最明显的例子是标志太阳活动区的生长和衰变的黑子群的出没，Ha单色像中观测到的日珥的变化、耀斑的爆发等。由于这些剧烈的运动，太阳的表面结构必然是不均匀的。此外，我们还看到不断运动和变化着的米粒组织、谱斑、色球网络、针状物、喷焰、冲浪等。太阳周围的空间也充满了从太阳中喷射出来的剧烈运动着的气体和磁场，其影响范围一直延伸到太阳系边缘。因此，我们现在对太阳的理解就和20世纪初期的理解——太阳只是一个具有明晰边缘的发出光和热的气体球——很不相同了。
占太阳辐射总能量99.9 %的辐射都集中在0.2—10.0微米波段内，这一部分辐射是稳定的。但是从紫外线到γ射线波段和从红外线到米波射电波段的辐射，就其总能量来说，虽只占太阳辐射总能量微不足道的一部分，但它们的变化幅度却是很大而且极不稳定的。这些波段的辐射主要来自太阳色球和日冕中密度极为稀薄的等离子体中。这些波段经常产生各种类型的爆发，表明上述区域存在激烈的物质运动。
太阳还把大量物质粒子射入空间，这些粒子必须具有大于逃离太阳表面所需的动能。这种动能是在太阳表面或上层通过种种加热、加速机制获得的，是在这些层次中由于电磁力和运动的耦合造成的。
太阳就是通过这些稳定的辐射和爆发，通过稳定的太阳风和爆发性的粒子流以及和它们联系在一起的磁场，影响着地球，造成各种地球物理现象和气候的变异，从而影响到人类的日常生活和航天事业。
七、太阳活动和磁场
太阳活动的能量只占太阳总能量的极小部分。目前，人们认为这种活动只是太阳表层物质运动和变化的结果，不涉及太阳本体的基本稳定。对流层的湍流场是调制太阳活动能量的枢纽。参加调制的因素还有太阳自转和对流层内大尺度环流。由于这两个因素都是有规律的，而湍流场基本上是无规则的运动，所以太阳活动就呈现出既有规律性又有随机性。这充分反映在太阳黑子、日珥、谱斑的出没和耀斑的爆发之中。这些太阳活动现象的发生，与太阳磁场密切相关。
太阳磁场的来源还不清楚。虽然，在磁场中导电流体的流动可以强化磁场，但是，必须要有种子磁场和流体的耦合，才能通过流体的放大作用产生一定规模的磁场，如我们在太阳表面所观测到的那样。太阳的较差自转、对流层内大尺度环流以及对流层湍流场的交互作用，在一定的时间内，会在对流层上层某些区域形成某些具有一定花样的磁结构。因为磁场的压强平衡了一部分辐射压，所以在等温条件下，磁结构内的物质密度就会小于周围环境的物质密度。于是在同样的重力场作用下，磁力线管就会受到浮力而上升，在日面上形成以黑子群为主要标志的太阳活动区。在太阳活动区里，各种表征太阳活动的现象，如黑子、耀斑、冲浪等就比不存在这样的磁结构的区域多得多。在太阳活动区外，最多只会出现个别的黑子、宁静日珥等。自然，在太阳活动区内和它的上空，磁力线管的结构和密度都与非活动区不一样，因此导电气体和磁力线的交互作用所产生的各种非热辐射和粒子加速现象，就远比非活动区多而且剧烈。
近年的观测表明，在太阳活动区上空，磁场基本上是闭结构；而在非活动区上空，特别是冕洞区域，磁场基本上是开结构。在开结构区日冕电子温度一般约为100万度。而在闭结构区，日冕电子温度就达250万度。二者的差别反映了磁场在加热导电气体中所起的作用。我们所观测到的所有的太阳活动现象，如黑子、爆发日珥、耀斑、冲浪和日冕中的各种瞬变现象，冕洞的形成和消亡，太阳风中的等离子体的不稳定现象以及太阳X射线爆发，各种太阳射电爆发等，都是磁场——特别是活动区磁场——同这些区域内的等离子体交互作用的结果。
色球、日冕实际上是炽热的太阳本体到空间的边界层，通常是不稳定的。例如色球—日冕过渡层内的“反常温升”，就是一个非常值得探讨的等离子体问题。但其具体机制，却因为在这个区域内的磁结构的复杂性和不均匀性，还远远没有弄清楚。
光球表层下面潜伏磁场的存在和变化，是一个非常复杂的问题，具体的理论远未成熟。解释太阳活动的基本规律，如太阳活动的11年、22年、80年周期以及太阳活动区的日面分布规则等，都有待于这个问题的解决。
八、日地关系的研究
现代科学所研究的日地关系学主要是研究太阳活动对地球的影响。早在一个多世纪以前，人们就发现了地球磁场表现出与太阳活动11年周期相应的变化，后来又发现太阳活动性对极光以及短波通信也有影响。这些都是在太阳活动增强时，各种高能电磁辐射、高能物质粒子和太阳风突然增强对地球的影响。
太阳活动对地球有突发性影响，典型的事例之一是1972年8月7日耀斑大爆发。爆发后，强烈的太阳X射线、紫外线和射电波伴随着大量带电粒子流连续猛烈轰击地球达一个星期之久。其中在爆发开始后5小时之内有一股粗约16 km、长超过7000万米的带电粒子流以6500 km/s的高速闯进地球大气层，顿时引起地球电离层和地磁场变化。当时几乎所有飞机和轮船上的磁罗盘指针都摆动起来，全世界的短波无线电通讯彻底中断，极区出现明亮的极光。在一些地区甚至影响到电力线路，致使电灯忽明忽暗，仿佛发生了强烈的雷暴。至于弱电仪器和电子设备更是变化无常，不能正常工作。
太阳活动对地球除爆发性影响之外，还有人类从历史记载的统计中得出太阳活动起伏，可能与气候、气象、江河水位，甚至地震等很多方面有关系。例如，有人经研究认为，太阳黑子数的变化与自然灾害活跃期有一定关系，与我国地震活跃期和严重洪涝和其他自然灾害有一定关联。1909年、1931年、1954年、1975年是太阳黑子的双周期，这些双周期在我国刚好就在20世纪4个地震活跃期中，而双周期及其前后又是我国长江、黄淮流域出现特大洪涝或其他自然灾害的时期。当然，太阳活动对地球的这种影响十分复杂，至今还没有整理出比较确切可靠并可资利用的统计规律，其物理机制是怎样的也还没有搞清楚。
我国太阳能分布。太阳能利用具有巨大的潜力。太阳每年辐射到地球表面的能量相当于现在人类年需要能量总和的5000倍。我国各地太阳能年总量大约在33.5×108—83.8×1010J/m2之间，其中大部分地区都在50.2×108J/m2以上。全国有2／3的面积年日照在2000小时以上，华北、西北及青藏高原超过2500小时。我国太阳能资源的时空差异较明显，高值和低值的中心都处在22°N—35°N之间，即青藏高原高值中心和四川盆地低值中心。30°N—40°N地区，太阳能的分布随纬度的增加而增多。40°N以北，自东向西逐渐增加，新疆呈东西向分布。台湾自东北向西南增加。
为便于太阳能资源开发利用，根据以下指标作出太阳能资源利用区划：首先是太阳能资源的年总量，其次是日照时数≥6小时的天数出现最多和最少的月份分布。通常认为在一日内日照时间低于6小时，利用价值不大。以此标准统计后，根据该资源的数量组合情况划分出资源丰富、较丰富、较贫乏和贫乏带。
资源丰富带：主要分布在南疆、甘肃西部、青藏高原大部分和内蒙古高原西部。这些地区年太阳能总量在62.0×108J/m2以上，月平均气温≥10 ℃期间日照时数≥6小时的天数在250—300天以上。
资源较丰富带：主要分布在新疆北部、东北地区大部、内蒙古高原东部、华北平原大部、黄土高原大部、甘肃省南部、青海东部、四川西部、川南滇北的一部分。太阳能年总量在50×108—62×108J/m2之间，月平均气温≥10 ℃期间日照时数≥6小时的天数在200—300天。
资源较贫乏带：主要分布在我国东南部丘陵地区、汉水流域、重庆、贵州西部、云南的东南角、广西大部分、湖南东部和西部。太阳能年总量在42×108—50×108J/m2之间，月平均气温≥10 ℃期间日照时数≥6小时的天数在125—200天之间。
资源贫乏带：主要分布在四川、贵州大部分地区，以成都平原最少。太阳能年总量小于42×108J/m2，月平均气温≥10 ℃期间日照时数≥6小时的天数在125天以下。
与全球比，我国太阳能资源丰富带与同纬度相当或超过，其中青藏高原南部接近世界上太阳能最丰富的撒哈拉沙漠。但太阳能资源贫乏带的四川盆地，则是同纬度最低者
备课资料
一、大地的骨架——山脉
山脉是沿某一方向延伸的山岭系统，一般都由几条或多条山岭组成。它们排列有序、脉络分明，犹如大地的骨架。几条走向大致相同的山脉排列在一起，又可构成一个更为巨大的带状山地，叫山系。
世界上著名的山脉有亚洲的喜马拉雅山脉、欧洲的阿尔卑斯山脉、北美洲的科迪勒拉山脉、南美洲的安第斯山脉等。喜马拉雅山脉东西长2400千米，南北宽200多千米，平均海拔在5000米以上。位于南欧的阿尔卑斯山脉，主峰勃朗峰呈掌状向四周延伸，向东延伸的有喀尔巴阡山脉、巴尔干山脉以及高加索山脉；向南延伸的有亚平宁山脉；向东南延伸的有狄那尔阿尔卑斯山脉；向西延伸的有比利牛斯山脉。位于北美西部的科迪勒拉山脉，长7000—8000千米，它的支脉与南美西部的安第斯山脉相接，构成世界上最长的山系（全长1.7万千米）。
喜马拉雅山脉和阿尔卑斯山脉都是世界上最年轻的山脉。据地质考察，在距今约 2.3—0.8亿年的中生代时期，这里还是浩瀚的大海。在这两座大山脉的沉积岩层中，科学工作者曾发现大批代表海洋环境下生长的菊石类和鱼龙等化石。经测定，这些化石是在中生代形成的。更引人注意的是，这两座巍峨的大山至今还在继续上升中。
山脉所在地区也是地壳运动最为剧烈的地方，火山、地震常在这些地区发生。如阿尔卑斯山脉南支亚平宁山脉的维苏威火山、安第斯山脉北段的科帕克西火山，都是世界上著名的大火山。由于山脉海拔特别高，在不同的高度上，自然条件差异很大。雪线以下的高山植被呈垂直分布，雪线以上则常年积雪。即使在赤道地区，山脉的峰顶也是白雪皑皑，寒气刺骨。非洲赤道附近的乞力马扎罗山，海拔5600多米，顶峰布满白雪，人们称之为“赤道雪冠”。
地球陆地的表面，有许多蜿蜒起伏、巍峨奇特的群山。山由山顶、山坡和山麓三个部分组成，平均高度都在海拔500米以上。它们以较小的峰顶面积区别于高原，又以较大的高度区别于丘陵。这些群山层峦叠嶂，群居在一起，形成一个山地大家族。
山地的表面形态奇特多样，有的彼此平行，绵延数千千米；有的相互重叠，犬牙交错，山里套山，山外有山，连绵不断。山地的规模大小也不同，按山的高度分，可分为高山、中山和低山。海拔在3500米以上的称为高山，海拔在1000—3500米的称为中山，海拔低于1000米的称为低山。按山的成因又可分为褶皱山、断层山、褶皱—断层山、火山、侵蚀山等。褶皱山是地壳中的岩层受到水平方向的力的挤压，向上弯曲拱起而形成的。断层山是岩层在受到垂直方向上的力，使岩层发生断裂，然后再被抬升而形成的。喜马拉雅山是典型的褶皱山，江西的庐山是断层山，天山山脉属于褶皱—断层山。
山地是大陆的基本地形，分布十分广泛。尤其是亚欧大陆和南北美洲大陆分布最多。我国的山地大多分布在西部，喜马拉雅山、昆仑山、唐古拉山、天山、阿尔泰山都是著名的大山。
1.褶皱山（folded mountain）
由褶皱岩层构成的山岳地形。这种地形分布广泛。原始的褶皱山是背斜岩层构成山，向斜岩层构成谷，这种地形称为顺地形。但是随着山岳的不断破坏，背斜因顶部岩层软弱，易剥蚀而形成谷地，原来的向斜岩层形成的凹地则因岩层坚硬反而变成山岭。这种地形称为逆地形（或地形倒置）。顺地形的破坏和逆地形的发育既取决于外力作用的强度和地貌演化的阶段，也取决于褶皱构造本身的产状特点和软硬岩层的组合情况。背斜山的保留条件是，褶曲舒缓，起伏不大，坚硬岩层厚，软弱岩层薄。向斜山的发育条件是，褶曲陡峻，起伏很大，软弱岩层厚，坚硬岩层薄。
褶皱山往往沿褶皱方向延伸，其分布和褶皱轴一致。即地形的起伏和岩性密切相关。
褶皱山的地貌因褶皱形式而异。当线状褶曲呈平行排列时，在地貌上表现为岭、谷相间平行排列分布的地形，例如川东的平行岭谷区。在短轴褶曲中褶皱山多呈雁行式排列，短轴的背斜和向斜交替组成倾伏褶曲，在地貌上表现为“之”字形山脊。
地表岩层受垂直或水平方向的构造作用力而形成岩层弯曲的褶皱构造山地。新构造运动作用下形成高大的褶皱构造山系是褶皱地貌中最大的类型。
褶皱构造山可以按构造成因分为静态褶皱构造山地和动态褶皱构造山地。静态褶皱构造山地是指背斜或向斜构造受外力侵蚀作用后形成的山地。由于侵蚀作用的增强与时间长短的区别，又可分为：①原生构造地貌未完全破坏，地貌形态与构造一致的，称为顺地貌。②原生构造地貌基本被破坏，地貌形态与构造不一致的，称为逆地貌。③逆地貌面经侵蚀破坏，使地貌形态再一次与构造一致的，称为再顺地貌。逆地貌类型主要有：单斜构造基础上发育的单面山；发育于背斜轴部或节理较发育处的背斜谷；发育于向斜构造上的向斜山。动态褶皱构造山地是指新生代以后的新构造活动形成的隆起或凹陷构造形成的山地地貌。多在水平挤压力的作用下，地表褶皱隆起而形成山地。如中国西部的一系列横向山地。板块碰撞是其动力作用的基础。
褶皱构造山地常呈弧形分布，延伸数百千米以上。山地的形成和排列都与受力作用方式关系密切。某一方向的水平挤压作用，使弧形顶部向前进方向突出。有些弧形山地不仅地层弯曲，而且常有层间滑动或剪切断层错动，使外弧层背着弧顶方向移动，内弧层向弧顶方向移动，因而在褶皱构造山的外侧形成剪切断层，一端是左旋运动，一端是右旋运动。中国宁夏南部褶皱山地的弧形顶突向东北，层面倾向西南，第三纪地层向东北推挤或仰冲断层为压性、压扭性，西北段为左旋水平运动。宁夏南部褶曲山地成因与青藏高原隆起有密切关系。
2.单面山
指由单斜岩层构成的山岳。单面山沿岩层走向延伸，两坡不对称，一坡与岩层面一致，长而缓，称为单面山的后坡（或构造坡）；另一坡与岩层面近乎垂直，短而陡，一般是外力作用沿岩层裂隙破坏而成，称为单面山的前坡（或剥蚀坡）。
当岩层倾角超过30°时，构造面控制的后坡同由侵蚀造成的前坡的坡度和长度都近于对称的，称为猪背脊。猪背脊几乎全由坚硬岩层构成，山脊走线非常平直，被顺向河穿凿的地方，常形成深狭的峡谷。
单面山和猪背脊多出现在大的构造盆地边缘或舒缓的穹窿、背斜和向斜构造的翼上。软硬交互的岩层经侵蚀、剥蚀后，多出现这种单斜地貌。
3.断块山
指由于断裂构造而造成的块状山岳地形。断层的出现可以是单一的，也可以是成组的。成组的断层走向多半是平行排列的，使地壳断裂成块，产生阶梯构造，或者形成地垒或地堑。
最初形成的断块山具有完整的断层面及明显的断层线，断块山山坡陡峻、边线平直，与相邻盆地之间没有过渡的缓冲地带，常常急转直下。后来不断遭受侵蚀，原始断层面受到破坏，山坡后退，并形成山前断层三角面。
断块山大多成群分布，有时单独存在，其分布受断层排列方向的控制。
4.方山
属水平构造地貌。指山顶平、山坡陡的山体。软硬相间的水平岩层，其顶部由坚硬岩层覆盖，由于差别剥蚀的结果，顶部岩层因抗蚀性强而仍保持平坦状态，并形成崖壁直下的陡坡。而下部因岩层抗蚀性差而形成斜坡，在我国龙泉山和华蓥山之间的川中地区，有典型的方山丘陵。丘陵的平顶由坚硬的红色砂岩构成，陡坡为紫红色页岩被风化剥蚀后造成。
早古生代包括寒武纪、奥陶纪和志留纪，在这一阶段中所发生的构造运动统称为“加里东”运动，这一时期也叫加里东构造期。
寒武纪时最主要的地壳变动为升降运动。自下寒武纪开始海侵，中寒武纪海侵达到最高峰，海水侵入阿拉伯陆台和印度陆台的北部；到上寒武纪时，由于有些地方陆地开始上升，故海水面积相对缩小，特别在西伯利亚陆台。寒武纪时，亚洲各大地槽带都沉积有砂岩和石灰岩等地层。志留纪时，在陆台区和中央哈萨克斯坦等大地槽区，有大规模的海侵。整个寒武纪和志留纪末期以前，亚洲陆台基本上是沉降时代和海水侵入时代，这是加里东运动的前半期。
志留纪末泥盆纪初，亚洲的很多地区发生了褶皱运动。在原来的许多大地槽中，发生了大规模的海水后退，形成众多高山。这一阶段是加里东运动的后半期，亦即造山时期。贝加尔湖沿岸诸山、东萨彦岭、西萨彦岭、叶尼塞山脉、库兹涅茨阿拉套山、阿尔泰山、唐努乌拉山、杭爱山以及我国华南的加里东褶皱带，都是这一阶段形成的。至此，亚洲原有的地槽缩小了，而陆台却扩大了。
海西构造期，包括泥盆纪、石炭纪和二叠纪。当加里东运动因褶皱造山而终结后，即转入整个地壳比较稳静的泥盆纪，这时没有褶皱运动，只有升降运动。因此在加里东造山带上，形成了许多陷落盆地群，如库兹涅茨盆地、米努辛斯克盆地。在这些盆地里，后来都沉积有泥盆纪、石炭纪和二叠纪地层。泥盆纪末期，海侵现象又为陆地上升所代替，但到下石炭纪时，在大地槽和地台上，又有大规模的海侵，一直延到中石炭纪，这一时期为海西运动的前半期。
中石炭纪开始海退，接着在中石炭纪和上石炭纪之间，就开始了海西褶皱运动。这个造山运动在二叠纪结束，从石炭纪末到二叠纪，为海西运动的后半期。海西运动形成的山脉主要有乌拉尔山脉和哈萨克斯坦、蒙古、长白—兴安褶皱带、秦岭—昆仑褶皱带、祁连山、天山等。海西褶皱运动，将俄罗斯地块和西伯利亚地块连接起来，这样就形成了亚欧大陆的雏形。至此，亚洲大陆的面积又一次扩展，而地槽却又一次缩小了。
海西构造期形成的山脉和加里东构造期形成的山脉都可称之为旧褶皱山，由于山脉硬化较早，久经侵蚀，地势已大为降低；而今日的地形，主要是阿尔卑斯期以后所隆起的山块。
阿尔卑斯构造期包括整个中生代和新生代，其中包含两个褶皱运动，即太平洋运动和喜马拉雅运动。
太平洋运动（印支运动）是中生代的地壳运动，也叫旧阿尔卑斯运动。在我国发生在二叠纪的叫印支运动，发生在侏罗、白垩纪的叫燕山运动。太平洋运动形成的山脉主要有维尔霍扬斯克山脉、科累马山脉、外贝加尔东部山脉、锡霍特山脉、中南半岛东部山脉以及喀喇昆仑山脉、闽浙太平洋褶皱带等。经过这次运动，除喜马拉雅地槽等个别地区外，海水都退出了大陆，分散的陆块连结起来，一些古生代褶皱带，在印支运动中重新活动，普遍发生基底褶皱。从此，亚洲山地地形占了优势。
喜马拉雅运动也叫新阿尔卑斯运动，主要为新生代第三纪的褶皱运动，其褶皱期自白垩纪到晚第三纪，形成了世界上最年轻、最雄伟的山脉。它分成两带，一为喜马拉雅—阿尔卑斯褶皱带，西起小亚细亚半岛，经高加索、伊朗、西藏、中南半岛西部、安达曼群岛和尼科巴群岛，并通过苏门答腊、爪哇岛与另一带——东亚岛弧带相接。东亚岛弧带，北起科里亚克山脉，向南经堪察加半岛、千岛群岛、萨哈林岛（库页岛）、日本列岛、琉球群岛、台湾岛，直至菲律宾群岛。
第三纪造山运动的结果，亚洲大陆已接近现在的形态。西藏和横断山区发生强烈的块状上升，形成世界上最大的高原。随着青藏高原的上升，柴达木断裂下陷，形成为大型山间盆地。许多旧褶皱带，如阿尔泰山、天山、秦岭等也有强烈的线状隆起和断裂。
第四纪初期以来，亚洲各地升降运动仍在继续，这就是新构造运动，隆起和沉降对亚洲巨地形的形成有重大意义。喜马拉雅山与青藏高原以及云贵高原在第四纪至少升高了一二千米，现在喜马拉雅山每年仍以1.8厘米的速度上升着。白令海、鄂霍次克海、日本海、红海以及贝加尔湖和死海地沟等，都是第四纪以来由沉陷而形成的。
5.火山活动
自古以来，人们就注意火山活动的现象。黑龙江省德都县五大连池共有14座火山，其中有两座火山——火烧山和老黑山，曾于康熙五十八年和五十九年（1719年和1720年）有过喷发活动，其事分别记载于《黑龙江外记》和《宁古塔记略》中。书中说：“一日地中忽出火，石块飞腾，声振四野。”“烟火冲天，其声如雷，昼夜不绝，声闻五六十里……热气逼人三十余里。”由于这次喷发，熔岩堵塞了附近的白河河道，形成了五个湖泊，故称为五大连池。目前，五大连池地区已划为国家自然保护区，有“火山博物馆”之称。
1951年5月27日，在新疆于田东苏巴什以南的昆仑山克里雅河附近曾有一次火山喷发活动。1980年7月7日，台湾屏东县鲤鱼山火山曾经爆发。
根据火山活动情况，一般分为：活火山——现在尚在活动或周期性不断活动的火山；休眠火山——有史以来曾经活动，但长期以来处于静止状态的火山；死火山——史前曾经喷发，但有史以来未活动的火山。这种分法是相对的，而不是绝对的。例如，意大利维苏威火山是世界有名的火山，过去曾被认为是一座不活动的火山，但于公元1979年8月24日突然强烈喷发，造成极大灾害。还有些从来没有过火山活动的地方，也会产生新的火山。如1943年2月20日，在墨西哥城西方300 km多的一片玉米地里，忽然出现裂缝冒烟，继而强烈喷发，到1944年1月已形成一座高450 m的火山，这就是有名的帕里库廷火山。在大洋底也经常形成新火山。
由此可见，过去、现在和将来，火山活动都是地壳运动的一种形式。但火山活动的规模、强度和类型往往发生变化，随着地球的演化和地壳的加厚，火山活动有逐渐减弱的趋势。
二、火山构造
火山构造或称火山机构，包括火山通道、火山锥、火山口等。
1.火山通道
是岩浆由地下上升的通道。这种通道既可以是许多条断裂，在地质历史早期，岩浆往往以这些裂隙为通道，称裂隙式喷发；这种通道也可以是由若干条断裂交会而成的管状通道，称为火山管，岩浆沿着火山管向上喷发，称为中心式喷发，现代火山大部分属这种类型。火山通道在火山喷发以后往往被熔岩或碎屑堵塞起来，如果地表遭受风化，填充火山管的物质可以凸起形成峻拔的山峰，也可相对凹下（视其岩性软硬而定），这种填充和形成于火山管的岩石称为岩颈。
2.火山锥
火山喷出物大部分在火山口周围堆积下来，一般呈圆锥形。典型的火山锥，其上半部坡度较陡，可达30°—40°，下部则逐渐平缓。由于火山锥由多次喷发形成，故往往是火山碎屑物与熔岩交互成层。这种火山锥称为层状火山锥。其中碎屑物的粒度常随距火山口的远近而变化，大块碎屑堆在火山口周围，细粒碎屑则堆在较远的地方。围绕火山口还常常因火山喷发形成环状或放射状裂隙，随后裂隙中被熔岩填充，形成环状或放射状岩墙群。有的火山锥是主要由熔岩构成的，坡度很缓，如同盾状，称为盾状火山。
一个火山锥形成以后，由于不断发生火山活动，往往在原来的火山口上形成较小的火山锥，或者在火山锥的山坡上出现许多小火山锥，后者称为寄生火山锥。如意大利西西里岛上的埃特纳火山（3700 m）共有300多个寄生火山锥。
3.火山口
位于火山锥顶部或其旁侧的漏斗形喷口，称为火山口。火山经过多次爆发，火山口不断碎裂扩大，或由地下岩浆冷却收缩，不断塌陷，可以形成巨大的火山口，称为破火口。如日本阿苏山破火口南北长23 km，东西长16 km，好像一个小盆地或小平原，称为火口原。火口原上还往往分布着若干村落。火山口中积水成湖叫火口湖，如长白山主峰白头山顶上的天池（周围11.3 km，深313 m）、广东湛江的游览胜地湖光岩，都是有名的火口湖。
三、近代火山分布规律
全世界大约有2000座死火山，516座活火山，（据F.M.巴拉德）大体呈带状分布。
1.环太平洋火山带
现在已知有319座活火山分布于环太平洋带，占世界活火山总数的62％，其中西带（从阿拉斯加起，经阿留申群岛、堪察加半岛、千岛群岛、日本群岛、我国台湾、菲律宾群岛、印度尼西亚诸岛，直到新西兰岛）占45％，构成西太平洋火山岛弧。其中东带（从南美西岸的安第斯山起，经中美、北美西部的科迪勒拉山脉至阿拉斯加）占17％。这东西二带构成所谓“环太平洋火圈”。在环太平洋火山岛弧或火山链的靠近大洋一侧，称为安山岩线，在这条线的大陆一侧多喷发中酸性熔浆（安山岩、流纹岩），在向海洋一侧则以喷发基性熔浆（玄武岩）为主。世界最高的活火山（厄瓜多尔的科托帕克希火山，5896 m）和世界最高的死火山（安第斯山中阿根廷的阿空加瓜火山，6964 m）以及著名的富士山（3776 m）等都分布在这条火山带上。
2.阿尔卑斯—喜马拉雅火山带
又称地中海火山带，横贯欧亚大陆南部（西起伊比利亚半岛，经意大利、希腊、土耳其、伊朗，东至喜马拉雅山脉，南则至孟加拉湾，与太平洋火山带相汇合），已知有94座活火山分布于此带上，占世界活火山总数的18％。
3.大西洋海岭火山带
北起冰岛，经亚速尔群岛、佛得角群岛至圣保罗岛，有活火山42个；另外9个分布于小安的列斯岛弧上，大西洋活火山占世界活火山总数的10％。
此外，还有一些活火山分布于太平洋、印度洋、南极洲和非洲大裂谷，约占10％。其中非洲大裂谷上共有7座活火山，亦可称为东非火山带，如坦桑尼亚的乞力马扎罗山（5895 m）是东非有名的火山。
我国近代火山多属于死火山或休眠火山，活火山为数不多，据不完全统计火山锥约有900座。因我国东部（北起黑龙江、吉林，经内蒙、河北、山西、山东、江苏、安徽、台湾至广东省的雷州半岛和海南岛）属于环太平洋西带范畴，所以多有火山分布。其中只有台湾的鲤鱼山最近尚在活动，而黑龙江的五大连池、查哈彦火山、长白山上的白头山、山西的大同火山、台湾的大屯火山等都处于休眠状态。
另外，云南腾冲有8个火山群，新疆南部昆仑山中也有火山，这些都属于阿尔卑斯—喜马拉雅火山带的范围。
（摘自《地质学基础》宋春青、张振春）
中国主要山脉及其最高峰简表
山脉名称
成因类型
长度(千米)
海拔(米)
最高峰和海拔(米)
备注
阿尔泰山脉
褶皱断块山
2000
3000
友谊峰 4374
天山山脉
褶皱断块山
2500
5000
托木尔峰 7443
阿尔金山脉
褶皱断块山
750
4000
苏拉木塔格 6295
祁连山脉
褶皱断块山
1000
4000
祁连山 5547
甘肃省最高峰
疏勒南山
褶皱断块山
200
4000
岗则吾结 5826
昆仑山脉
褶皱山
2500
5000
公格尔山 7649
阿尔喀山
褶皱山
300
5000
布喀达坂峰 6860
青海省最高峰
可可西里山脉
褶皱山
500
6000
岗扎日 6305
巴颜喀拉山脉
褶皱山
780
5000
果洛山 5369
阿尼玛卿山
褶皱山
360
5000
玛积雪山 6282
唐古拉山脉
褶皱断块山
700
6000
各拉丹冬 6621
长江发源地
冈底斯山脉
褶皱山
1100
6000
罗波峰 7095
念青唐古拉山脉
断块山
700
6000
念青唐古拉峰7162
喀喇昆仑山脉
年青褶皱山
550
6000
乔戈里峰 8611
新疆最高峰
喜马拉雅山脉
年青褶皱山
2450
6000
珠穆朗玛峰 8848
全国最高峰
横断山脉
断块山
900
4000
贡嘎山 7556
四川省最高峰
怒山
断块山
400
4000
梅里雪山 6740
云南省最高峰
沙鲁里山
断块山
700
4000
雀儿山 6168
大雪山
断块山
350
5000
贡嘎山 7556
四川省最高山
无量山
断块山
270
1600
猫头山 3306
哀牢山
断块山
400
1600
哀牢山 3165
乌蒙山
褶皱山
250
2000
韭菜坪 2900
贵州省最高峰
武陵山
褶皱山
420
1000
凤凰山 2570
大巴山脉
褶皱山
1000
2000
摩天岭 4072
大巴山
褶皱山
300
2000
大神农架顶 3052
湖北省最高峰
秦岭
褶皱断块山
1100
2000
太白山 3767
陕西省最高峰
华山
断块山
120
1500
草链岭 2645
大别山
褶皱断块山
270
1000
霍山 1774
六盘山
褶皱山
240
2000
米缸山 2942
贺兰山
褶皱断块山
150
2000
贺兰山 3554
宁夏最高峰
阴山山脉
断块山
1000
1500
呼和巴什格 2364
大兴安岭
褶皱断块山
1200
1100
黄岗梁 2036
黑龙江最高峰
小兴安岭
褶皱断块山
400
500
平顶山 1429
长白山脉
褶皱山
700
1000
白云峰 2691
吉林省最高峰
张广才岭
褶皱山
240
800
大秃顶子 1780
龙岗山
褶皱山
250
700
岗山 1347
辽宁省最高峰
燕山
褶皱断块山
300
1000
雾灵山 2116
太行山脉
褶皱断块山
700
1000
小五台山 2882
河北省最高峰
西山
褶皱断块山
75
1000
东灵山 2303
北京市最高峰
五台山
断块山
120
2500
五台山 3058
山西省最高峰
吕梁山脉
褶皱断块山
500
1500
南阳山 2830
泰山
断块山
200
1000
玉皇顶 1532
山东省最高峰
云台山
断块山
30
300
云台山 625
江苏省最高峰
天马山
断块山
2
50
天马山 98
上海市最高峰
天目山
褶皱断块山
150
1000
清凉峰 1787
洞官山
褶皱山
100
1100
黄茅尖 1920
浙江省最高峰
武夷山脉
褶皱山
500
1000
黄岗山 2157
福建和江西最高峰
黄山
断块山
80
1000
莲花峰 1873
安徽省最高峰
罗霄山
褶皱山
400
1000
南风面 2120
湖南省最高峰
雪峰山
褶皱山
350
1000
苏宝顶 1934
南岭
断块山
550
1000
苗儿山 2141
广西最高峰
瑶山
断块山
50
1000
石坑崆 1902
广东省最高峰
五指山
断块山
130
1000
五指山 1867
海南省最高峰
莲花山
褶皱断块山
250
800
铜鼓嶂 1559
中央山
年青褶皱山
300
3000
秀姑峦山3833
玉山
年青褶皱山
280
3000
玉山3997
台湾省最高峰
阿里山
年青褶皱山
300
1500
大塔山2663
台东山
年青断块山
120
500
新港山1682
注：
①阿尔泰山脉、天山山脉、喜马拉雅山脉、喀喇昆仑山脉的长度均包括国外部分。
②海拔高度按1９5６年黄海高程系计。
③长度按直线距离计。

备课资料
一、世界气候的分布有什么规律？它的成因是什么？
世界气候的分布规律，直接表现在各气候类型的排列组合上。一般可分为纬度地带性、非纬度地带性和垂直地带性三方面。
（1）纬度地带性。这是世界气候分布的基本规律。它是地带性因素造成的，即由太阳光热在地球表面的不均衡分布引起的热力差异和由此产生的全球性气压带、风带及其季节移动，而导致各气候类型普遍具有按纬度更替的趋向。地球表面被划分为五个基本气候带，它是按得到太阳光热的多少来分的，以回归线和极圈为界线，这就是通常所说的纬度带。另外，以最热月平均温度10 ℃等温线和最冷月平均气温18 ℃等温线作为划分寒、温、热三带的界线，这种气候带，称之为温度带。基本上也是按纬度划分，沿纬向伸展的。
气候的纬度地带性，在大陆的低纬和高纬地带表现得尤为明显，因为这两个纬度地带，冷与暖的矛盾处于比较稳定有常的状态。前者接受的太阳光热多，暖空气是矛盾的主要方面，全年高温，长夏无冬；后者接受的太阳光热少，冷空气是矛盾的主要方面，全年低温，长冬无夏。因而在这两个纬度地带，各气候类型都按纬度南北更替，多呈带状分布，有的甚至横跨大陆东西。例如：在低纬度地带，在各大陆的赤道两侧是赤道多雨气候；在赤道多雨气候区的两侧，是热带干湿季气候；从热带干湿季气候区向外，大致在南、北回归线两侧的大陆内部直到大陆西岸，属热带干旱与半干旱气候。高纬度地带的极地冰原气候、极地长寒气候和亚寒带大陆性气候等，都是体现纬度地带性较显著的气候类型。从各大陆来说，非洲气候纬度地带性最为突出。因为它的轮廓较之其他大陆单一，地面起伏不大，而且主要位于低纬热带地区，其气候类型按纬度更替，排列近乎对称。亚欧大陆和北美大陆北部地处高纬，陆地宽广，气候纬度地带性也表现明显，各气候类型从北向南依次更替，特别是极地长寒气候和亚寒带大陆性气候均呈带状分布，横贯大陆东西。
（2）非纬度地带性。由于海陆分布、洋流、地形等非地带性因素的作用，不同程度地破坏了气候的纬度地带性，使同一纬度地带的气候，出现西岸、内陆和东岸的差异，由不同地形条件引起的地区差异，以及海洋性气候和大陆性气候的差异。尤其是在中纬度地区最为明显，因为中纬地区，冷暖空气经常处于斗争转化状态，气温、降水等季节变化和非周期变化都十分明显。北半球中纬地区陆地面积特别宽广，因此海洋性气候与大陆性气候对比显著，大陆性气候尤为明显，大陆东西岸产生有规律的差异。
在中纬地带各大陆西岸，都以温带海洋性气候—地中海气候—热带干旱气候的次序更替，并在高纬地带与亚寒带大陆性气候相接，在低纬地带与热带干湿季气候相连。在大陆东岸相应地区，亚欧大陆东部为温带季风气候、亚热带季风气候和热带季风气候。北美大陆由于面积较亚欧大陆小，冬夏海陆热力差异不如亚欧大陆强烈，海陆间季风环流不如亚欧大陆明显，因而北美大陆东岸的气候类型相应为温带大陆性湿润气候、亚热带湿润气候和热带海洋性气候。至于南半球，大陆面积不广，南美大陆向温带纬度紧缩，非洲和澳大利亚大陆又没有南伸到南纬40°以南的陆地，所以大陆东岸不出现季风型气候，气候类型构成不完整，分布也较局限。
在中纬远离海洋的广大内陆地区，终年为极地大陆气团和热带大陆气团所控制，具有典型的大陆性气候特征。按所处纬度高低，分属温带大陆性干旱半干旱气候和亚热带大陆性干旱半干旱气候。
（3）气候的垂直地带性。高耸庞大的山地，在气候上表现出独特的垂直地带性。其高度变化如同纬度变化，但山地垂直气候带与水平纬度带在成因上和具体特征上，并不完全相同，山地垂直分带的多寡和顺序，主要取决于山地的高度和所处的纬度。有足够高度的赤道地区的高山，具备有最完整、复杂的垂直分带图谱，而高纬苔原地带的高山，垂直分带的图谱最为简单。另外，处于同一纬度地带的山地，距海远近或坡向不同，其垂直分带的开端和顺序也有极大差异。
二、海陆分布对气候的影响
海洋占地球总面积的71%，陆地仅占29%，所以海陆差异是下垫面最大和最基本的差异。海洋和大陆由于物理性质不同，在同样的辐射之下，它们的增温和冷却有着很大的差异。冬季，大陆气温低于海洋；夏季，大陆气温高于海洋。
从海平面对流层上层，1月份陆上气温比大洋上气温低；7月份相反。两者的差值，7月比1月大；低层比高层大，陆上年较差大于海洋上年较差。
海陆对气压和风也有明显的影响。气压分布随气温分布而变化。夏季，大陆是热源，海洋为冷源，因此陆上气压低，海上气压高，风从海洋吹向大陆；冬季，海洋是热源，大陆为冷源，海上气压低，陆上气压高，风从陆上吹向海洋。此外，海陆对湿度、云量、雾和降水量都有很大的影响。
海陆对气候影响显著，在地球上形成了差别很大的大陆性气候和海洋性气候。
海洋性气候与大陆性气候的差别，在气温方面的表现为：大陆性气候的特点是变化快、变化大，因此大陆性气候的日较差、年较差数值都较大；而海洋性气候则相反。大陆性气候最高温出现在7月，最低温出现在1月，海洋性气候一般最高温出现在8月，最低温出现在2月，气温变化落后于大陆。在同一纬度，春夏的气温，陆上较高，海上较低；相反，冬秋的气温，陆上较低，海上较高。从而大陆性气候具有春温高于秋温的特点，而海洋性气候则有秋温高于春温的特点。在湿度和降水方面，海洋性气候的特征是相对湿度较大，相对湿度年变化小，云量多，降水量多，降水的年变化小，秋冬降水较多；而大陆性气候的特色是，相对湿度较小，相对湿度的年变化大，云量少，晴天多，降水量少，降水的年变化大，夏季降水较多。大陆性气候与海洋性气候的区别可概括为下表。
大陆性气候与海洋性气候比较
项目
气温日较差
气温年较差
月最高气温
月最低气温
春温—秋温4—10月
年降水分配
云量
大陆性
大
大
7月
1月
正值
不均匀
较低
海洋性
小
小
8月
2月
负值
均匀
较高
三、气候类型的判断
世界气候类型的判断主要根据气温、降水这两个主导要素进行，先根据气温，再根据降水的步骤来分析，简便易行。
判断方法和步骤（以北半球为例）：
第一步：以1月平均气温15 ℃和0 ℃两个数值极限，把12种气候类型（除高原气候和山地气候）缩小到三个范围内：
大于15 ℃的属于热带的四种气候类型。（≥15 ℃）
小于15 ℃大于0 ℃（0 ℃＜T＜15 ℃）的属于亚热带季风气候、地中海气候、温带海洋性气候三种类型。
小于0 ℃的属于温带大陆性气候、温带季风气候、亚寒带大陆性气候、苔原气候、冰原气候五种类型。
第二步：把上面划分出来的1月平均气温小于0 ℃的五种气候类型，再以7月平均气温18 ℃、10 ℃、0 ℃三个数值直接判断出三个类型：
大于18 ℃的属于温带大陆性气候和温带季风气候两种类型，其中温带大陆性气候的年较差在25 ℃以上。
10 ℃＜T＜18 ℃的属于亚寒带大陆性气候。
0 ℃＜T＜10 ℃的属于苔原气候，小于0 ℃的属于冰原气候。
第三步：根据降水量的月份分配和年降水量，判断余下的9种气候类型。
热带的四种气候类型：因气温均在15 ℃以上，主要区别于降水。
热带雨林气候：各月降水几乎都在100 mm以上，最小月都有50 mm以上，年降水量都在2000 mm以上。
热带沙漠气候：各月降水量都稀少或没有，年降水量（一般）在125 mm以下。
热带草原（萨瓦纳）气候和热带季风气候：这两种气候都是夏季降水多，冬季降水少，主要区别于降水的月份分配。热带草原气候：月降水量达到或超过200 mm的月份少于3个月，年总降水量在750—1000 mm；热带季风气候：月降水量达到或超过200 mm的月份多于3个月，年总降水量在1500—2000 mm。
亚热带季风气候、地中海气候、温带海洋性气候三种，1月均温都在0—15 ℃，降水量的主要区别是：
亚热带季风气候：夏季降水多、冬季降水少，年降水量在800—1600 mm（夏雨型）；
地中海气候：冬季降水多，夏季降水少，年降水量在300—1000 mm（冬雨型）；
温带海洋性气候：各月降水较均匀，气温年较差也较小，年降水量在700—1000 mm。
温带大陆性气候，温带季风气候的降水量都是夏季多，冬季少。主要区别是月降水量≥100 mm的月份数。
温带大陆性气候：月降水量≥100 mm的月份数＜两个月，年总降水量在200 mm左右。
温带季风气候：月降水量≥100 mm的月份数≥两个月，年总降水量在500—1000 mm左右。
上述方法只适用于各典型气候类型的判断，对于各种因素影响的气候或过渡性的地区气候有不同的变化。
位置
气候类型
气候成因
气候特点
热带
赤道附近南北纬10°之间
热带雨林气候
地处赤道附近，终年受赤道低气压带控制
终年高温多雨
10°N—25°N大陆东岸
热带季风气候
（南亚）季风环流控制
终年高温，旱雨季明显
南北纬10°—南北回归线之间大陆中西部地区
热带草原气候
受赤道低压带（夏）和信风带（冬）交替控制
终年高温，干湿季明显
南北回归线—南北纬30°大陆中西部地区
热带沙漠气候
受信风带和副热带高压带控制
常年炎热干燥
亚热带
南北纬25°—35°大陆东岸
亚热带季风（季风性湿润）气候
（东亚）季风环流控制
夏季高温多雨，冬季低温少雨
南北纬30°—40°大陆西岸
地中海气候
受副热带高压带（夏）和西风带（冬）交替控制
夏季炎热干燥，冬季温暖多雨
温带
北纬35°—50°大陆东岸
温带季风气候
（东亚）季风环流控制
夏季温暖多雨，冬季寒冷干燥
南北纬40°—60°大陆西岸
温带海洋性气候
终年受西风带控制
终年温暖湿润
温带大陆内部
温带大陆性气候
地处温带大陆内部
冬冷夏热，年温差大；降水较少，集中夏季
亚寒带
亚寒带针叶林气候
受副极地低压带控制
冬长寒，夏短暖，降水较少（夏雨较多）
寒带
极地气候
苔原气候
受极地东风带和极地高压带控制
终年严寒降水稀少
冰原气候
高山（原）地区
高山气候
随海拔高度产生气温降水的垂直变化
四、气压带和风带图的综合运用
高中地理上册“地球上的气压带和风带”是揭示全球大气环流的一幅图示，该图虽是理想状态下（下垫面均一等条件）地球表面气压带和风带的模拟图，但在整套教材中居重要地位，许多地理事物的形成和分布都与之密切相关。在地理教学中，用对比或演绎的方法充分运用该图，不仅能揭示地理环境各要素之间的内在联系，加深对地理规律的理解和应用，而且能通过合理的想象与推论，使学生自觉地认识和探索地理事物，从而培养其分析问题和解决问题的能力。
（选自《地理教育》1999年第5期）陈月平 李万涛）
以下是有关“气压带和风带”的综合运用实例。
1.对比运用
（1）气压带和风带图（图1）与降水类型、降水分布图的对比

图1 地球上的气压带和风带 图2

图3 锋面雨示意图 图4
降水类型按空气上升运动的成因分为四种，其中对流雨（图2）和锋面雨（图3）分别在赤道和温带地区较多。把图2和图3移植在图1上，便能绘出全球的降水带分布图（图4），将图4与“全球年降水量随纬度变化的一般情况”（图5）对比，很容易得出世界降水量分布的规律：低气压带、气流上升的地带为多雨带，高气压带、气流下沉的地带为少雨带。
（2）图1与理想大陆自然带的对比
图5
自然带是在一定热量和水分条件下形成的，由于气压带和风带直接影响着各地降水量的多少，因此，在不同纬度水热条件的组合中，气压带和风带起着非常重要的作用。将图1与简化的理想大陆自然带分布图叠加（图6），即可看出热带雨林带（a）与赤道低气压带、热带荒漠带（b）与副热带高压带等基本是一一对应的，而热带雨林带在大陆东岸向南北延伸，热带荒漠带直逼大陆西岸则与信风的风向相关。此外，热带草原带（c）和亚热带常绿硬叶林（d）的形成和分布又与气压带、风带的季节移动有关。如此对比，学生一目了然。
图6
（3）图1与海洋表面盐度、洋流模式分布图的比较
海水表面盐度的高低受多种因素的制约，但最主要的还是降水量与蒸发量的对比关系。蒸发量的高低通常随纬度的增加而降低，而降水量则与气压带密切相关，如图7，世界海洋表面盐度最高的是副热带高压带控制下的副热带海区，盐度较低的是赤道低气压带控制下的赤道海域以及副极地低压带控制下的海域。
图7
图8
世界洋流模式图中的西风漂流、南北赤道暖流等均为风海流，将这些风海流与全球风带图叠加（图8），就会发现它们与信风和西风的方向是一致的，学生只要掌握了地球风带的分布规律就能推导出洋流模式图，进而为学习太平洋和大西洋洋流奠定基础。
2.动态演绎
如前所述，气压带和风带图是理想状态下的模拟图，当我们以动态方式作出某种假设时，该图将会出现什么变化呢？
假设1：图1中出现大片陆地
由于海陆热力差异的影响，冬季陆地气温低于海洋，中高纬大陆内部形成冷高压，冷高压在大陆内部发育强盛，以至切断了副极地低气压带，使其仅保留在海面上（图9）。夏季，大陆气温高形成低压中心，强大的热低压又切断了副热带高气压带（图10）。

图9 图10
将图9、图10分别与世界“1月份海平面等压线分布图”，“7月份海平面分布图”比较，就不难理解冬季副极地低压带收缩为阿留申低压和冰岛低压，夏季副热带高压带演变成夏威夷高压和亚速尔高压的原因。
假设2：图1中出现陆地和高大山脉
由于高大山脉会阻挡近地面气流的运动，所以在图11中，A、B两山脉为东西走向，与盛行西风平行，海洋气流能长驱直入，深入大陆内部，甲地降水多于乙地（类似于欧洲）。而山脉C则为南北走向。该山脉低纬部分两侧为背风坡，形成热带沙漠，中纬部分盛行西风；山脉西侧为迎风坡，降水丰沛，分布着温带森林；山脉东侧为雨影区，形成温带荒漠，该情形与安第斯山脉两侧相同。

图11 图12
假设3：图1中出现陆地、河流、农业
河流主要依赖降水补给，河流流量的大小取决于流域降水量的多少。如图12，位于赤道低压带的河流（以A为代表），通常水量丰富，世界流量最大的两条河流——亚马孙河、刚果河都在此区域。位于副热带高压带的河流（以C为代表），一般数量少且流量小，非洲撒哈拉沙漠、澳大利亚中部甚至出现大面积的无流区。此带也有较大的河流，如长江、拉普拉塔河等，但都位于大陆东岸的季风气候区（以D为代表）。
与水热条件相适应，在平原条件下，A河流域盛产木材或种植热带经济作物水稻、甘蔗等，B河流域以畜牧业、小麦、马铃薯等农作物为主，前者广泛分布于非洲几内亚湾沿岸、东南亚、巴西等地，后者以西欧为代表。
从以上实例可以看出，气压带和风带的对比演绎在教学中具有很强的实用性，其范围应用已不仅限于气候。用该图进行综合教学的最大优势在于它能揭示许多地理事物的分布规律，给学生一个明确的思路，使其按逻辑思维的模式逐步推论得出结果，而不是死记硬背。此外，该图对某些教学难点的突破也大有益处，如“海陆分布对大气环流的影响”一直是困扰教师和学生的难点内容，采用假设1，对照图9、图10加以说明，问题便迎刃而解，教学效果十分理想。
综合运用气压带和风带图，需要注意三方面问题：
（1）注意该图使用的前提条件和范围，哪些是水平图、立体图，何处是海洋或陆地必须给学生交代清楚。
（2）注意一般规律与特殊现象的关系，本文所列地理现象多为普遍规律，是学生学习的重点，然而客观存在的特殊现象，如自然带中的非地带性现象，副热带高压带中的亚热带季风性湿润气候等也应在教学中加以说明，以免学生误解。
（3）注意该图使用的时间，本文所列图示可先在新课相应章节中使用，然后在期末复习时整体推出，使学生在复杂的地理现象中梳理出清晰的脉络，对地理环境的整体性有更高的认识。
五、关于大气环流
就水平尺度而言，有某大地区（例如欧亚地区）、某半球或全球范围的大气环流；就铅直尺度而言，有对流层、平流层、中层或整个大气圈的大气环流，就时间尺度而言，有一至几天、一月、一季、半年、一年的直至多年平均的大气环流。它既是地—气系统进行热量、水分、角动量等的交换和能量转换的重要机制，又是这些物理量的输送、平衡和转换的重要结果（见大气角动量平衡、大气环流的能量平衡和转换）。研究大气环流的特征及其形成、维持、变化和作用，掌握其规律，对于改进和提高天气预报的准确率、研究气候形成的理论，以及为更有效地利用气候资源提供可靠的物理依据，都具有重要的意义。
平均环流 大气运动的根本能源是太阳辐射能。由于地球的自转和公转，且因其赤道面和黄道面有23°26′的交角，所以低纬度地区比高纬度地区受热多，因而低纬度大气较高纬度大气暖。高低纬度之间的温度差异，是造成大气运行的基本因素。这种温度差异有着明显的季节性变化，大气环流的特征也随季节而变。
纬向环流 就平均情况而言，无论南半球或北半球，大气环流的最基本性状是大气大体上沿纬圈方向绕地极的运行。这在南半球更为显著。由全球沿纬圈平均的东西向风速分布图，可更清楚地看出平均纬向环流的特点。
在对流层，低纬度地区常盛行东风，称为东风带，又称信风带（在北半球为东北信风，在南半球为东南信风），其范围随高度减小；中高纬度地区则盛行西风，称为西风带，其所跨的纬度，除低层外均较东风带为宽。中纬度地区，西风的强度随高度迅速增大，最大风速出现在纬度30°—45°上空的200百帕附近，称为行星西风急流；极地附近，低层存在较浅薄的弱东风，称极地东风带。平均说来，在低层，极地东风有偏向中纬度吹的分量，中高纬度地区的西风有向高纬度和极地吹的分量，低纬度地区的东风有向赤道吹的分量。这些平均风带总称为行星风系，其范围和强度有明显的季节性变化。
在平流层，冬半球为西风环流，夏半球为东风环流，在春秋过渡季节里，高纬度地区为西风，低纬度地区为东风。无论西风或东风，都随高度增强，强度都较对流层里的大。另外，在赤道附近的上空，东西风的交替，还存在准两年的周期性变化（见平流层和中层大气环流）。
经圈环流 由大气在南北方向和铅直方向的平均运动所构成的平均环流，每个半球都存在三个经圈环流：（1）低纬度的正环流（或称直接环流），是G.哈得来在1735年最先提出的，故称为哈得来环流；（2）中纬度的逆环流（或称间接环流），是W.费雷尔在1856年最先提出的，故称为费雷尔环流；（3）极区的正环流，它比较弱，称为极地环流。哈得来环流和费雷尔环流的下沉气流区和副热带高压带的平均纬度相吻合，而费雷尔环流和极地环流的上升气流区和极锋（见锋）的平均纬度一致。此外，经圈环流的强度和位置，也都表现出明显的季节性变化。
非轴对称环流 大气环流不是轴对称的。在不同的经圈剖面上，纬向环流和经圈环流都可能有很大的不同。在等压面或等高面平均图上，高空存在西风带槽、脊和副热带高压、热带扰动，低空则存在一些半永久性的低压和高压系统，称为大气活动中心。这种特征，主要是由于地球表面海陆分布所引起的辐射、感热和水汽潜热等热力差异，以及地面摩擦和大地形的作用所造成的。正因为大气环流具有非轴对称性，使各地区的天气变化和气候特征更加复杂：有些地区出现显著的季风环流，低纬度地区出现沃克环流。由于地表的不均匀性，科里奥利参数随纬度的变化，以及大气本身的可压缩性和斜压性，加上大气中的水汽相变和风速的水平切变、铅直切变等因子，使大气总呈现出各种波动或涡旋形运行的状态。有时波或涡的南北幅度很大，大气主要作南北向运行，称为经向环流型；有时南北幅度很小，大气主要沿纬圈运行，称为纬向环流型。不管哪种环流型，大气环流状态都是由很多不同尺度和不同频率的大气波动叠加而成的。沿纬圈绕地球一周的波数为1—3个的波称为超长波，波数为4—7个的波称为行星波或长波。波数为8个或以上的波称为短波。行星波和短波都是移动性的波，超长波主要是摆动性的。在对流层内，短波主要出现在其中部和下部，长波主要出现在其中部和上部，超长波则存在于整个对流层。但在逐日天气图上，超长波为行星波和短波所掩盖面难以辨识；在旬或月平均图上，特别在多年的平均图上，因平滑而消去了较短的波，超长波就可清楚地显现出来了。例如图1所示的波动，基本上就是因海陆和大地形所激发的超长波。一般的海平面天气图所显示的低层大气运动更复杂，可出现更多的旋涡，包括气旋（或称低压系统）和反气旋（或称高压系统）。在中纬度，气旋多同冷暖空气的界面——锋面相结合，气旋内部和邻近地区有上升运动；反气旋内部有下沉运动。高空和低空的大气环流系统是相互联系的，低空环流系统与经圈环流也是相互联系的。
大气环流的逐日变化，是由那些不同尺度的高空波动和旋涡，以及低空的锋系、气旋和反气旋的发生、发展和消亡的过程所引起的，并表现为纬向环流型和经向环流型的循环转变过程。大气环流平均状态中的三个经圈环流、东风带、西风带和急流，是由于太阳辐射的加热不均匀、地球自转、大型扰动和摩擦等因子共同作用所造成和维持的。
研究动向 大气环流是一个复杂的问题，环流性状在不断地变化着，有的年份还有明显异常。从长期来看，即使是一些最基本的状态，也经历着缓慢的变异，表现为气候变化。这是太阳—天气气候关系、地—气关系、海—气关系，甚至还有生物和人类活动的影响长期综合作用的结果。随着大气探测技术的发展，为获取更多的气象要素资料、不断揭示大气环流各种事实提供了条件。
在研究方法上，除了动力学理论分析和模型实验外，已更广泛地利用大型电子计算机，对物理因子进行数值模拟试验。
（摘自《中国大百科全书——大气科学、海洋科学、水文科学》）
六、东亚季风的天赐恩惠
中国的亚热带在纬度上多处于副热带范围内，但自然景观却与同纬度的中亚、西亚和北非等著名的干旱沙漠地带截然不同。这里具有冬冷夏热、四季分明、水热同季、湿润多雨的气候特点，广布着水量丰富的河流和湖泊。这里的自然景观呈现出显著的南北过渡特征。在长江和大巴山以北的北亚热带地区，天然植被为常绿与落叶阔叶混交林，是暖温带落叶阔叶林与亚热带常绿阔叶林之间的过渡类型；在南岭以南地区，海拔1200米以下为含有热带树种的常绿阔叶林，具有从亚热带向热带过渡的性质；在中亚热带地区为常绿阔叶林，是典型的亚热带植被。此外，亚热带针叶林（如东部的马尾松林、西部的云南松林）、竹林也是这个地带常见的植被。中国亚热带的土壤分布同样具有南北过渡特性，黄棕壤是北亚热带的地带性土壤；赤红壤发育在南亚热带盆地、丘陵地区，是亚热带红壤向热带砖红壤的过渡型土壤；红壤与黄壤是亚热带典型的地带性土壤，前者主要分布在长江以南的广大低山、丘陵区，后者大面积分布于贵州高原和亚热带东部山地。除地带性土壤外，这里还分布有大面积的石灰性土和紫色土，前者以广西、贵州境内的石灰岩丘陵区最为集中，后者以四川盆地分布面积最广。中国亚热带的优越自然环境，是经历漫长岁月的孕育、演化和发展之后形成的，它对生物界的旺盛生长和循环，对农作物的栽培和畜牧业的发展都十分有利。因此，中国的亚热带现已成为地球上适宜生物繁衍生长的“摇篮”，是世界上植物种类最为丰富和密集的地区之一，也是世界珍稀动物大熊猫的“故乡”、白?NFDED?豚的“乐园”。
那么，中国亚热带得天独厚的条件和绚丽多姿的景观，究竟是什么原因造成的呢？诚然，这是一个极为复杂的问题。但却可以肯定地说，它在很大程度上是受赐于东亚季风的恩惠。
季风是大气环流的重要组成部分。中国亚热带地区是东亚季风盛行的地区，这里的四季气候特征是由季风环流的基本特征决定的，而这里的自然景观又深深打上了季风气候的烙印。
中国亚热带的季风环流形势，可用东亚各季具有代表性的气压场特征来加以揭示。
冬季，整个亚洲大陆完全受蒙古高压控制。从1月海平面平均气压场图可见，在蒙古及其邻近地区是一个强大的冷高压，其中心气压值达到1040百帕，比北美冷高压要高出20百帕。它的覆盖范围之大、维持时间之长，均较北半球其他地区显著，从而成为北半球最强大的冷高压。它是秉性干燥而寒冷的极地大陆气团源地。与此同时，在北太平洋北部的阿留申群岛附近存在一个较深厚的低压，其中心强度仅1000百帕，称为阿留申低压。该低压几乎盘踞整个北太平洋，其势力强盛时南界可扩展到北纬32°左右的地区。在冬季时北太平洋副热带高压势力衰减，在太平洋西部几乎见不到踪迹，主要退缩在太平洋东南部，于是可吸引寒潮东流；但势力减弱时则南下的寒潮和冷空气频率增大。由此可见，东亚季风区冬季天气和气候变化主要受控于蒙古高压与阿留申低压的势力强弱与消长。中国亚热带地区，正位于冷空气南下的路径上，往往出现大风、雨雪和剧烈的降温天气。因此，这里冬季气温要低于同纬度的其他地区。
1月海平面平均气压场
春季，是由冬季到夏季气压形势变换的过渡季节。随着太阳高度角的增大，地面和空气温度不断升高，中高纬度地区的蒙古高压和阿留申低压的势力明显减弱，而副热带地区的北太平洋高压逐步加强，其中心扩展到太平洋西部，这时印度低压也初具雏形，控制东亚地区的高低压系统已由冬季的两个中心变为四个中心，即中高纬度的系统在减弱、退缩，而副热带地区的系统却在发展和加强。四个东亚大气活动中心都影响着春季大气环流活动，形成以河套为中心的鞍形气压场。因此，春季南北气流交换复杂，气旋活动频繁，天气变化急剧，风向也不稳定，造成华北一带多大风和沙尘天气。由北方冷气流与南方暖气流交汇而成的极锋带及由此产生的大范围降水带，从中国华南登陆并逐步北移。此时中国东南沿海地区南风机会增多，低层湿度明显增大，偏南气流与来自河套地区的东北气流在华中地区辐合，形成一个比较稳定的辐合带，使亚热带中部出现阴沉、潮湿、多雨的天气现象。
夏季，气压场分布形势与冬季完全相反。这时中高纬度的蒙古高压和阿留申低压势力消亡；相反印度低压和西太平洋高压已发展为鼎盛时期，前者控制整个亚洲大陆，后者盘踞在中国东面的太平洋上。因此，东亚夏季的天气气候变化基本上受这两个环流系统的强弱和相互作用所控制。从“7月海平面平均气压场图”中可看出，在印度北部、巴基斯坦和中国西南一带有一个强大的热低压，中心强度为995百帕，其周围的环流几乎包括整个亚洲大陆在内，1005百帕等压线所伸展范围即几乎包括中国全境。与此同时，在中国东面的太平洋上有一个北半球最强大的副热带高压，其中心强度超过1025百帕，其向大陆西伸和向北移动的位置都是全年最盛时期。由于这两个强大的高低压间的等压线在东亚沿岸大体呈南北向分布形式，以致夏季在中国沿海盛行东南风。
7月海平面平均气压场
此时影响中国亚热带天气的主要是热带海洋气团和赤道海洋气团，都是夏季降水的重要水汽来源。热带海洋气团源出于北太平洋副热带高压，性质湿热而稳定，在中国华南登陆，多为东南风（夏季风），它将海洋上水汽携入大陆，当其与变性极地大陆气团交锋，形成极锋。极锋的进退与雨量带的推移是一致的：4月华南雨季开始，5月中旬至6月上旬江南丘陵多雨，6月上中旬至7月上中旬，江淮地区出现梅雨，7月下旬以后极锋北移，江淮伏旱开始。在中国亚热带，降水集中的雨季是与高温期相一致，即“雨热同季”，这对植物生长与农业生产都十分有利。若在单一的热带海洋气团控制下，则天空晴朗少雨，从而造成长江中下游酷热天气。赤道海洋气团发源于南半球副热带高压，越过赤道洋面后仍具高温多湿性质，但已不够稳定，即使在它单一控制之下也会形成雷雨天气，向中国移动时表现为西南季风。在亚热带范围内，它主要影响东经105°—110°以西的云南和川西。印度大陆低压的出现，主要促使气流向大陆辐合上升，造成雷暴雨天气，并支配着西部高原地区的风向。
秋季，是由夏季到冬季气压形势变换的过渡季节。这时副热带地区的印度低压和太平洋高压开始明显衰退，而中高纬度的蒙古高压和阿留申低压却开始活跃起来。但由于在近地层冷高压（蒙古高压）迅速建立的同时，其对流层中高层仍有副热带高压维持在较高的纬度，从而形成地面冷空气之上重叠着暖空气，大气层结构稳定，大部分地区出现天高云淡、秋高气爽的稳定天气。此时，中国西南地区仍受西南气流影响，多阴雨天气。随着西南季风撤离大陆，川黔上空东风环流转为西风环流，形成“华西秋雨”。嗣后，副热带高压迅速南撤，印度半岛北部已由气旋环流转为反气旋环流，中国大陆上秋高气爽的季节结束，华西秋雨停止，标志着夏季环流型已转变为冬季环流型。随着太平洋高压和印度低压先后退离大陆，盛行气流又恢复到冬季情况。冬季风逐渐遍及中国各地，东亚各地又成为蒙古高压控制的局面。
青藏高原的存在，对于上述季风环流形势的加强起着重要作用。由于冬季高原近地面有青藏冷高压出现，使高原与同高度自由大气之间产生气压差异，在高原东侧的平原上空盛行东北风。青藏冷高压愈强大，东北风也愈强，影响范围也愈大。从而加强了来自蒙古高压的冬季风势力。由于夏季在高原近地面为青藏低压，其长轴7月份所在的平均位置在北纬32°附近，使高原东侧的西南季风加强，并影响了太平洋副热带高压脊向西延伸，从而加强了东南季风的势力，创造了中国东部地区夏季降水的良好条件。由于高原的屏障作用，使蒙古高原一带冬季受暖平流的影响较小，有利于冷空气的堆积和蒙古高压的发展；夏季使印度半岛很少受到冷空气的影响，有利于热低压的维持。同时，高原地形使西风带气流在其西端受阻而发生分支现象，在高原南北两侧形成两支强西风气流。南支西风气流的存在，实际上扩大了西风带向南影响的范围，使冬季风到达更南的纬度，并阻滞了西南季风向北前进。因此，随着西风带北移，南支西风气流消失，西南季风以突然爆发的形式迅速北上，东南季风在江南丘陵地区停留后开始向北跃进，中国东部长江中下游地区梅雨开始。此外，由于冷空气受高原地形的阻挡和挤压，迫使冬季风在中国东部地区加强，从而推移到更南的纬度地区。总之，由于青藏高原的动力作用和热力作用，大大改变了由海陆影响所引起的气压分布，进而也影响到大气环流形式，增强了中国季风现象的复杂性。
七、什么是季风环流
在一个大范围地区内，它的盛行风向或气压系统有明显的季节变化，这种在1年内随着季节不同，有规律转变风向的风，称为季风。季风盛行地区的气候又称季风气候。季风明显的程度用一个定量的参数来表示称为季风指数，如易赫洛莫夫，它是根据地面冬夏盛行风向之间的夹角来表示，当夹角在120—180°，认为是季风，然后用1月和7月盛行风向出现的频率相加除2即I=（F1+F2）/2为季风指数，当I>40%为季风区，I=40%—60%为较明显季风区，I>60%为明显季风区。全球明显季风区主要在亚洲的东部和南部、东非的索马里和西非几内亚。季风区有澳大利亚的北部和东南部、北美的东南岸和南美的巴西东岸等地。亚洲东部的季风主要包括我国的东部、朝鲜、日本等地区。亚洲南部的季风，以印度半岛最为显著，这是世界闻名的印度季风。
八、大气环流的作用
在高纬与低纬之间、海洋与陆地之间，由于冷热不均出现气压差异，在气压梯度力和地转偏向力的作用下，形成地球上的大气环流。大气环流引导着不同性质的气团活动、锋、气旋和反气旋的产生和移动，对气候的形成有着重要的意义。常年受低压控制，以上升气流占优势的赤道带，降水充沛，森林茂密；相反，受高压控制，以下沉气流占优势的副热带，则降水稀少，形成沙漠。来自高纬或内陆的气团寒冷干燥，来自低纬或海洋的气团温和湿润。一个地区在一年里受两种性质不同的气团控制，气候便有明显的季节变化。如我国气候冬季寒冷干燥，夏季炎热多雨，则是受极地大陆气团和热带海洋气团冬夏交替控制的结果。总之，从全球来讲，大气环流在高低纬之间，海陆之间进行着大量的热量和水分输送。在经向方向的热量输送上，大气环流输送的热量约占80%。
在大气环流和洋流的共同作用下，使热带温度降低了7—13 ℃，中纬度温度则有所升高，60°N以上的高纬地区竟升高达20 ℃。
大气环流水分输送，也起着重要的作用。大气中水分输送的多少、方向和速度与环流形势密切相关。北半球，水汽的输送以30°N附近为中心，向北通过西风气流输送至中高纬度；向南通过信风气流输送至低纬度。我国的水汽输送，主要有两支：一支来自孟加拉湾、印度洋和南海，随西南气流输入我国；另一支来自大西洋和北冰洋，随西北气流输入我国。南方一支输送量大，北方一支输送量小，两者的界线是黄淮之间和秦岭一线，基本上相当于气候上的湿润和半湿润的界线。
降水的形成离不开天气系统，离不开云、水汽的输入和空气的垂直上升运动。这一切都和环流形势紧密相连。例如，降水量的多少和进入各种天气系统的水汽量有关，暖湿赤道空气的流入能在几小时或1小时以内产生100毫米的降水；雷暴降水量的多少可和流入积雨云内水汽量的多少成正比。
世界降水的分布有两个高峰和两个低峰，即两个多雨带和两个少雨带，两个多雨带和赤道辐合带、极锋辐合带两个气流辐合带的位置基本相符；两个少雨带和副热带高压带、极地高压带两个气压带的位置一致。
大气环流在气候的形成中起着极其重要的作用。在不同的环流控制下就会有不同的气候，即使同一环流系统，如环流的强度发生改变，则它所控制的地区的气候也将发生改变；如环流出现异常情况，则气候也将出现异常。
大气环流状况的变化，可用经向环流和纬向环流的强弱和转换来表示。某地区在较长时间内的大气环流的变化都有一个该时期的平均状况。当某年某一段长时间内的经向环流和纬向环流的持续时间和转换频率，大大超过该时期的平均状况时，则称某年某一段长时间内的大气环流状况为环流异常。如1972年的主要环流特征，北半球有两个稳定而强大的长波槽脊存在，12—次年3月在欧洲上空和北太平洋上空为阻塞高压，大西洋西部和亚洲为低槽，5—9月，欧洲和北美西部为阻塞高压，北美东部和东亚为大槽。整个一年里，北大西洋、北太平洋、欧洲东部和东北部、亚洲西部大部分地区在强大的大范围阻塞高压控制之下，故对于北半球而言，1972年为环流异常年。
由于环流异常，就必然引起气压场、温度场、湿度场和其他气象要素值出现明显的偏差，从而导致降水和冷暖的异常，出现旱涝和持续严寒等气候异常情况。
世界气象组织在1972年度报告中指出：“1972年世界的天气是历史上最异常的年份之一。”这一年，1月，美国密执安州的功圣马利降雨、雪量达1351.3毫米，超过正常年份十倍以上；2月，强烈暴风雪袭击了伊朗南部，在阿尔达坎地区，许多村庄被埋在8米深的大雪之下；3—5月，美国中、北部和欧洲地中海沿岸各国先后遭到强大的风、雨、雪袭击，而在中东和近东地区几乎同时也发生了数次暴风雪并伴有强烈的低温、冻害；5—6月，印度酷热，最高气温超过50 ℃以上，香港发生了百年难遇的特大暴雨；7—8月，北冰洋上漂浮着一眼望不到头的大冰山，比常年同期多出四倍。苏联欧洲地区连续近两个月出现酷热少雨天气，引起泥炭地层自焚及森林着火，而西欧地区却连续低温，致使英国伦敦出现了1972年夏至日最高气温比1971年冬至日气温还低的特异现象；秋季，亚欧东部地区普遍低温，使初霜提早；冬季，西北欧的瑞典出现了两百年来少见的暖冬，苏联也出现了异常暖冬，莫斯科郊区的蘑菇竟能在冬季破土而出，列宁格勒下了百年未见的“冬季雷雨”，在崐西非、印度以及苏联欧洲地区，几乎出现了全年连续干旱的严重旱情。西非，人和牲畜的饮水都成了问题。
在我国，由于欧洲和亚洲西部阻塞形势持久稳定，冷暖空气在我国交绥机会少，以致我国北方和南方的部分地区汛期少雨，干旱严重。
由此可知，在环流异常的情况下，可能在某一地区发生干旱，而在另一地区发生洪涝，或者在某一地区发生奇热，而在另一地区发生异冷。
大气环流因子在气候形成中起着重要的作用。它不仅通过环流的纬向分布影响气候的纬度地带性，而且还通过热量和水分的输送，扩大海陆和地形等因子的影响范围，破坏气候的纬度地带性。当环流形势趋向于长期的平均状况时，气候也是正常的；当环流形势在个别年份或个别季节内出现异常时，就会直接影响该时期的天气和气候，使之出现异常。
备课资料
一、最基本的地理规律——地带性规律
太阳辐射不仅给地球表层输送来热量，而且引起了大气的环流运动，大气环流引起热量和水汽的输送，使得地球上不同地方得到不同的水汽，保持不同的气温，形成不同的气候。以太阳辐射为动力，气候过程、水文过程导致了地球上形成平行或近平行纬度的景观分异，这种现象就是纬度地带性。
仅考虑太阳辐射的地球纬度地带，它是地球上的基本地带。实际上由于气候过程的复杂性及地形的影响，纬度带是变形的，每个气候带也并不严格地限定在图中标定的范围内。例如，“亚热带”往往可向极地或赤道方向扩展几个纬度，并且“避开”高原地区。关于各带划分的标准，各国科学家常有差异。高纬度国家的学者，与我国学者相比，往往把亚热带、温带（中纬度带）的位置定得较北。尽管辐射决定了气候带沿纬度的基本分异，但是气候过程不仅取决于辐射，而且与地貌、水文的过程与分布有关，是地球表层各圈层相互作用的结果。在低纬和高纬地区纬度地带性较明显。高纬的冰原地带、泰加林地带和低纬的热带雨林地带、萨王纳地带都表现出大致沿纬线横跨大陆的特点。在中纬度，气候景观受海陆分布、地质地貌影响较大，地带不能横跨整个大陆，且与纬线相偏离，但纬度地带性仍然是基本特征，在纬度地带内形成地带段。在中纬度大陆东岸，植被景观地带段从南到北依次为亚热带雨林、阔叶林、针阔叶混交林；在大陆西岸依次为地中海常绿硬叶林、阔叶林、针阔叶混交林；在大陆内部则表现为以大陆干旱区为中心的马蹄形分布，由内向外为荒漠—半荒漠地带段、温带草原地带段和森林草原地带段。
由于人群圈是与地球表层其他圈层相互作用的，所以人类活动的分布特点也受到纬度地带性的调控。例如人口分布，以中纬度地区人口密度最大，因为这一地带不像热带那样疾病类型多，又较高纬度有更好的农业生产资源，最为适合生产力水平低下时期的人类生存和农业发展，从而形成人口分布的历史性局面。其他人文现象，也有纬度地带性的特点。世界农作系统的分布，我们可以发现它基本上受纬度地带性的调控。在人文因素共同作用下，农作物的分布不能不受到纬度地带性的调控。
地球的黄赤交角变化，或者全球气候系统的演化，可引起地带位置的变化。在第四纪时期，尽管全球的气候变化引起地带位置的变化，但纬度地带性仍然存在。在第四纪冰期，每次大陆冰盖扩张的范围控制在一定的纬度范围，植被景观带的变化也基本上沿经向迁移。远古地质时期的植被等记录，表现了明显的偏离现代纬度地带的特点。板块学说认为，这正是大陆漂移、板块运动的证据。
纬度地带性，也被称作水平地带性或地带性，最初由近代地理学奠基人德国人洪堡提出，1893年，俄国学者道库恰耶夫总结了俄国的土壤地带分异，最终完成了纬度地带性学说。同时，道库恰耶夫还发展了垂直地带性学说。所谓垂直地带性，描述的是山地或高原地区，随高度的增加，景观结构也发生地带性变化，并且在一定程度上重现纬度地带序列。在山体底部地下水位适中的平原地，一般出现相应的水平地带景观结构，称为它的基带。基带以上，随辐射平衡的变化和水分的分异，则出现类似于从低纬景观向高纬景观过渡的现象。
垂直地带性虽然与纬度地带性有一定的对应性，但二者有显著差异。首先，山地的温度梯度约为-0.6 ℃/100 m，这个值相当于纬度梯度的1000倍，因此每一地区的垂直地带性不可能有纬度地带性丰富。再者，每个山体或高原总是位于一定的纬度，所以它的基带不可能总是从纬度带的热带雨林景观开始。更为重要的是，由于山地的屏障作用，气流发生上升，在迎风坡的一定高度，降水达到最大；在背风坡与封闭盆地内，形成了干旱的环境，出现了不同于迎风坡的以干旱为特征的垂直地带分异。在有些山间盆地，由于逆温层的存在，可能出现带谱倒置的现象。事实上每一纬度地带、每一大的地貌类型区内，都有自己特定的垂直地带类型即带谱，其特点是有一定的带数和特定的变化序列。
除了纬度地带性和垂直地带性外，人们还发现从沿海向内陆，地理景观特征呈带状分布。例如，阔叶林带等地带性植被群落，仅发生于湿润的大陆东岸，而在大陆腹地出现草原和荒漠景观。在许多地方，尤其是中纬度地区，景观序列的更替表现出近于平行经线方向。这种现象称作经度地带性。经度地带性的起因在于大气环流对水汽输送的沿程分异。在迎风海岸，离海越远，气流中水汽愈少，降水愈少，气候趋于干旱；在背风海岸，呈现相反序列。总之，景观呈现随经度的序列变化。美洲大陆西岸自然植被类型的变化，它显示出经度地带性规律。值得一提的是，经度地带性很不规则，受大地地貌结构（地文省）的影响很大，例如我国东北—西南向的地貌台阶与我国气候类型区关系很大，成为我国半干旱—半湿润地区的分界地带，这种现象还带来了人文景观的分异，中国人口的重要分界线——胡焕庸线，基本上平行于地质地貌界线，这可解释为环境的极大差异，引起了该线两侧农业生产潜力的巨大差异，进而引起人口和民族生活方式的分异。经度地带性这种因海陆分布及大气环流原因引起的变异是普遍存在的，但也有并不平行于经度线的，因此有的学者主张称其为非地带性或干湿度地带性。为对称起见，称这种由于大气环流引起的、以水分分异为直接形式、并在世界上大多地区近平行于经线的分异为经度地带性。尽管它有时不是垂直经向的，如南亚季风引起的分异。
多数学者将非地带性用于专指经度地带规律以外的主要由大地地貌（地文省）引起的大尺度地域分异。大地貌结构作为下垫面引起大气环流的变形，产生了非地带性。这种地带性现象形态更为复杂化。一些学者认为，由于地貌结构引起的非地带性，可以解释为纬度地带性、经度地带性和高度地带性的复合物。青藏高原总体上看具有非地带性分异特点，然而它的年均温从南向北降低，年降水量从东南向西北递减，垂直方向依海拔变化，非地带性在三个方向上被分解（郑度，1979）。
地理现象的地带性规律是普遍存在的，其起因是地理过程，但地理过程的作用是复杂的和递阶的，太阳辐射的纬度分异和受地球表层各圈层相互作用形成的大气环流是地带性分异的首要因子。
值得注意的是，地带性规律是统计性规律。自然地理学约定平亢地上发育的土壤植被景观，可作为一个自然地带的标志性土壤植被景观。所谓平亢地是指那些地面高而平坦，排水良好，没有强烈侵蚀与强烈堆积，地下水距地表较深，不影响土壤发育，土壤颗粒粗细适中的地域。在平亢地上发育的土壤植被是“显域”的。在自然带中，由于地貌、岩性差异或地下水深等影响而造成的与平亢地不同的土壤植被，称为“隐域”景观，这样的地貌部位称隐域部位。有人进而提出地带性规律包括隐域性。可以认为，地域中与基本统计特征有明显偏离的景观为隐域景观。
二、地域分异性
作为地带性规律的发展，地域分异规律被认为是地理学中更基本的规律。由地带性现象可知，某个地区、全球或地球表层分异为带状序列。这就是一种地域分异现象。所谓地域，是地理学中的一个抽象概念，它把地球表层表达成二维空间，在这个空间上有各种地理过程发生并且可以定义一个景观结构。简单地讲地域分异律，它的意义是地域由于地理过程的作用，可以识别为具有不同景观结构和地理性质的单元或区域，这些单元之间既有一定的共性又可互相区别。
地域分异律在地理学中是普遍存在的。首先全球分异为大陆与海洋，大陆分异为各自然地带、自然亚地带、自然区等等。在一个局部环境或区域中，地域分异也是存在的，温带湖泊内部沿岸带存在地域（或空间）分异，其生物群落和沉积物特征与空间位置有特定的关系。在空间经济现象中，区位现象也是一种地域分异现象。在一个空间范围内，只有一个中心市场，空间产业形成环状的区位带。有的学者（如景贵和）认为，地域分异可分为四级规律：①全球性分异，如全球热量带；②大陆、大洋的分异，如大陆纬度自然带；③区域性分异，如干湿度分异和带段性、垂直带性；④地方性分异，主要是土地的分异。原则上我们可以把这种认识推广到全部地理现象。第一、二种分异，是全球尺度的分异，第三种是区域尺度的，第四种是局地尺度的。分异的地域在空间过渡关系上，或多或少地带有突变性。
土地是占有一定空间的地理景观，它的分异可以显示出地域分异的基本特点。首先，一定的土地具有一定的水文、地貌、土壤与生物群落及气候特征，所以土地在地理过程的驱动下分异为各种土地类型。早在战国时代，《管子·地员》就认识到地域分异的普遍性，将全国土地分为5类25型。基于地域分异，现代土地类型分类一般按植被、土壤、地貌特征将土地分为由低至高的三级：相（土地元素）、限区（土地单元）和地方（土地系统）。由此可见，地域的差异是递阶的，每一级的分异保持一定的地理过程一致性；不仅如此，地域分异不是无限制的，相是土地分异的最小单位，它具有一致的地貌、岩性、土质、植被丛。一个相中可能有几种植物，它们以随机的方式生长在一个土地环境中。继续划分相以下的土地类型是没有土地学意义的，因为它内部的差异不足以标志植物群丛或土质等方面在自然地理过程方面有什么稳定的差异。相的存在表明地域分异相对于特定的地理观察来说，是有最小极限的，如城市内部土地利用分异为中心商业区（CBD）、混合区、居住带；居住带又分异为不同阶层的亚区（Sector），亚区之间的人口迁移，具有人口社会学上的意义，但大量的经常发生的从一个居民楼到另一个居民楼的搬迁，不具有人口学的意义，虽然对搬迁者来说可能是十分重要的。我们一般地把地域分异的最小单位称作相。如在遥感观察下，一个像元就是相，它构成从遥感图像识别景观的基础。
地域分异的单元会形成有序的组合，这种组合构成了空间结构，也构成了空间结构的各种类型。环形地域结构称杜能型，它是杜能首先提出的。常见的另一种空间结构——克里斯特勒型，也称中心地结构。常见的土地类型空间结构。现代地理学和景观生态学将空间结构组成单元划分为葩嵌（Patch，也译作嵌块、镶嵌块等）、廓道（Corri-dor）和基底。葩嵌是空间结构中较小的均质单元，它对空间结构的性质有引导活化作用，如城市对区域空间结构的引导作用是空间结构中的“红花”。廓道是空间中的线性的或带状的部分，它具有通道作用或障碍作用，是空间中的“绿叶”，它与葩嵌共同构造了空间结构的格局。基底是连续的空间背景条件，是空间结构的“土壤”。对杜能型来说，中心市场是葩嵌，环形和扇形是廓道，余下的是基底。对于克里斯泰勒结构来说，中心是葩嵌，多边形是廓道，余下的是基底。在本章中我们会看到，忽视廓道的韦伯结构和更为特殊的廖什结构，必须指出的是，葩嵌、廓道和基底往往是相对而言的，不同的地物，在不同的观察下表现为不同的空间单元。在本章中我们会进一步理解这一问题。
尽管分异地域从统计的尺度看带有某种突变性，但细致地观察会发现，分异的地域之间存在着界限过渡现象。引用物理学观点，也可以叫作景观界限测不准。我们知道，生物生活有一定的耐性范围，当生境条件有变化时，生物仍然能生存。所以当我们以某几种植物或植物群丛作为地域标志时，就会发现由于耐性定律的作用，不同地域的标志植物生活于同一地域（带）中，观察者不能发现一条界限将两种地域依标志植物分开。如果我们严格地定义地域空间界限，我们就不能严格地定义标志植物群丛、水文、土壤等特征，地域界限也就测不准。类似的现象，也存在于人文地理现象中，城市与农村的界限，产业带界限测不准，产生了地域之间的过渡带，这种过渡带被称作“生态环境脆弱带”（ecotone）、“交错带”等等。本书称“缘带”。缘带的地理过程不稳定，如气候类型区的边缘带，因大气（圈）运动的波动，在气候类型区的交界地带，不同气候类型区的天气系统交替出现，从而出现景观现象不稳定，并且表现为多自然灾害区。如我国的淮河是一条气候界限，淮河流域成为灾害多发区与之不无关系。在城市与农村的交接部，形成的缘带称“城市边缘带”，这一带人口流动最为频繁，在西方形成特有的贫民区，出现许多社会问题。在我国，流动的农村人口一般也集聚于这一地带，带来许多特殊问题。关于缘带的研究，正在成为现代地理学的热点之一。
必须指出，地域界限测不准，决不意味着地理界线都是模糊的。如国境线、时区线等都是明确的。界线是一种人为的约定，我们可以严格地规定它，测量上的困难并不能制约理论的约定，一般地讲地理界线模糊是没有意义的。地域景观界限测不准，并且形成缘带，有其特定的含义。
三、垂直地带性的成因
垂直地带性的主要成因是高度差别。高度差别引起温度、日照、降水、气压等要素的差别。山体只要有500米左右高度，就会出现比较明显的垂直地带性现象。由于山地的阻隔和障碍，坡度和坡向对自然和经济有巨大影响。
大气压力与高度成反比。高度增加，空气膨胀，气体分子扩散，互相碰撞的机会减少，可感温度下降。上升的空气在绝热状况下，热能和物质没有损失，温度也要下降。这个过程是可逆的。
气温随高度上升而下降的速率称温度垂直递减率。平均每上升160米温度下降1 ℃。在水平状态下，南北相差1纬度，气温相差1 ℃。用距离尺度比较，垂直变化比水平变化快600倍。有些山区，如南美赤道附近的安第斯山，非洲乞力马扎罗山，在水平距离几十千米内，由于高度剧增，可以出现从热带到寒带的温度变化。“高处不胜寒”，讲的就是垂直地带性。
温度的日较差与高度成正比。海拔越高，日较差越大。在相等的高度下，山顶山脊温度日较差小，河谷盆地温度日较差大。高原上的河谷是日较差最大的地方。我国西藏定日站其温度日平均差可达18.3 ℃，居全国各气象台之首。
高原空气稀薄干燥，大气中尘埃少，阳光透射率强，太阳辐射量大。拉萨有日光城之称。成都纬度与拉萨相似，太阳辐射能不到拉萨的一半。
在正常情况下，降水量、湿度与高度成正比。如果海拔50米左右的平原地面温度20 ℃，露点12 ℃。空气上升到1330米时，气温降到露点，空气中的水蒸气饱和，出现云彩。在盛行风与山脉相遇时，空气上升，绝热冷却，降到露点以下，产生降水过程，称地形雨。黄山和庐山每升高100米，降水量分别增加41.3毫米与40.7毫米（张家诚、林之光，1985）。
问题研究如何看待我国西北地区城市引进欧洲冷季型草坪
从容说课
如何看待我国西北地区城市引进欧洲冷季型草坪。该问题研究是在学生了解了陆地环境的地域差异，懂得了环境中某一要素的改变会引起其他要素的改变后而进行的对实际问题的分析评价，目的是让学生树立因地制宜的基本地理观念。在教学这部分内容时，对于城市的学生可让他们课前观察、认识草坪在生活中的作用，让他们在课堂上讨论，阅读P104资料2并归纳总结，引导学生思考为什么我国西北地区引进欧洲冷季型草坪引发了一系列问题，关键要分析欧洲西部和我国西北地区的自然环境差异，让学生自己得出正确的结论，懂得各个地区要根据各自的自然环境特点和经济发展水平，确定适合的绿化方案，树立因地制宜的地理思想。
三维目标
知识与技能
1.使学生学会不同地区地理环境之间的差异比较。
2.环境中某一要素的变化对其他要素的影响。
3.学会用学过的地理环境的差异知识分析和评价实际问题。
4.培养学生因地制宜的基本地理观念。
过程与方法
1.通过学生自己的观察去认识草坪在市民生活中的作用。
2.从用水、资金、污染等几个方面分析冷季型草坪给我国西北地区城市带来的影响。
3.学生讨论、分析评价法。
情感、态度与价值观
1.树立事物是普遍联系的观点。
2.培养学生因地制宜的地理思想。
教学重点
1.西欧和我国西北地区地理环境的差异分析。
2.草坪对生态的作用和影响。
3.因地制宜思想的培养。
教学难点
因地制宜的地理思想。
课时安排
1课时
教学过程
1.让学生通过自己的观察去认识草坪在市民生活中的作用。
在一个充斥钢筋混凝土的城市中，几片绿色无疑带来了无限的生机；在黄沙漫天的日子里，几片绿色带来了希望。资料1中介绍的欧洲更是如此，阴雨过后的艳阳下，草坪是最为舒适的地方，它适合于各个年龄段的居民。
2.课前让学生搜集资料，了解草坪在改善城市生态环境中的作用。
展示学生搜集的资料，让学生展开讨论。
（总结）草坪能给人以清新、凉爽和愉悦的感受，为人们提供一个愉快、干净、安全的工作和生活环境。绿茵芳草能像吸尘器一样净化空气、过滤灰尘，减少了尘埃也就减少了空气中的细菌含量。
草坪还是二氧化碳的最好消耗者。生长良好的草坪，每平方米1小时可吸收二氧化碳1.5克，每人每小时呼出的二氧化碳约为38克，所以如有25平方米的草坪，就可以把一个人呼出的二氧化碳全部吸收。由此可见，城市中的草坪对净化空气有何等重要的作用，这也是人们站立于大草坪上感到空气特别新鲜的原因。
草坪还能减弱噪声，一块20米宽的草坪，能减弱噪声2分贝左右。杭州植物园中一块面积为250平方米的草坪，经测定，与同面积的石板路面相比较，其音量降低了10分贝。草坪又能调节温度和湿度。在南京市的夏天，有时没有长草的土壤表面温度为40 ℃，沥青路面温度为55 ℃，而草坪地表温度仅为32 ℃。多铺设草坪可减少地表放热，降低城市气温。据测定，夏季的草坪能降低气温3—3.5 ℃，冬季的草坪却能增高气温6—6.5 ℃。同时，草坪还能增加空气湿度，它能把从土壤中吸收来的水分变为水蒸气蒸发到大气中。
3.查询资料，对比欧洲西部和中国西北地区的气候差异。了解西北地区城市大量引进欧洲冷季型草坪可能带来的问题。
在欧洲景观及旅游景点的绿化中草坪较多，秋冬季节仍然郁郁葱葱。对此，我国对大草坪绿化的仿效也很盛行，但实际的生态效益和绿化效果相去甚远。通过考察、分析，其原因是欧洲草坪与畜牧业关系密切，因此从文化生态、公众景观偏好乃至气候条件等方面具有实际的基础。而中国不同，气候季节性明显，冬季寒冷干燥，所种草坪冬季越冬均出现枯萎。因此，目前国内学西方大规模种植草坪的绿化方式，从生态、经济等多个方面均需要重新考虑和调整。
欧洲西部是温带海洋性气候，气温年较差较小，降水丰沛，在当地生长的冷季型草坪不仅需水量大，而且四季常绿。可是，如果违背植被地带性规律，将这种草坪引进到我国西北半干旱地区，则需要人工浇灌维持生长。这样，不仅容易加剧当地的用水危机，而且还会增加市政管理费用。因此，这是一件既不科学也不合理的事情。广场草坪在欧洲有着非常好的生态作用，但到了我国的西北地区就成了生态环境的破坏者，这是一个因地制宜的问题。
4.西北地区的城市绿化问题。
引导学生用因地制宜的地理观念去分析。西北各个地区也因地理位置不同而产生不同的自然环境特点，各地区经济发展水平也不尽一致，因此应根据各地的实际情况确定不同的绿化方案。适宜种草则种草，适宜种树则种树，适宜种本地品种就无需引进。只有这样，才是真正符合因地制宜的原理，才能使自然生态保持和谐，物竞天择，是自然界本来的规律。
备课资料
一、绿地对城市空气的净化
城市是人类对自然环境干预最强烈的地方，同时，由于城市工业、人口集中，车辆密集，又是大气污染最严重的地方。城市空气污染直接影响着人们的身体健康，甚至在一定程度上还威胁着人们的生命。基于此种原因，人类在不断探索和寻求解决的办法。其中最可行的办法之一，就是在建筑区周围增加绿地面积。
城市绿地和建筑区有着不同的热力状况。建筑区对太阳辐射能吸收能力差，反射作用强，更重要的是工厂、家庭、车辆排放余热多，使区域内气温明显高于周围地区，气流上升，形成相对的低气压。绿地本身湿度较大，热容量也较大，增温慢，同时植物叶面通过蒸腾作用也要消耗一部分热量，再加上植物光合作用还能转化一部分太阳能，所以气温较低，空气下沉，形成相对的高气压。这样，绿地高气压湿润、低温，新鲜的空气就流向建筑区低气压，并使建筑区的空气得到净化，改善了局部的小气候。
二、天涯何必尽“洋草”
有个话题近年来人们议论较多：为什么国外城市中的草坪可以让人进去又踩、又坐、又躺，而我们国家许多城市里铺的草坪却不让人进入，不是用栏杆围起来，就是插上牌子“小草有灵请勿踩踏”。北京地球纵观教育研究中心负责人李皓博士说：这是个误区。在城市里铺草坪是西方人发明的，目的就是为了给人们提供一个能够在草地上活动的场所，而不是为了观赏。对草坪进行修剪，也是为了方便人们的休闲活动。只有那些完全不修剪、任草长得半人高以供鸟儿和其他小动物栖息的草地才用围栏围住不让人们进入。而我们国家的一些城市铺草坪目的并不是为了满足城市人进入草坪、接近自然的愿望，也不是为了鸟兽的栖息，而是为了“绿化”。绿化公司在选择草种时，是把绿期长作为第一标准的，于是就大量从国外引进。这些草原本生长在海洋性气候的国家，那里气候潮湿，四季温差不很大，而且土质细密，适合于它们的生长，所以不管你怎么踩、怎么坐、怎么躺都不要紧。反倒是不踩、不坐、不躺草就会长得太高，反倒荒芜了。而我们国家的城市大都属大陆性气候，空气比较干燥，四季温差大，土层含沙量高比较疏松。那些洋草移植过来后，因无法适应这里的气候和土壤的条件，不但生长受到影响，而且发病率很高，达到30%—60%。稍微照顾不周都会死掉，更不能让人上去踩了！
其实草坪能踩不能踩算不上什么大问题。花了大价钱从国外引进的这些洋草，到底能为我们的城市环境带来些什么？这才是值得关注的。引种“洋草皮”的目的是为了“绿化”。那什么是“绿化”？“绿化”的目的又是什么？其实许多人，包括记者，甚至还包括一些搞“绿化”的人在内并不明白。
我们往往认为，只要城市中绿色的植被多就是绿化搞得好，其实不然。李皓博士说：国际上“绿化”的概念是针对西方“工业化”过程中出现的生态环境问题而形成的，意思是要把工业化发展过程中破坏了的生态环境重新恢复过来。所以科学的“绿化”标准是指本地植被的恢复，就是让那些本来就长在这里的植物在光秃了的土地上重新生长起来，并且能植根于土壤，继续自我生长。现在广泛流行于城市用草皮来绿化的方法，其实是背离了这一基本的生物学原则，走进了误区。带来的正效应不明显，而负效应却不少。草坪占用了大面积的土地，而减少了人们的活动空间；人们因接触不到草地而对草坪没有亲切感；草坪上单一的草种和生物多样性的缺乏使草坪缺乏美感并无生态效应。这样的草坪将不可避免地面临今后重建生态型草坪的问题。所以说，铺草皮是一种假绿化，就如人戴假发一样。
从近年大量出现的事实证明，大面积引植外来草种不但不能改善生态环境，反而会对生态环境造成破坏。本地的草种天生具有适应这里气候和土质的条件，它们的根长得又粗又长。雨季时雨水可以顺着草根的缝隙渗到较深的土层中储存起来，涵养了地下的水源；天旱时长长的草根又能从土层较深处吸到水，照样欣欣向荣。它们自生自长，基本上不需要人来护理。而引进的洋草却不行，它们的根又短又细。在原产地生存没有任何问题，但移栽到我们这里就水土不服了：发病率很高，达到30%—60%，不得不经常喷施农药，势必给周围环境造成污染。根子细，在沙质土上站不稳，栽种时必须把土筛细，根子短不钻土吸不到土层较深处的水，就得靠人工大量浇水来养护，耗费了大量宝贵的水资源，对一些缺水的城市更是得不偿失。更严重的是细土层上浇了水，晒干后就会在草皮下形成板结层，致使雨水下渗受阻，白白地从地面流走，久而久之将造成城市地下水位的下降，导致整个城市生态环境的恶化。这样的教训曾在一些国家出现过，如今他们正在积极地设法扭转。上个世纪90年代，美国的一些城市已经开始组织拔掉过去人工栽种的外来草种，恢复本地野草。而我们国家到现在洋草坪风仍方兴未艾，从东北到海南，许多城市都是把大面积栽植的洋草来当作“绿化”指标提高，甚至一些古典园林里也砍了旧植被，种上了洋草坪。
从生态学的角度讲，引进外来物种是有危险的，有的是不容易成活，而另一些则会因无法控制而造成生态危机。上个世纪六七十年代，我国就从国外引进过“水葫芦”和“大米草”，结果四处泛滥，大面积地侵占水体和良田，带来严重的生态灾难，直到现在仍没有找到控制的办法。可是近日又听说一些地方为了让人能到草坪上去活动，正从国外引进一些比原来的草种再生能力大大加强的品种。又是引进，有这个必要吗？本地土生土长的草种既经济，生命力又顽强，怎么就这么不招人待见？据一位曾到美国考察的中国学者说，华盛顿白宫前的南草坪可谓世界知名，但整个华盛顿仅此一处，其他地方都是天然生长的极普通的野草。“洋人”都舍不得大量栽种那些既昂贵又难伺候的“洋草”，而我们却还在大量引进，何必呢！（赵璋）
三、二氧化碳的最好消耗者——草坪
世界上许多国家为了绿化城市，改善生态环境，提供自然美的享受和蓬勃的生活气息，都特别重视草坪的建设。在欧洲，有不少城市的公园都以草坪唱主角，形成“草原牧歌”式的独特风格。
近年来，我国城市草坪建设也日益受到人们的重视。北京、沈阳、天津等北方城市，为改善黄土弥漫的环境，开展了大规模的群众性种草活动。如大连市街心广场，炸毁了原有的水泥地坪，种上了大面积草坪，决心之大，令人感动。南京市的鼓楼广场，原来广告牌林立，四周被高楼大厦包围。为了给广大市民营造一个美的生活空间，市政府拆去部分建筑，搬走广告牌，取而代之的是大面积草坪，南京又多了个景点，人们又多了个休息、游玩的地方。草坪成了人们生活中不可缺少的组成部分。
草坪能给人以清新、凉爽和愉悦的感受，为人们提供一个愉快、干净、安全的工作和生活环境。绿茵芳草能像吸尘器一样净化空气、过滤灰尘，减少了尘埃也就减少了空气中的细菌含量。据测定，南京火车站灰尘数量大，每立方米空气中含细菌达49100个，而南京中山植物园大草坪上空仅为688个。
草坪还是二氧化碳的最好消耗者。生长良好的草坪，每平方米1小时可吸收二氧化碳1.5克，每人每小时呼出的二氧化碳约为38克，所以如有25平方米的草坪，就可以把一个人呼出的二氧化碳全部吸收。由此可见，城市中的草坪对净化空气有何等重要的作用，这也是人们站立于大草坪上感到空气特别新鲜的原因。
草坪还能减弱噪声，一块20米宽的草坪，能减弱噪声2分贝左右。杭州植物园中一块面积为250平方米的草坪，经测定，与同面积的石板路面相比较，其音量降低了10分贝。草坪又能调节温度和湿度。在南京市的夏天，有时没有长草的土壤表面温度为40 ℃，沥青路面温度为55 ℃，而草坪地表温度仅为32 ℃。多铺设草坪可减少地表放热，降低城市气温。据测定，夏季的草坪能降低气温3—3.5 ℃，冬季的草坪却能增高气温6—6.5 ℃。同时，草坪还能增加空气湿度，它能把从土壤中吸收来的水分变为水蒸气蒸发到大气中。
草坪所用草种，根据对环境的适应情况可分为冷地型草和暖地型草两大类。冷地型草有匍匐剪股颖、紫羊茅、草地早熟禾、多年生黑麦草等，它们能忍受寒冷，适合于我国北方栽植。暖地型草有结缕草、假俭草、绊根草、地毯草等，适合夏季高温的地区，常用于我国南方地区。因地制宜地选择草种是草坪铺设成败的关键。
翠绿的草坪给人们带来舒适宁静的绿色空间，给城市带来了文明和优美的环境。城市要保护高质量的草坪，不是人们所想象的那样简便和轻巧。可以说从整地、土壤改良、播种，到剪草、喷水、施肥、病虫害防治等等，每一个环节都十分重要，而且费用相当大。据说美国每年用于维护草坪的费用高达40亿美元。
种草容易养草难。要保护好草坪，需要每个人的爱心，属于草坪的东西请勿带走，不属于草坪的东西也请勿留下，这是每个公民应具备的环境意识。
附录：中学地理常用网站
地学科普网www.bigm.com.cn
国家测绘局www.sbsm.gov.cn
国家地震局防震减灾中心www.srit-group.com.cn
国家海洋局www.soa.gov.cn
国家海洋局—第二海洋研究所www.sio.org.cn
国家气象局www.jinkuncheng.com
淮河水利委员会www.hrc.gov.cn
芒果网易旅游http://travel.163.com
南方网http://www.southen.com
南京大学http://www.nju.edu.cn
气候变化对人类健康的间接影响http://www.jsblzx.net
全球气候变暖与生物多样性、解焱http://www.chinabiodiversity.com
人民教育出版社课程教材研究所http://www.pep.com.cn
深圳顺达科技http://www.ansund.com
世纪前线http://ctrip.avl.com.cn
世界地理http://www.dili8.com
水电知识网www.waterpub.com.cn
水信息网http://www.hwce.com.cn
四川旅游信息港http://www.sichuanok.com
新疆丝路http://www.xj-tours.com
中国测绘标准网主页www.csms.org.cn
中国测绘科学研究院www.casm.ac.cn
中国测绘网www.cehui.net.cn
中国测绘网 中国测绘网论坛www.cnmaping.com
中国测绘网www.cnmapping.com
中国测绘学会210.72.10.8/webpage/zhgchxh
中国地图网http://www.chinamap.com/baike
中国地震局地震预测研究所www.seis.ac.cn
中国地震信息网www.csi.ac.cn
中国房产测绘网www.fcch.com.cn
中国国家地理www.cng.com.cn
中国海洋信息网www.coj.gov.cn
中国科普博览网http://chinat.51.net
中国气象局中央气象台http://www.nmc.gov.cn
中国水利http://chinawater.com.cn
中华万游网http:/www.travel10k.com
备课资料
一、气候变化对人类的影响
人类影响气候，气候也影响人类。短时间的气候变化，特别是极端的异常气候现象，如干旱、洪涝、冻害、冰雹、沙暴等，往往会造成严重的自然灾害，足以给人类社会带来毁灭性的打击。比如，1943—1954年孟加拉地区的暴雨灾害，引起了20世纪最大的饥荒，饿死人口达300万—400万；1968—1973年非洲干旱是非洲人民的一次大灾难，使得乍得、尼日尔、埃塞俄比亚的牲口损失70%—90%，仅在埃塞俄比亚的沃洛省就饿死20万人。当然，这种打击往往是短暂的、局部的，虽然不至于影响生态系统，但是对人类造成的灾害却十分大。
长期的气候变化，即使变化比较缓慢，也会使生态系统发生本质性的改变，使生产布局和生产方式完全改观，从而影响人类社会的经济生活。
例如，在公元前3000—1000年的温暖时期，竹类在黄河流域直到东部沿海都有广泛分布；安阳殷墟发现有水牛和野猪等热带亚热带动物；甲骨文记载打猎时获得一象，表明殷墟的化石象是土产的，河南原称豫州就是一个人牵着大象的标志。商周时代，梅子是北方人民重要的日常食品。《诗经》说：“若作和羹，尔唯盐梅”，可见当时梅子是和盐一样重要的食品，是做菜不可缺少的佐料。《诗经》说：“终南何月，有条有梅。”终南山在西安之南，宋代以来就无梅了。陕西、山西等地人民只好用醋代替梅。
秦汉时期气候也比较温暖，《史记》记载当时经济作物的地理分布是“桔之在江陵，桑之在齐鲁，竹之在渭川，漆之在陈夏”。可知当时亚热带植物的地界比现在更加偏北。
由于气候变化直接影响农作物的地理分布，必然会影响以农产品为原料的工业布局。例如，在先秦到西汉以前，我国丝织业布局是北丝南麻，丝织业绝大部分在黄河中下游和冀中平原，当时最大的丝纺业中心在河北定县，其他较小的中心也都在河北、河南和山东一带，长江流域及南方各地则主要生产麻织物；西汉时期，蜀中仅以产麻布著名。虽然在东汉到魏晋以后，中原地区战乱频繁，经济下降剧烈，南方各地社会生活则相对安定，丝织业有所发展，可是北丝南麻的布局一直维持到隋唐时代。从气候变迁情况看，至隋唐时代，虽然气候也有变化，但是平均气温仍暖于现代，可见丝绸之路出现在北方是有原因的。
北丝南麻布局的改变发生在宋代。由于气候变冷，气温已低于现代，北方不利于桑蚕生产生殖，再加上唐末五代时北方战乱，南方经济上升，丝织业规模逐渐超过北方。北宋时镇江、三台已形成为全国丝织业中心。南宋时，南京、常州、镇江、苏州都拥有巨大的丝织业生产能力。丝织业重心南移，正好相当于我国气候由温暖到寒冷的时期，这个历史经验是值得我们研究的。
气候变迁对农业耕作也有影响，孟子（公元前372—前289年）和荀子（公元前313—前238年）都说，他们那个时候，齐、鲁（河北、山东一带）农业种植可以一年两熟。在这些地方直到解放初期，还只习惯于两年三熟。唐朝的生长季也比现在长，《蛮书》（约成书于862年）说，曲靖以南，滇池以西，一年收获两季作物，9月收稻，4月小麦或大麦。而现代由于生长季缩短，不得不种豌豆和蚕豆，以代替小麦和大麦。这种历史经验仍有现实意义。例如，如果气候变暖，就可以考虑双季稻向高纬度、向高海拔扩展；若气候变冷，就得采取措施，缩短水稻的生长时间。
二、全球正在一天天变冷
1981年8月21日，科学家们首次就全球变暖对地球所构成的威胁进行了讨论。但是，根据另一种说法，地球不是在变暖，而是另一个新的冰期即将到来。仅在俄罗斯，就地球是变冷还是变暖，便存在两种完全不同的意见。
联合国政府间研究气候变化的专家小组的结论也是：20世纪地球上的温度平均提高了1 ℃，到21世纪末还会变得更热，起码会提高2.5 ℃，弄得不好还会提高10 ℃左右。飓风、台风、陆龙卷和风暴将会袭击过去从未光顾过的城市。
但另有一些科学家对此不敢苟同，这一派的代表人物是俄罗斯科学院地理研究所所长弗拉基米尔·科特里亚科夫院士。他去年和同事们对南极地带的冰层进行过钻探，钻到了几十万年前形成的冰层，对10万年来的最近4个气候周期进行了研究，发现每个周期都始于短暂的温暖期，而后是漫长的“严冬”。他们认为现在就正处在温暖期，只是不知为什么这段时间特别长，已达1.1万年，而过去都不超过9000年。不过，1000年以后，最多2000年，冰川时代就会到来，芝加哥、巴黎、基辅、莫斯科将到处是一片冰川和冻土带。
持这一观点的人还认为，全球变冷的最初征兆应该是海里的冰会变得更多。比如说，以后船只将很难靠近阿尔汉格尔斯克。冰川将从山上移到山谷，使中亚和其他干旱地区不再缺水。
三、什么是冰期与间冰期
冰期是地质历史上出现大规模冰川的时期；间冰期是两次冰期之间气候变暖的时期。冰期时，冰川大规模扩张或前进；间冰期时，冰川消融后退。一个冰期与相邻的问冰期两个对立而又互相转化的气候期，组合一个冰川周期。
一个地区的冰期与间冰期是在地质遗迹的鉴别的基础上，通过对比来确定的。为便于研究对比。科学家用地名命名冰期与间冰期，最先命名的就成为后来对比的依据。例如在研究第四纪大冰期时，欧洲阿尔卑斯地区的群智冰期、民德冰期、里斯冰期、武木冰期和群智—民德间冰期、民德—里斯间冰期、里斯—武木间冰期。我国东部地区的邢阳冰期、大姑冰期、庐山冰期、大理冰期和翻阳—大姑间冰期、大姑—庐山间冰期、庐山—大理间冰期。这些名词以及把武木期和大理期称为末次冰期、末次冰朔后的时期称为冰后期，已在地学上广泛使用。
一般认为，冰期的气候要比现在低3—7 ℃，降水量也比现在大。在地球史上的最后一个大冰期的第四纪冰期中，冰川最强盛时，全球32%的陆地面积为冰川覆盖，大量水分以固态停滞于大陆，海平面要比现在低130米。
四、气侯形成因子
气候是某一地区在多年内的大气平均状况或统计状态。平均状态是用气温、降水等气候要素的平均值或统计量来表现的。不同的地区，气温、降水的状况不同，气候的特点也就不同，而对此起决定作用的是太阳辐射、地面状况、大气环流和人类活动等。
太阳辐射是大气运动最根本的能源。不同地区的气候差异及各地气候季节交替，主要是由于太阳辐射在地球表面分布不均及其随时间变化的结果。
下垫面是大气的直接热源和水源。地面状况不同，如海洋和陆地、平原和山地、裸地和植被覆盖地，直接影响到大气中的水热状况。
大气环流具有双重性质，一方面它促进高低纬度之间、海陆之间发生热量交换和水分交换，调整全球热量和水汽的分布，显著地影响各地气候；另一方面它本身也是一种气候现象。
人类在生产和生活过程中有意识或无意识地对气候产生影响，包括改变大气成分和水汽含量，向大气释放热量；改变地表的物理特性和生物学特性等。在现代社会中，人类活动对气候的影响越来越大。
五、影响气候和环境的几种人类活动因素
造成全球性气候和环境变化的人类活动主要有以下几种：
1.工农业生产排入大气的一些污染气体。这些气体主要有二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）、一氧化二氮（N2O）、臭氧（O3）、氟氯烃化合物（CFCn，主要为氟利昂11和氟利昂12，即CFC11和CFC12）、四氯化碳（CCl4）以及一氧化碳（CO）等。后两种在大气中生命期短，但对环境污染有重大影响。温室气体之间可以相互影响，例如，自20世纪70年代末期以来，人们发现大气中O3量逐年下降。研究结果表明，这主要是由于氟氯烃类化合物、一氧化二氮和沼气排入大气造成的。根据粗略估计，这些温室气体对全球增暖所起的作用，CO2占50%，其他温室气体占50%。
此外，还有一些污染气体，严重污染环境，但对气温变化影响不大，这主要是硫化物造成酸雨，沉降后使土地酸化，破坏生态。
2.热带森林和温带植被的破坏。这是人类活动影响气候变化的第二个重要原因，它和温室气体作用是相互影响的。
3.大型水体的人为改变。例如，大型水库的建设、南水北调和河道改道工程，以及人为填湖造陆和干旱地区人造绿洲等工程，都能引起大范围或局地气候的变化。
六、周期性的气候变迁
据资料考证，在距今约3000多年前，我国中原地区的气候比现在暖和得多。那里生存着许多热带和亚热带的动植物，热带标准动物——大象几乎随处可见。因此，当时的河南省称豫州，“豫”字形象地比喻为一个人牵了一头大象。直到现在，河南省仍简称“豫”。
气候变迁的原因十分复杂，特别是极长期中的气候变迁原因，目前尚未获得一致公认的准确结论。近几年来，许多地理学家发现：人类活动对气候变化有很大的影响。如大面积的毁林开荒，改变了地面的反射率，减少了水汽蒸发，造成局部地区干旱。而煤、石油、天然气等化石燃料的大量燃烧，造成空气中CO2含量增加，引起气温升高。这些影响到气候变迁。
七、地方性的“小气候”
“人间四月芳菲尽，山寺桃花始盛开。”这是白居易游庐山看到的情景。这种同一大范围内的不同气候状况，平原和山区的显著差异，就是地方性气候，也叫“小气候”。
形成小气候的原因，有地表性质不同造成的，也有人类、生物活动的因素。谚语“一山有四季”，说明小气候在山区表现特别明显。有人曾在6月份从四川北部阿坝出发下山，当他经过海拔3600米的地方时，那里山沟里还有冰雪；再下山走到海拔2700米的米亚诺地方，那里小麦已经返青；再往下到海拔1500米处时，地里的小麦将近黄熟了；而在海拔1360米的茂汶县，小麦已开镰收割；当晚间到达海拔780米的川西平面上的灌县时，小麦已收割完毕了。这个人在一天之中，竟经过了从播种到收割的四季。
地方性气候虽然主要由局部自然条件或人为条件所决定，但也受大范围天气和气候条件的影响。掌握小气候的特点，改善小气候环境，做到因地制宜，这对工农业生产和人民生活都有十分重要的意义。
八、气候异常对人类的影响
气候带移动 全球气候变暖，对人类生存环境有利有弊。由于全球气候变暖，气候带将北移，这在远离赤道的地方变化最显著。据推算，年平均气温每升高1 ℃，农业气候带将北移100千米。温度带移动会使大气运动发生相应变化，全球降水也将改变。一般来说，低纬度地区现有雨带的降水量会增加，有可能对我国和夏季风边缘的许多发展中国家带来雨水增加，有利于农业生产，但有的地区将面临洪涝威胁；高纬度地区冬季雪量也会增加，而中纬度地区夏季降水将减少，使部分地区干旱加剧。
海平面上升 随着温室效应增强，气温升高，海水温度也随之升高，海水膨胀，促进海水平面升高；另一方面气温升高使南北极和高山冰雪融化，也会导致海平面上升。当全球增暖1.5—3.5 ℃时，海平面可能上升30—90厘米。海平面上升主要使沿海地区受到威胁，另外还会引起海水倒灌、洪水排泄不畅、土地盐渍化等后果。
人类健康将受到严重影响 首先，由于异常高温，死亡率将显著上升，尤其是老人和婴幼儿特别难以适应高温。其次，危害人体健康的各种疾病，在变暖后的快速传播机制大大增强，许多热带流行瘟疫将北上。
臭氧层减少的影响 由于臭氧层的破坏，世界上皮肤癌和白内障患者的数量将剧增，水稻、小麦、棉花、大豆等重要粮食作物产量将大幅下降，海洋表面浮游生物将被紫外线杀死，进而破坏整个海洋食物链。
其他影响 随着温度变化，动植物对气候变化的典型反映，需要有逐渐适应的时间，加上森林减少，动植物生存受到威胁。气候增暖将使森林所占土地面积减少，森林火灾频繁、严重，排放更多的二氧化碳，使全球进一步变暖，随着气温的升高，更长的炎热时间使人们用水量增加，全球缺水、荒漠化进一步发展。气候变暖，人们会更长时间地使用空调、电扇、冰箱等电器设备，因而电能消耗量增加，不但排放更多的废热，还需增加发电量，多烧燃料，进而使二氧化碳排放又增加，温室效应加剧。气候变暖还往往伴随着水灾、飓风等自然灾害。
九、历史时代的气候变化
从第四纪更新世晚期，距今约1.1万年前后开始，地球从第四纪冰期中的最近一次亚冰期，进入到现代的亚间冰期，人们也称之为冰后期。这一段时间大体上相当于人类进入到有文字记载的历史时代。关于这时期的气候，挪威的冰川学家曾做出近1万年来的雪线升降图，说明雪线升降幅度并不小，表明冰后期以来，气候有明显的变化。我国有悠久的历史记载，竺可桢将这些记载加以整理分析，发现我国5000多年来的气候有4次温暖期和4次寒冷期交替出现。
在公元前3000—公元前1000年，即从仰韶文化时代到安阳殷墟时代，是第一个温暖期，这个时期大部分时间的年平均温度比现在高2 ℃左右，最冷月温度约比现在高3—5 ℃。
从公元前1000年左右到公元前850年（周代初期），有一个短暂的寒冷期，年平均气温在0 ℃以下。
从公元前770年到公元初年，即秦汉时代，又进入到一个新的温暖时期。
从公元初年到公元600年，即东汉、三国到六朝时代，进入第二个寒冷时期。
从公元600年到1000年，即隋唐时代，是第三个温暖期。
从公元1000到1200年，即南宋时代，是第三个寒冷期，温度比现代要低1 ℃左右。
从公元1200到1300年，即宋末元初，是第四个温暖期，但是这次不如隋唐时那样温暖，表现在大象生存的北限，逐渐由淮河流域移到长江流域以南，如浙江、广东、云南等地。
在公元1300年以后，即明清时代以来，是第四个寒冷期，温度比现代要低1—2 ℃。
近5000年来，虽然是寒冷期与温暖期交替出现，但是总的趋势是由温暖向寒冷变化，寒冷期一次比一次长，一次比一次冷。在第二个寒期，只有淮河在公元225年有封冻。而在第四个寒冷期的1670年，长江几乎都封冻了。
有趣的事情是：挪威冰川学家用雪线高度表示气温升降，竺可桢用的是历史文献记载资料，结果却十分一致，说明冰后期以来的气候变化具有全球的普遍性，绝对不是一种巧合。
问题研究 为什么市区气温比郊区高
三维目标
知识与技能
1.认识什么是热岛效应，培养探究能力。
2.引导学生将热力环流原理应用到城市热岛环流的分析之中，理论联系实际，巩固所学知识。
3.培养学生的资料分析能力，分析城市热岛效应发生的原因，并能提出减弱城市热岛效应及其影响的建议。
过程与方法
1.在所学热力环流原理的基础上，分析城市热岛效应发生的原因。
2.以探究学习方式进行问题研究。从等温线分布图中发现问题，从景观图片中分析产生问题的原因，讨论问题会带来的影响。
情感、态度与价值观
1.培养学生科学研究的素养和态度。
2.培养学生的合作和团队精神。
教学重点
1.培养学生提取、分析地理信息的能力和表达能力。
2.引导提出减弱城市热岛效应及其影响的建议。
教学难点
1.学生资料分析能力的培养。
2.理论联系实际能力的培养。
课时安排
1课时
教学过程
导入新课
师2005年2月19日，成都迎来了9年一遇的降雪。雪花飞舞、愉悦人心的时候，市民也发现，在离市中心不到20千米的三圣乡，雪花飘落在绿色的树叶和盛开的花瓣上，白茫茫的银装顿时让色彩斑斓的地方变成了北国风光。遗憾油然而生，成都城区虽然飘落着同样的雪花，但城市像一个“火炉”，雪不着地就没影了。为什么雪花不给城里人玩耍的机会呢？
生是城市热岛效应的影响。
师正确。四川省专业气象台预报员吴德仁说，降雪当天，郊区最低气温降到了0 ℃，但城区温度却保持在2 ℃左右。所以，市民在城外可以欣赏到银装素裹的动人雪景，而雪花飘落到城区时，城里2 ℃的温度使雪花瞬间化成了水。
我们今天要研究的课题就是：为什么城市气温比郊区高？
（板书）问题研究 为什么城市气温比郊区高？
推进新课
（投影）课题研究思路：
师请大家按照投影上的课题研究思路来展开研究。
（投影——资料1）图2.29“城市热岛效应示意”，资料分析：
1.描述图中气温曲线的特点。
2.总结什么是城市热岛效应。
师上个星期日我们请家住市中心的几个同学和家住郊区的几个同学分别在早上8：00、下午14：00、晚上20：00同时测量居住地附近的气温。请大家上台展示。
生（分别上台展示测量结果）
（投影表格）教师同时录入学生测得的气温数据并演示出来。

师（按市中心到远郊的顺序及时间的顺序，把学生测得的气温数据列表比较）请大家看投影图示，读图分析。同时，再对照我们同学测得的不同地点不同时刻的气温数据，看看你能得出什么结论。
生（分组合作讨论）1.图中气温曲线的特点是：城市中心的气温高于郊区，城郊居民区的气温高于农田。
生（分组合作讨论）2.城市热岛效应：就是一种城市气温比郊区高的现象。
（过渡）
师大家分析得很准确。每当炎炎烈日之下，我们忍受着城市里的高温酷暑，切身的体会使我们不由得要问：是什么因素导致了城市的热岛效应？请看投影，分析资料。
（投影——资料2）图2.30、图2.31，资料分析：
1.对比以上两幅图片，讨论城市热岛效应产生的原因。
2.除了照片上提示的原因外，想一想还有哪些因素可能导致城市热岛效应。
生（合作讨论）1.地表覆被的不同是城市热岛产生的一个原因。
生（合作讨论，参考课前收集资料）2.盛夏季节，城市里热浪滚滚，到了郊区，人们明显感到凉爽了许多。在城市里，人们大量地燃烧石油、煤气、煤炭等燃料，燃料中的化学能大部分转换成机械能、电能，其余的则转化为热能，直接释放到空气中。大城市有几十万辆汽车，每天要排放大量尾气，这些汽车尾气的温度都在100 ℃以上，这就大大影响了城市的气温。
城市中的建筑物鳞次栉比，水泥或柏油地面的街道纵横交错，因而造成城市下垫面的性质与郊区不同。城市的建筑物和深色路面，在白天会大量吸收太阳辐射热，并且很快地升温。因此城市成了一个巨大的“热岛”。
此外，由于空气中存在着大量烟尘和各种气体污染物，因而在城市上空形成了云和雾。这些云雾在夜间减少地面的有效辐射，使得地面降温减缓。这些特殊的条件使城市具有“热岛效应”，即城市比郊区、田野气温高。
城市有许多高楼大厦。重重叠叠的高楼大厦组成了庞大的人造屏障，当较冷的空气从郊区流向城市里，这些人造屏障就会阻挡空气的流动，这样大部分冷空气就被阻挡在城市外面。这也是造成城市比郊区气温高的原因。
“热岛”的强度通常和城市大小有关。几万到十几万人口的小城市市区和郊区气温相差2—3 ℃；数十万人口的中等城市，市区和郊区相差3—5 ℃；而数百万人口的大城市，市区和郊区气温可相差5 ℃以上。
“热岛效应”反过来又使城市耗电及用水量大增，夏天要想降低1 ℃比冬天升高1 ℃用电量要大得多。这样，又要耗掉大量能源，造成更多废热，进一步加强“热岛效应”及其他气候效应。
师据估算，城市白天吸收储存的太阳能比乡村多80%。到了晚上，城市降温缓慢，因此夏季前半夜便仍感闷热。还有，晴天的夜间城市上空常有逆温层存在，它阻碍了热量向高空扩散。
（投影——资料3）图2.32，资料分析：
1.热岛环流产生的原因是什么？
2.这种环流会对市区大气污染物的扩散产生哪些影响？
3.还会产生哪些影响？
4.我们应该如何避免这种影响？
生（分组合作讨论）1.市区的气温高于郊区的气温，冷热不均造成市区的大气受热膨胀上升，到一定高度向郊区扩散，近地面形成较低气压；郊区气温较低的大气收缩下沉，近地面形成较高气压，大气向气压较低的市中心扩散。这样就在市中心和郊区之间形成了大气的热力环流。
师请大家根据热力环流原理绘制出城市和近郊大气流动的示意图。
（引导学生绘图）
师（对学生热力环流原理的应用水平进行评价）
这种环流对城市大气污染有什么样的影响？
生（分组合作讨论）2.城市的热岛效应对大气污染的扩散有一定的影响。由于城市好像一个“热岛”，热气不断上升，形成一个低压区，郊区的冷空气向市区侵入，将郊区工厂的大气污染物带到市区，加上城区污染源又多，城郊和城区的污染物都向市中心集中，而原由市区扩散到郊区的污染物也随之重新聚集在城市上空，持久不散。由于城市热岛效应所影响的高度一般只能达到地面以上100—300米的低空，城市上空的云、雾会增加，使有害气体、烟尘在市区上空累积，市中心往往成了城市中大气污染物浓度最高区，形成远比郊区严重的大气污染。
生（分组合作讨论）3.热岛效应在某些地区也有好处。比如在高纬都市区可采深色建筑以增强热岛效应。如北欧等高纬度地区，都市热岛效应对都市较为有利：因温度较高，冬季积雪较少，可节省清雪费用，可减少暖气消耗。
生（分组合作讨论）3.由于工业、生活排放的各种污染物集中于市区，容易形成酸雾、油雾、烟雾、光化学雾等，所以城市雾气多。
生（分组合作讨论）3.城市的热岛效应威胁着市民的生活和健康，医学研究表明，环境温度与人体的生理活动密切相关。环境温度高于28 ℃时，人们就会有不舒适感；温度再高就易导致烦躁、中暑、精神紊乱；气温高于34 ℃，并伴有频繁的热浪冲击，还可引发一系列疾病，特别是使心脏、脑血管和呼吸系统疾病的发病率上升，死亡率明显增加。此外，高温还可加快光化学反应速率，从而提高大气中有害气体的浓度，进一步伤害人体健康。
生（分组合作讨论）3.在“热岛效应”的作用下，城市中每个地方的温度并不一样，而是呈现出一个个闭合的高温中心。在这些高温区内，空气密度小，气压低，容易产生气旋式上升气流，使得周围各种废气和化学有害气体不断对高温区进行补充。在这些有害作用下，高温区的居民极易患上消化系统或神经系统疾病，此外，支气管炎、肺气肿、哮喘、鼻窦炎、咽炎等呼吸道疾病人数也有所增多。夏季因中暑而叫急救车上医院的人数增加。
生（分组合作讨论）3.美国宇航局的一项新卫星观测结果证实，热岛效应会导致城市地区降雨量显著增加，这一结果再次提醒人们要重视城市化给气候变化带来的影响。谢泼德及其同事对美国宇航局“热带降雨测量”卫星观测数据的分析显示，受热岛效应的影响，城市顺风地带的月平均降雨次数要比顶风区域多28%，在某些城市甚至高出51%。他们还发现，城市顺风地带的最高降雨强度，平均比顶风区域高出48%—116%。
由于城市热岛有利于空气对流，在城市，出现雷暴、冰雹等强对流性天气也比郊区多。
生（分组合作讨论）3.由于城市化对气候的这些影响，城市气候资源也发生相应的变化。一般说，在寒冷地区，城市的热量资源有所改善。在炎热地区，则更加剧了高温危害。
师那么我们应该如何避免这种影响？
生（分组合作讨论）4.减弱城市的热岛效应。
（过渡）
师刚才我们一起研究了什么是城市的热岛效应，分析了城市热岛效应形成的原因，讨论了城市热岛给城市带来哪些影响。下面，请你根据你搜集的资料，对应城市热岛效应形成的原因，从吸热和放热两个方面去考虑，提出减弱城市热岛效应及其影响的建议。
生（分组合作探究）高纬都市区可采深色建筑以增强热岛效应。（如北欧等高纬度地区，都市热岛效应对都市较为有利：因温度较高，冬季积雪较少，可节省清雪费用，可减少暖气消耗）
低纬度地区应避免建造玻璃帷幕式建筑，以减少太阳辐射热量的吸收，以免耗费冷气空调资源。
生（分组合作探究）现在热岛的防治和城市的整个规划是非常有关系的。要逐步改善城市的布局，统筹安排工厂区和居民区，高层建筑不宜太密集，使风易于穿过市区。
生（分组合作探究）还应尽可能地避免使人口特别密集。
生（分组合作探究）防治热岛效应应注意到房屋形状的设计、通风的问题。在整个居民生活用的设施在散热方面统一规划，也会降低热岛效应的问题。
生（分组合作探究）热岛的效应之所以这么突出，原因就之一是污染。污染就好像一个暖盖一样，这样一个暖盖使得下面的空气无法散发出去，就相当于一个温室的问题，更可以加重暖盖的效应。减少污染，使大气更透明一些，热岛效应可能会有一些缓解。
生（分组合作探究）重新确立交通体系，抑制车辆的废热排放量、改进铺路材料，增强路面的透水性等。环境省的测算表明，如果建筑物的废热排放量减少一半、铺设保水性材料道路的普及率达到50%、有50%的建筑物实现楼顶绿化，城市市区的气温将下降0.7 ℃，气温超过30 ℃的天数也将减少21.3%。
生（分组合作探究）严禁填湖行为，扩大水域面积，有助于降低炎夏热度。
生（分组合作探究）对传统工业结构进行改造；
生（分组合作探究）建设高层楼房时有义务确保相应的绿化面积。
生（分组合作探究）国内外专家都在积极研究和探索减少“热岛效应”的方法。现在，许多城市都认识到“造绿”是改善城市“气候岛效应”的好办法。削弱热岛效应，专家认为要从大力优化生态环境做起：增加绿地面积，在路边、花园和屋顶植树种草，通过植物吸收热量。
生（分组合作探究）广东省政协委员梁国昭认为，尽管广州近年对绿化越来越重视，但有不少环节仍忽略了“热岛效应”因素。比如，为了城市美观，一度营造出许多城市绿地，其实这些草坪的生态功能并不强，它们的蓄水能力较弱，缺少蒸腾作用，并不会给城市降温。我们觉得他的意见很有道理。
生（分组合作探究）立体绿化有别于简单的草坪绿化，经过合理布局，立体绿化有开发占地小、绿化面积大、见效快的功效。“楼顶绿化”即是其一，既能给楼宇降温，又净化空气、美化景观。
生（分组合作探究）城市热岛强度和平面结构与绿化程度及其分布有密切的关系。当绿化覆盖率达30%时，气温可下降8%；覆盖率达40%时，气温可下降10%；覆盖率达50%时，气温可下降13%。因此，当夏季白天气温为38 ℃时，50%的绿化覆盖率可使气温降低4.9 ℃，基本上消除了城市热岛的威胁。另外，城市中绿化覆盖率高的地段，都不是高温中心的所在地。北京市根据1981年的资料分析，该市夏季热岛分布呈许多中心型，在市区范围内常形成8—10个高温中心，而这些高温中心都与市区公园交错，或分布在绿化覆盖率较低的地方。
生（分组合作探究）绿地增强城市的竖向通风。一般情况下，植物叶面的温度不超过35 ℃，而水泥路面、建筑物表面的温度则可达到40 ℃左右。城市中建筑物多的地区是暖点，加上工厂、锅炉等人工热源，形成了一个个高温中心，而公园和多树木的绿地则是“冷区”，这样，绿地附近的较凉空气就会不断地向高温中心输送，产生了微小的竖向通风，这种通风沿着城市的大街小巷穿行，也会给人们带来凉爽。
小结：刚才我们一起研究了什么是城市的热岛效应，分析了城市热岛效应形成的原因，讨论了城市热岛给城市带来哪些影响，并对应城市热岛效应形成的原因，提出了许多合理的减弱城市热岛效应及其影响的建议。希望大家能继续以这种探究的学习方式，把我们平时的各科学习搞得更有成效。
布置作业：以“为什么城市气温比郊区高”为题，撰写一篇小论文。把今天我们一起研究得到的体会和结论写在论文里。
板书设计
备课资料
一、固体地球的圈层结构
纵波：纵波是通过介质的体积变化即挤压和拉伸传播的，在固、液、气态介质中均可传播，速度最快。
横波：横波的震动方向与传播方向垂直，通过介质的形态变化而实现，又称作剪切波，只在固体中传播，速度较慢。横波的振动很强烈，它是引起建筑物破坏的重要原因。人们所感受到的振动是多种波共同作用的结果。
由于纵波在地球内部传播速度大于横波，所以地震时，纵波总是先到达地表，而横波总落后一步。这样，发生较大的近震时，一般人们先感到上下颠簸，过数秒到十几秒后才感到有很强的水平晃动。这一点非常重要，因为纵波给我们一个警告，告诉我们造成建筑物破坏的横波马上要到了，快点作出防备。
古登堡界面：1914年，美国学者古登堡（Gutenberg）发现地下2900千米处存在地震波速的间断面，首先是发现距震中11500—16000千米的范围内存在地震波的阴影区，解释为存在地核，其次是传播速度发生了明显的变化，纵波存在一次由13.6千米/秒突然降低的截面，而横波则突然消失了。后证实这是地核与地幔的分界层。该不连续面称为古登堡面。
莫霍界面：南斯拉夫地震学家莫霍洛维契奇1909年研究萨拉布地区一次地震时发现在地下33千米处地震波的波速发生了明显的变化，由原来的6—7千米/秒突变到8千米/秒，说明组成物质明显不同。持续研究发现，这一界面具有全球性，并经证实是地壳和地幔的分界线。因此，该不连续面称为莫霍面。莫霍面在大陆地区深度约20—70千米，大洋地区7—8千米。
地球并不是均一的整体，通过地震波记录获得的地球物理资料揭示固体地球是由不同圈层构成的。由地球的中心至地表可分为地核、地幔和地壳。地震波是地震震源释放的能量波。地震波分为面波和体波。记录地震波的仪器称为地震仪。面波是那些在外层围绕地球传播的波；体波是那些沿着一定传播路径穿过地球内部的波。面波的研究结果提供了大量有关地球的资料，但为测定地球内部结构，我们必须把研究工作转到体波方面来。
岩石圈是巴雷尔于1914年根据板块理论提出的地球圈层概念。岩石圈包括地壳和上地幔的上部。岩石圈的厚度是变化的，大洋部分在洋中脊的最新部分只有6—8千米，在最老部分则有100千米；大陆岩石圈更厚一些，基本上在100—400千米。
软流圈是巴雷尔（Barrell.Joseph）与岩石圈同时提出的地球圈层概念。它位于上地幔低速层之下至过渡层上部。软流层温度较高，但刚性较弱，能够长期缓慢变形，相对低温的、刚性的岩石圈可作为一个整体漂流在软流圈之上。
地壳是地球最表面的构造层，只占地球体积的0.8%。根据其性质可分大陆地壳和大洋地壳。地壳和地幔之间以莫霍面分界。
地幔位于地球金属地核之上的巨厚的硅酸盐圈层，是地球最重要的组成部分（占地球体积的82%），地幔受到放射性同位素衰变的加热，引起地幔内部的大规模物质对流，通常认为板块的运动是由这一对流驱动的。地幔与地核的分界面称为古登堡面。根据波速在400千米和670千米深度上存在两个明显的不连续面，可将地幔分成由浅至深的三个部分：上地幔、过渡层和下地幔。
地核位于地下2900千米以下。地震地球物理资料表明地核可分为两个部分：内地核和外地核。
二、水循环具有极其重要的作用
首先，地球各种水体通过蒸发（或蒸腾）、水汽输送、降水、下渗、径流等一系列过程和环节，把大气圈、水圈、岩石圈和生物圈联系起来，构成一个庞大的永不停息的大系统。
其次，各种水体不断运动、转化，使地球上各种水体不断更新，维护全球水的动态平衡。陆地水得以更新、补充。
再次，水循环是自然界最基本、最重要的物质循环之一。通过水的携带、溶解，促使自然界物质的运动。对地表吸收的太阳辐射能起着吸收、转化、传输和调节的作用。从而实现了四大圈层之间物质的迁移和能量的转换。
最后，水循环不仅影响着全球的气候和生态，而且使水成为自然界最富动力作用的因子，通过物理、化学作用，不断塑造着各种地表形态。如：大气运动输送水汽，一股使沿海气候湿润，而内地干旱少雨；在全球形成两大多雨带（热带多雨带、温带多雨带）和两大少雨带（副热带少雨带、极地少雨带）。
三、生物圈
生物圈也叫生态圈，它是由大气圈下层、水圈、土壤岩石圈以及活动于其中的生物组成的地球表面最大的生态系统。
地球在长期演化过程中，形成了大气圈、水圈、土壤岩石圈等不同的圈层，这三个相互重叠重迭、互相渗透、相互作用，形成水中有气、气中有水、土中有水有气的适合生物生存的环境。生物依靠三个圈层提供的物质和太阳辐射能量生存发展，同时也在发展过程中，不断地改造各圈层的成分和性质。地球表面的三个无生命的物理圈层，只有出现了生物相互进行积极的生命渗透之后，才构成生物圈。
生物圈范围究竟有多大？从地球表面向上23千米的高空、向下11千米的深度（太平洋最深的海槽）都属于生物圈的范围。
问题研究 月球基地应该是什么样子
三维目标
知识与技能
1.在问题研究中初步学会探究学习。
2.把前面学习的有关地球上存在生命的条件等知识应用到问题研究中，以理论指导实践，巩固所学知识。
3.培养学生通过各种方式进行查找、收集、分析资料的能力。
过程与方法
1.在所学知识的基础上大胆设想和创新，科学地尝试规划月球基地。
2.运用探究学习的方式加强研究性学习课程的实施。
情感、态度与价值观
1.培养学生科学研究的素养和态度。
2.培养学生的合作和团队精神。
教学重点
1.探究学习方式的初步体验。
2.查找、收集、分析资料的能力培养。
教学难点
1.探究学习方式的初步体验。
2.查找、收集、分析资料的能力培养。
3.月球基地的整体规划。
课时安排1课时
教学过程
导入新课
（放映）1969年7月美国“阿波罗”计划片段。
（投影）月球环形山图片（图1）。
图1
几千年来，中华民族就流传着“嫦娥奔月”的美丽神话，1969年美国“阿波罗”11号在月球探测中取得最辉煌的成果，先后有6次12名宇航员踏上月球，并向地面带回440千克的月岩样品。
科技大国美国、欧洲、中国、日本、加拿大和印度，最近都燃起了对月球的兴趣，计划在10年内派太空船到月球展开探索，并提出要建立月球基地。
2002年6月，科罗拉多开采学院土木工程师苏姗特就跟欧洲太空总署（ESA）旗下的欧洲太空研究及技术中心（ESTEC）合作，于荷兰举办了第一届欧洲月球基地设计工作坊，由来自16个国家13个学系和40名毕业生，构思出他们心目中的月球基地。结果，工作坊成功“开发出”数个独特的月球基地设计，每个基地都发挥特有的功能，如开采冰水研究、开发太阳能、用水研究、开采氦3等，同时也顾及在月球居住的社会和心理问题。
那么月球基地应该是什么样子呢？下面我们一起来探究这个问题。
推进新课
师我们首先来了解一下人类已经对月球做了哪些探测研究。
（投影）
就国际上的探月活动来说，从1958年至今，美国进行了9次载人月球探测，其中有6次为载人登月；前苏联、美国、日本和欧洲空间局向月球发射的无人探测器共计87个。
1969年7月，“阿波罗”11号实现了人类登月之梦，在月球探测中取得最辉煌的成果。这一年先后有12名宇航员踏上月球，并向地面带回440千克的月岩样品。
1972年美国“阿波罗计划”结束以后，月球探测一时有所降温，因为探月活动耗资巨大。
1990年日本发射了“飞天”月球探测器，正在研制“月神”月球探测器。
1998年美国发射“月球勘探者”探测器，准备在2004年发射“破冰者”探测器。
2003年9月27日欧洲第一个月球探测器“SMART1号”在格林尼治时间顺利升空。
2004年2月我国公布了首次探月计划。
师再看看今后各国的探月计划。
（投影文本及图2）
美国：准备重返月球
图2
据美国媒体报道，虽然许多科学家担心美国重返月球的计划耗资太大，影响到其他科研项目的执行，但这些并没有影响到布什政府重返月球的雄心，美国国会已经批准了美国家航空航天局的预算。
执行重返月球计划的第一步骤是寻找合作厂商，本月初，美国家航空航天局已经签出总价值约10亿美元的70份合同，获得这些合同的都是美国著名的军事和科技设备制造商，如诺斯罗普·格鲁曼公司、波音公司等。这些合同项目包括建造一个机器人探测者，用于寻找一个适宜做月球基地的好地点，建造采掘月球资源的设备以及着陆器等。
美国家航空航天局曾在一份太空探索战略文件中建议，月球南极可能是最适宜人类驻扎的目的地。因为月球南极地区有冰冻水存在的迹象。这些冰冻水可用于饮用或分离为氢气和氧气作为燃料。这份文件还提议在2008—2011年间开展一系列月球无人探索任务，搜集数据并选择着陆地点。2011—2015年间，美国将为建立永久有人基地作准备。
（投影文本及图3）
图3
NASA设想研制移动式月球基地
美国宇航局（NASA）正在积极研究新的月球计划，其中包括设计未来月球基地的研究工作，不仅要研究固定式月球基地，而且还要研究移动式的。
目前，位于加州的NASA埃姆斯研究中心已成功研究出一种移动式月球基地的设计计划。该中心专家已在6月底提出移动式月球基地新构思，相应的计划由NASA研究员迈克尔·科埃恩博士在新墨西哥州美国物理研究所举办的论坛上提出。
科埃恩博士指出，移动式月球基地具有一系列优点，其中一个主要优点是，移动式月球基地不会拴死在月球表面一个具体点上，借助于移动式月球基地将可以进行更广泛的研究，同时建造移动式月球基地的费用也不会太高。
科埃恩博士批评了传统的月球基地模型，为了确保长期考察队的安全，必须至少派3部车辆运送他们。这样，建造移动式月球基地要简单得多。除此之外，移动式月球基地可以协同工作，连接成特殊的“列车”，然后再分散进入各自的研究区域。不过，研究月球移动式基地的设想暂时还处于起始阶段，到真正实施时也许会与现在讨论的方案完全不同。
（投影文本及图4）
图4
俄罗斯：要建造月球基地
在美国大张旗鼓准备重返月球的同时，俄罗斯也准备实施相似的计划。早在2002年，俄罗斯航空航天局领导人就曾宣布，俄罗斯在一系列月球项目方面积累了丰富经验。许多专家也多次强调，俄罗斯可在近期实现月球飞行。
在美国公布重返月球计划后，俄罗斯航空航天局副局长莫伊谢耶夫22日宣布，俄罗斯将会在2020—2025年间在月球上建成一个自动化基地。莫伊谢耶夫当天在华盛顿参加美国航空航天局组织的国际空间站项目问题研讨会上宣布，俄罗斯不排除近期在月球建设基地的可能性。
莫伊谢耶夫还告知其他国家的官员关于俄罗斯国际空间站的计划，包括旨在探索太阳系的先进研究，以及自动化航天器的应用。
（投影文本及图5）
图5
欧洲版 “嫦娥工程”：（图为欧洲首颗月球探测器智慧一号）
“SMART-1号”月球探测器于2003年9月发射升空，它是欧洲航天局名为“高级技术研究小规模任务”的系列低成本探测计划的第一步，该计划担负着为日后重大研究项目进行前期技术考察的任务。
“SMART-1号”拥有一套全新设计的动力推进系统：一种高效能离子驱动系统。在整个系统中，由太阳能电池板产生电力，以此使得氙气燃料加热后电离化，产生的离子由探测器后部喷射出来，以此推动探测器向前飞行。据悉，整套系统比传统的火箭推进系统效率高出10倍。为建月球基地选址欧洲航天局表示，此次“SMART-1号”主要探测活动之一，是详细考察月球上一座名为“恒久光明之巅”的山峰。这座月球山峰山顶上由于能常年沐浴到太阳光照射，其温度在适宜人类活动的-20 ℃左右，是人类建造月球基地的理想位置。同时由于其常年能接受到太阳能辐射，可以满足宇航员工作生活上对能源供给的要求，据初步估计在其附近环形山地带也许还有大量可供使用的水存在。
作为“SMART-1号”探测器上X射线分光设备的主要负责人，来自英国牛津郡的拉塞弗德·阿普尔顿实验室的曼纽尔·格蓝迪博士称：“月球上的南极地区很可能是建立人类月球基地的理想选址地区。”
绕月追寻月球身世
按照整个探测计划，从2005年1月开始，“SMART-1号”在环绕月球的轨道飞行中逐步测绘出月球表面等高线轮廓图、绘制月球上各种矿物质分布图，并进一步探索月球表面地层的进化线索。
其中最主要的任务，就是详细研究月球南极的“埃特肯盆地”区域。“埃特肯盆地”宽度接近2500千米，深度更达到13千米，是迄今为止太阳系内已知最大的冲击陨石坑。据称，埃特肯盆地几乎深达月球地幔内部，可以使科学家看清月球的内部构造，进一步了解到月球的过去。
（投影文本及图6）
图6
日本：日本于1970年发射了第一颗人造卫星，此后的很长一段时间内，日本都处于国际航天业的前列，1996年，当日本拿到为美国休斯公司发射30颗卫星的合同时，日本更是意气飞扬，认为是本国H2火箭计划的巨大成功。但不幸的事接踵而来，H2火箭接连4次发射失败，致使合同几乎全部被迫取消，虽然此后H2A火箭也有连续两次发射成功的成绩，但是日本火箭的信誉已经丧失殆尽。
早在13年前，日本就开始了研发“月神A”号的工作，并计划于1995年让其搭载M5火箭从位于日本鹿儿岛县的内之浦宇宙空间观测所发射升空。但是，受M5的开发延迟等因素影响，探月卫星的发射一推再推，如今已经是第7次推迟了。日本宇宙机构在去年发射“希望”号火星探测卫星失败后，决定对探月卫星“月神A”号进行全面检查，结果发现仍有不少问题。据悉，宇宙开发委员会下个月将对该卫星进行重新评估，不排除终止探月卫星计划的可能。
发展探月十余年永久基地是目标。在上世纪六七十年代的探月热潮之后，90年代又掀起第二次高潮，当时拉开新一轮探月序幕的正是日本。
1990年1月24日，日本用M35-2型火箭成功发射了一颗“缪斯A”号科学卫星，这颗卫星进入太空后更名为“飞天”号。这是日本第一次发射接近月球的科学卫星，使日本成为继美苏之后，世界上第三个探测月球的国家。
1996年，日本提出了建造永久月球基地的计划，预计投资260多亿美元，在之后的30年之内建成月球基地，包括居住、氧和能源生产厂以及月球天文台等。将月球软着陆和自主漫游车技术作为核心技术进行开发，计划2005年将漫游车送上月球。现在看来，这个愿望未能实现。
正在就日本几十年后的宇宙开发长远规划进行研究的日本宇宙航空研究开发机构完成了一份《中期汇总方案》，其核心内容是在月球表面建立无人太空基地，以及在比月球更远的地方建立“深层空间站”等。
方案中包括了利用机器人技术在月球表面建设无人基地，在不受大气影响的环境下进行天体观测，以及为载人太空活动积累技术经验等内容。
此外，还计划用30到50年的时间，在离地球大约150万千米处太阳和地球的重力保持平衡的特殊稳定空间内，悬浮一个无人的太空基地，以此构筑“深层空间站”。该空间站将可以用来设置望远镜观测宇宙，或是作为探测火星和木星等行星时的中转站。
加拿大：10年内登月奔火星拟与印度共探月
加拿大航天局局长加内奥表示，加拿大有能力在今后10年内登上月球或火星。他还透露，加拿大已经开始与印度进行月球探测方面的合作。
加内奥在加拿大蒙特利尔的一次新闻发布会上说，如果有充分的经费保证，依加拿大现有的技术能力，加拿大完全可以在今后10年内登上月球或者火星。
加内奥指出，加拿大已经开始与印度进行月球探测方面的合作。他表示，在去年3月与印度方面进行会谈时，印度提出双方的合作可以先放下登月计划，而从发射月球轨道探测器开始。加拿大目前正在研究在印度的卫星上安装仪器的可行性。
印度：已准备好参与登月
据印度报业托拉斯报道，印度空间研究组织（ISRO）主席奈尔在印度南部城市班加罗尔表示，印度希望参与美国“新登月计划”的实施，并已为此作好了准备。
奈尔对记者说，印度空间研究组织对布什讲话进行了认真研究，认为与美国在航天技术领域进行合作有利于印度空间技术的发展，也将大大推动印度自身的“登月计划”的实施。
奈尔表示，印度将在2007年或2008年用自行研制的运载火箭“PSLV”将重达530千克的无人驾驶飞船“月旅1号”送入月球轨道。此外，印度还计划发射一艘低空极地飞船，以探测地球上的各种自然资源。
据悉，印度空间研究组织官员将在班加罗尔与美国国家宇航局官员就两国在航天领域进行合作事宜继续进行磋商。
中国：早在1978年，美国总统安全事务顾问布热津斯基就送给中国政府1克月球样品，中科院就曾组织全国力量对0.5克月球样品进行了初步研究，同时还利用月球陨石和其他途径开展了相应研究。
随着我国科技的发展和我国国力的增强，“嫦娥奔月”将这一神话变为现实的日子已经为期不远了。2004年1月，国务院正式批准绕月工程立项后，经绕月探测工程领导小组研究决定将我国的探月工程命名为“嫦娥工程”。我国第一颗绕月卫星命名为“嫦娥一号”，要在2007年打出去。
根据绕月探测工程研制总要求，月球探测卫星系统由卫星平台与有效载荷两部分组成。在“东方红”3号卫星平台及其他卫星成熟技术的基础上，研制月球探测卫星平台。卫星选用的有效载荷有：CCD立体相机、激光高度计、成像光谱仪、微波探测仪、太阳高能粒子探测器、太阳风粒子探测器等。根据设计要求，月球探测卫星重量为2350千克，有效载荷总重量130千克，在轨运行寿命为1年。
按照计划，运载火箭系统选用“长征”3号甲作为月球探测卫星的运载火箭。发射场系统选用西昌卫星发射中心作为发射场，并进行必要的适应性改造，以完成月球探测卫星发射任务。
我国科学家已为在月球上建设科研基地作准备，将着重针对在月球上建立天文观测基地、对地球观测基地、深空探测基地、新材料研制与生产基地、人居基地等不同需要，提出并研究相关的科学技术课题。一个完整的月面基地包括用于人居生活、工业加工、农业栽培、观测研究，甚至旅游观光等内容。
师（课前布置全体学生完成第一框的任务：分组收集资料，了解月球表面的自然状况）
这么多的国家对月球基地的建设感兴趣。月球基地可以通过开发月球资源来满足生存和发展的需要，那么建立月球基地需要满足哪些条件呢？我们可以按照以下思路展开研究。
生（课前整理资料，初步分析资料）
师大家收集并分析了很多资料，请你借鉴地球上有生命存在的条件来分析，月球需要哪些条件才能满足人类生存。请大家思考：月球上已经有哪些满足人类生存的基本条件？
生月球上适合人类生存的条件有：引力，极地可能有冰、矿产资源等。
师很好。请大家再思考一个问题，如果在月球上生活，人类还需要创造哪些生存条件？
生月球尚不具备、需要人类自己解决的条件是：适合人类呼吸的大气、适宜的温度条件、可以饮用的液态水、防御宇宙辐射的措施等。
（投影图片）“生物圈”2号

师答得不错。再看资料“生物圈”2号和月球基地有哪些相同之处和不同之处？
生都是人工建造的全封闭的模拟地球的生态环境。但“生物圈”2号是建立在地球上，而月球基地建立在表面引力只有地球1/6近乎真空的月球，“生物圈”2号失败了人还可以重新回到地球的自然环境，但月球基地一旦失败，人就不容易转移到地球上。
师答得很好。我们可以从“生物圈”2号实验中获取哪些经验和教训？
生（1）模拟的生态系统毕竟不是自然的生态系统，其中的生态系统各个组成部分简单、生物种类少、食物链的复杂程度比农田生态系统差，需要人为调节而不是自然调节。（2）种植绿色植物制造氧气但不能过多，否则二氧化碳和肥力不足；动物饲养不能太多，否则氧气消耗会增加；科学家要维持气候、大气成分、生物种类和数量平衡，创造适合生命生存的环境。（3）大气成分发生变化，内部气候没有调节好，粮食歉收，生态平衡被破坏等导致实验失败。（4）日本的“迷你地球”与20世纪90年代初期美国大力宣传的“生物圈”2号计划性质相同。氧气未能顺利循环正是导致“生物圈”2号失败的重要原因。由于土壤中的碳与氧气反应生成二氧化碳，部分二氧化碳又与建“生物圈”2号用的混凝土中的钙反应生成碳酸钙，导致其中氧气含量从21%降到了14%。到后期，“生物圈”2号中的植物几乎灭绝，必须注入氧气才能维持人员生存。“迷你地球”没有使用土壤和依赖微生物，而是使用机器来人工分解和处理废料。这个人工支持部分占据了整个场地的1/4。支持系统的中心部分是复原氧气的处理机，使用高温和电解水的办法从二氧化碳中重新获得氧气。
师很好。“生物圈”2号实验能给你带来哪些启示？
生“生物圈”2号实验说明人类建立起一个独立的人造生态系统是有可能的，这就为在月球上建立一个类似的人造生态系统提供了经验和教训。但实验失败则说明人类目前的科学与技术水平还有待提高。
自然界不同于人工控制系统，大而全的设计导致了顾此失彼。“生物圈”2号内的土壤均来自一个地方，不像地球那样不同地带有不同的土壤类型。模拟的各类生态系统的空间分布格局及大小比例不合理。地球上生态系统内的生物间关系很复杂，目前人类还未全面了解生物间的协调性。
它最重要的启示在于：我们人类目前对地球的了解还是远远不够的，目前最好的办法还是保护和利用好地球，进行环境保护和生态恢复是实现人类可持续发展的必由之路。
师同学们思考得很深刻。下面看资料：月球资源，考虑两个问题：月球上具有哪些人类可以利用的资源？哪些月球资源可用于发展月球基地？
生可以利用的资源包括月球上的空间资源、矿产资源、太阳能资源等。
（1）空间资源。月球是人类研究宇宙和地球本身的最佳平台。科学家认为，月球表面刻有能够追溯到数十亿年前被彗星和小行星碰撞的痕迹，而在地球上这种记载已被大气层所化解。这种记录是人类的宝贵财富。通过对月面上没有人为改造和破坏的某些本来面目研究月球，有助于了解地球的远古状态、太阳系乃至整个宇宙的起源和演变，了解月球的成因、演变和构造等诸方面的信息，有助于搞清空间现象和地球自然系统之间的关系，可以极大地丰富人们对地球、太阳系以及整个宇宙起源和演变及其特性的认识，从中寻求有关地球上生命起源和进化的线索。
用月球作基地，进行深空探测活动。月球的引力只有地球的1/6，航天器从月球上起飞，可大大节省能源。
寂静的月球环境，是进行空间天文学研究得天独厚的场所。月球表面的地质构造极其稳定，月球直接承受太阳的辐射，没有大气层对光线和电波的吸收、散射和折射等干扰，没有尘埃污染，没有磁场，月球的背面没有人造光源和射电的干扰，地震很微小。月球有漫长的黑夜，夜间温度极低。这种环境为建造高精度天文观测台提供了理想的场所。在那里架设望远镜可以进行全波段的天文观测，获得地面观测系统所无法得到的信息。总之，月球可以作为对太阳系、恒星系和银河系中的其他星体进行天文观测和研究的“风水宝地”，是进行天文物理学、重量波物理学、中微子物理学、生物科学和高能物理等观测和实验的理想场所。
同时，利用月球具有高真空、低重力的特殊环境，既能生产特殊强度、塑性性能优良的合金和钢材，还能生产诸如超高纯金属、单晶硅、光衰减率低的光导纤维和高纯度药品等。
（2）月球并非不毛之地，而是一片未开垦的宝地。月球具有丰富的物质资源。据探测，月岩中含有地壳中的全部物质元素，约有60种矿藏。地球上常见的17种元素，在月球上都可以找到。在月球岩土中，具有丰富的氧、铁、镁、钙、硅、钛、钠、钾、锰等物质。月球表面平均有10厘米厚的沙土，共含有80000亿吨铁。月球研究者认为，如果不把碳氢化合物计算在内，月球上的物质能为人类制造出90%的所需物品。月球上有丰富的能源。月球表面覆盖着一层岩屑、粉尘、角砾岩和冲击玻璃组成的细小颗粒状物质。这层物质中富含由太阳风粒子积累所形成的气体，如氦、氖、氮等。这些气体在加热到700 ℃时，就可以全部释放出来。尤其是月球上的氦-3，是地球上所没有的核聚变反应的高效燃料，在月壤中的资源总量可以达到100万—500万吨。30吨这样的尘埃，经热核反应产生的能源，可相当于美国一年生产能源的总和，如果每年从月球上开采1500吨氦-3，就能满足世界范围内能源的需要。利用氦-3进行热核反应，产生的放射性最低，具有经济、安全两大优点。另据计算，从月球中每提炼出1吨氦-3，还可以获得6300吨氢气、700吨氮气和1600吨含碳气体。所以，通过采取一定的技术，来获得这些气体，对于人类找到新的能源和维护永久性月球基地十分重要。
月岩土壤中氧占40%，可以就地生产推进剂和作为受控生态环境和生命保障系统的氧气来源。硅占20%，可以为航天器制作太阳电池阵，其他金属可以为航天器制作各种部件设备。还可以用月球作中转站，为过往的航天器进行检修和补充燃料。
（3）太阳能资源。由于月球表面几乎没有大气，太阳辐射可以长驱直入。计算表明，每年到达月球范围内的太阳光辐射能量大约为12万亿千瓦，相当于目前地球上一年消耗的各种能源所产生的总能量的2.5万倍。按太阳能能量密度为1.353千瓦/平方米计算，假设在月球上使用目前光电转化率为20％的太阳能发电装置，则每平方米太阳能电池每小时可发电2.7千瓦时，若采用1000平方米的电池，则每小时可产生2700千瓦时的电能。
由于月球自转周期恰好与其绕地球公转周期的时间相等，所以月球的白天是14天半，晚上也是14天半，一天相当于地球一个月的长度，这样它就可以获得更多的太阳能。科学家认为，如果在月球表面建立全球性的并联式太阳能发电厂，就可以获得极其丰富而稳定的太阳能，这不但解决了未来月球基地的能源供应问题，而且随着人类空间转换装置技术和地面接收技术的发展与完善，还可以用微波传输太阳能，为地球提供源源不断的能源。
月球上的空间资源、矿产资源、太阳能资源等都可用于发展月球基地
师非常好。要想在月球上建成永久性空间站，必须达到哪几个基本要求呢？
生（1）那里要有生产太阳能所需要的充足阳光，能使空间站获取足够多的能源，以维持空间站的运行。
（2）那里十分靠近一个很可能储存着丰富的冰的永久性阴影区，便于空间站人员获取水。这样一个初步的月球生存体系就建立了，空间站的基础也就有了。
（3）能够进行有效准确的空间天气预报。从太阳抛出的氢原子核和电子组成的等离子流，就是所谓的太阳风。太阳风的等离子流，由于地球磁场的屏障作用而对地球影响甚微，但是月球屏障作用弱，在月球空间站户外活动的空间站工作者却要经受高能粒子“雨”和等离子“风”以及磁爆的袭击。
地球上每平方厘米的面积上有1千克的大气，保护我们免遭宇宙射线的侵袭。然而，如果我们来到宇宙空间，便失去了大气这个保护伞。在这样残酷的宇宙气象环境中，要想积极地、安全地从事月球开发工作，就必须很好地了解和预测月球环境的变化情况。
在月球南极有一些区域接近于在太阳永久照射之下。以英国探险家沙克尔顿命名的一座环形山的边缘，是一个优选地区，因为它有80%的时间处于阳光的照射之下，基本符合上述第一个条件。
在沙克尔顿环形山的内部，是一个永久性阴影区，有可能储存冰。该地区又符合上述第二个条件。
在这座环形山的边缘地区建立空间站，可以把生产电力的太阳能发电站架设在阳光充足的地方，并通过电缆或微波将电力传输到空间站去；同时，该空间站还能到环形山内部的阴影区采集冰块，从而获得必需的水源。
由于月球的引力只有地球的1/6，在那里发射太空探测火箭，所消耗的燃料将比从地球上发射少得多；再加上月球上有丰富的核燃料，因此，月球还是优良的航天发射基地。
师很好。我们再来了解美国温德尔·门德尔的月球基地计划。希望对你们能有一定的启发。
（投影文本）
20世纪90年代初，美国休斯敦航天中心负责人温德尔·门德尔向白宫提出建设月球基地的设想，认为建立一个月球基地对支持在太空进一步大规模的开发是极其重要的。白宫批准了温德尔·门德尔建设月球基地的设想，并命名为门德尔计划。
门德尔计划的第一阶段从1997年开始，先发射人造卫星，为基地的最佳地点作勘测。第二阶段从2005年开始，为施工阶段，将向月球运送起重挖掘等基建机械，并用微波对地基进行硬化处理。第三阶段为构件组装，采用21根直径6米，长18米的巨型管道，组成3个等边六角形，六角形中用高压充气建立18米高的巨大圆舱，人员设备皆可容纳在管道或圆舱中。第四阶段开采利用月岩中氧、铝、铁、钛、硅等资源，制取生活用氧及扩建月球基地所需的金属、玻璃等原材料。
科学应用国际公司根据门德尔计划第四阶段作了相应的研究，其结果是令人乐观的：一座重量为1吨的小型试验型化工厂，在1年中可把10吨以上的月岩加工成氧、金属和玻璃。
门德尔的整个计划需耗资上千亿美元，人类必须不间断地努力100年才能完成。
课堂小结
可见，建设月球基地是非常不容易的事。但月球环境引力小、真空、无菌、磁场小、温差大、昼夜交替周期长，加上地质条件特殊、具备地球原材料资源等特点，月球基地有望成为人类在地球外星体上建立的第一个活动场所。预计在未来20年内人类将重返月球，利用空间航天基地进行地月轨道运输船的组装维护，最终建成月球基地。
板书设计
备课资料
一、国际载人航天主要向5个方向发展
第一，国际空间站。1998年11月开始的以美、俄、日和欧洲国家为主的16国参与的国际空间站组建工作目前进展基本顺利，预计于2007年建成。
第二，天基航天。地球同步轨道具有的独特性质决定了利用这一类轨道的卫星对人类服务将提供最有效的应用。新的思路是，将大型空间站发展成为空间航天基地，在空间组装大型卫星，然后使用轨道机动飞行器将卫星送至地球同步轨道。
第三，月球基地。月球环境引力小、真空、无菌、磁场小、温差大、昼夜交替周期长，加上地质条件特殊、具备地球原材料资源等特点，月球基地有望成为人类在地球外星体上建立的第一个活动场所。预计在未来20年内人类将重返月球，利用空间航天基地进行地月轨道运输船的组装维护，最终建成月球基地。
第四，载人火星登陆。自20世纪60年代人类就开始了载人火星飞行的研究工作。美国和俄罗斯等国家已达成联合进行火星探测的协议，并制定了载人火星飞行计划，目标是今后30年左右实现载人火星登陆。
第五，太空旅游。2001年4月28日，61岁的美国人蒂托飞往国际空间站，成为第一位太空旅游者。未来20年内，会有更多的人以旅游者的身份进入太空，太空旅游最终将成为一项产业。
二、月球基地最佳位置已经选定
科学家对月球神秘的两极区域进行的迄今最详细的分析，为人类将来在月球上建立活动基地找到了最适宜的位置。
这个位于以英国探险家沙克尔顿命名的一座环形山边缘的位置符合建立月球活动基地的两个基本要求：那里有生产太阳能所需的充足阳光；而且其位置非常靠近一个很可能储存着深冻冰的永久性阴影区。
冰不仅可以满足月球定居者的饮用水需要，还可以为太空飞船生产燃料。月球勘探者飞船一年多以前发现月球的南北两极有冰。这是一项重要的发现，科学家们根据这一发现制定了向月球移民的计划。
月球勘探者飞船还无法确定冰的确切位置。在过去四个星期中它降低了飞行轨道，以便进行更精确的观测。
关于月球上存在冰的确切位置的最新信息是根据前一次月球探测活动——即根据克莱门坦探测飞船1994年对月球进行历时71天非常成功的探测过程——收集的数据得出的。
1.永远的白天
克莱门坦探测飞船在两个月球日的时间里每隔10个小时对月球南极拍照。欧洲航天局的本·伯西博士利用这些数据绘制了月面图，用以显示月球表面某一点在一个月球日受到阳光照射的时间。
从伯西绘制的月面图上可以看出，月球南极有一些区域接近于在太阳的永久照射之下。沙克尔顿环形山的边缘是一个特别令人感兴趣的区域，因为它有80%的时间处于阳光的照射之下。距离这个区域只有10千米的位置还有两个区域，总共有98%的时间处于阳光的照射之下。距离此处不远的环形山内部是一些永久性阴影区，那里储存的冰因为没有受到阳光的照射而不会融化。
2.电力输送网
这里是建立第一个月球基地的理想区域。可以把生产电力的太阳能阵列放置在阳光充足的区域，并通过微波或电缆与之相连。这样，位于沙克尔顿环形山边缘的区域就可以得到近乎源源不断的太阳能供应，而且能够很容易获取月球储存的冰资源。月球的北极比南极较为平坦，但是初步估计结果显示，那里有面积达1.3万平方千米的永久性阴影区。
克莱门坦飞船是沿着月球的极地轨道飞行的，因而获得了月球两极的第一批数字图像。在它之前的阿波罗飞船则是环绕月球的赤道飞行，以便于宇航员在发生紧急情况的时候比较容易返回地球。
3.月球探测的漫长历程
自月球勘探者飞船去年早些时候在月球两极区域的表层下面发现有冰以后，月球再次成为人们感兴趣的目标。
许多科学家在规划月球探测活动。美国航天局计划继月球勘探者之后继续开展月球探测；日本科学家已提出发射无人驾驶月球着陆器的方案。欧洲科学家正在设计一颗造价低廉的用于月球研究的小型卫星。这颗于2001年发射的月球研究卫星由专门从事小型卫星设计的萨里卫星技术公司与瑞典科学家共同承担。
制造小型月球研究卫星的初步设想始于1996年。那一年，欧洲15个国家的52名学生举行了一次题为“月球探测”的科学研讨会。尽管历次月球探测活动都是以科学技术为重点，但是小型月球研究卫星的主要作用是开展教育活动。
三、月球基地计划
20世纪90年代初，美国休斯敦航天中心负责人温德尔·门德尔向白宫提出建设月球基地的设想，认为建立一个月球基地对支持在太空进一步大规模的开发是极其重要的。白宫批准了温德尔·门德尔建设月球基地的设想，并命名为门德尔计划。
门德尔计划的第一阶段从1997年开始，先发射人造卫星，为基地的最佳地点作勘测。第二阶段从2005年开始，为施工阶段，将向月球运送起重挖掘等基建机械，并用微波对地基进行硬化处理。第三阶段为构件组装，采用21根直径6米，长18米的巨型管道，组成3个等边六角形，六角形中用高压充气建立18米高的巨大圆舱，人员设备皆可容纳在管道或圆舱中。第四阶段开采利用月岩中氧、铝、铁、钛、硅等资源，制取生活用氧及扩建月球基地所需的金属、玻璃等原材料。
科学应用国际公司根据门德尔计划第四阶段作了相应的研究，其结果是令人乐观的：一座重量为1吨的小型试验型化工厂，在1年中可把10吨以上的月岩加工成氧、金属和玻璃。
门德尔的整个计划需耗资上千亿美元，人类必须不间断地努力100年才能完成。
四、我国探月计划回报巨大 嫦娥奔月已指日可待
“嫦娥工程”是指我国整个探月工程，分“绕”“落”“回”三步走，都是无人的。绕是探月工程的第一步，“绕”是东北话，是环绕着月球进行科学探测；“落”是有个探测器落到月球表面上去，用软着陆而不是撞坏它，进行月面的探测；“回”就是要取采样返回。
1.“嫦娥一号”2007年升空
根据绕月探测工程研制总要求，月球探测卫星系统由卫星平台与有效载荷两部分组成。在“东方红”3号卫星平台及其他卫星成熟技术的基础上，研制月球探测卫星平台。卫星选用的有效载荷有：CCD立体相机、激光高度计、成像光谱仪、微波探测仪、太阳高能粒子探测器、太阳风粒子探测器等。根据设计要求，月球探测卫星重量为2350千克，有效载荷总重量130千克，在轨运行寿命为1年。
按照计划，运载火箭系统选用“长征”3号甲作为月球探测卫星的运载火箭。发射场系统选用西昌卫星发射中心作为发射场，并进行必要的适应性改造，以完成月球探测卫星发射任务。
2.绕月工程的四大目标
四大科学目标三个是针对月球本身，另一个则是针对奔月过程。针对月球的三个目标分别是：获得月球表面的三维影像信息；探测月球表面存在人类可利用元素的分布情况；测出月壤厚度。从地球到月亮的距离是39万千米，“嫦娥一号”在奔月过程中，还可以看看路上的“风景”。绕月工程的第四个科学目标，就是对地月空间的物理环境进行探测。
3.国人登月会有时
随着我国科技的发展，特别是国力的增强，航天实力也大大增强，在发展人造卫星和载人航天之后，适时开展以月球探测为起点的深空探测是我国航天活动的必然选择，也是我国航天事业持续发展，有所创造、有所作为的重大举措。我国在完成无人航天器探月任务后，将研究载人登月发展规划，择机实施载人登月探测以及与有关国家合作共建月球基地。
月球具有可供人类开发和利用的各种独特资源，月球上特有的矿产和能源，是对地球资源的重要补充和储备，将对人类社会的可持续发展产生深远影响。月壤中特有的氦3资源是人类未来可长期使用的清洁、高效、安全而廉价的新型核聚变燃料，并将改变人类社会的能源结构。每克黄金11美元，而每克氦3是400美元。据统计，月球上的氦3可以满足人类1万年以上的供电需求。
五、有科学家认为月球基地将破解火星之旅10大难题
随着“勇气”号探测器在火星的成功登陆，美国的航天计划取得重大进展。而美国总统布什计划在近日宣布一系列重大的航天计划，包括再次进行载人登月，并在月球上建立一个永久性的太空基地，而载人登陆火星则被列为远景计划的一大目标。
美国为什么要耗费巨资在月球建立太空基地？为什么不直接将宇航员送往火星？美国广播公司（ＡＢＣ）在报道中援引科学家的分析说，目前人类的火星之旅还面临着10大难题，如果不能解决这些难题，不仅火星探险计划的成功系数将大打折扣，而且连宇航员的生命安全都将很难保证。
正因为如此，在月球建立一个永久性的太空基地将为载人登陆火星提供一个“太空试验室”，宇航员可以在这里学习在陌生星球生存的各种本领，进行各种前期准备工作。而且月球毕竟距离地球较近，如果在试验中出现什么问题或者紧急情况，也可以利用各种办法撤回地球。
那么人类的火星之旅面临着哪些必须克服的难题呢？
难题之一：抵达目的地。根据美国国家航空和航天局制定的计划，美国将利用核能推进设备将大量的物资和设备运送到月球，并在那里建立太空基地。但是要将宇航员顺利送到火星却并不是一件轻松的事，而且科学家还要尽量缩短宇航员抵达火星的时间，同时避免他们在探险过程中遭受过度的辐射。
难题之二：辐射问题。无论是对于首批在月球长期居住的“太空居民”还是那些将前往火星探险的宇航员都将面临着遭受过量辐射的问题。太阳“风暴”以及宇宙射线“风暴”常常会持续数日之久，如果宇航员在那个时候暴露在射线之下，身体就很容易受到损伤。为了解决这个问题，科学家们需要加强预报太阳风暴等太空天气的能力，同时改进各种防护设备。一旦发出警告，宇航员可以躲进航空器的保护舱，或者在月球及火星的地下掩体中藏身。
问题之三：呼吸的空气。无论是在月球的太空基地还是火星上，人类可以呼吸的空气是必不可少的生存条件。保持空气供应的重要方法之一就是建立一个能够除去二氧化碳等废气的循环系统。此外，科学家们还在研究如何从月球以及火星上提取矿物质，利用这些矿物质来制造氧气。
问题之四：充足的食品。在目前的太空短途旅行中，宇航员的食品都是航天器中携带的太空食品，但是如果要进行长途的火星之旅或者在月球基地上长期生活，宇航员就必须学会在太空中“生产”大部分所需食品，比如在温室中种植蔬菜，利用实验室的营养液来制造肉类产品。
问题之五：废物循环利用。在太空旅行中，处理人体垃圾和其他废弃物是一件非常棘手的事情，必须要使用相当先进的循环设备。目前在空间站的宇航员已经可以利用这些设备将自己的尿液和汗液加工成水。人体的固体排泄物则可以被加工成温室中所需的化肥。
问题之六：充足的饮用水。太空旅行中充足的饮用水自然是必不可少。科学家们已经于1９９８年在月球两极的永冻带中发现了可以加工成水的原料，目前还在火星上探测是否有类似的资源。此外，航天器使用的燃料电池系统工作中产生的副产品之一就是水。尽管如此，饮用水对太空旅行还是一大挑战，任何可以利用的水资源都不能被浪费，所以无论是宇航员的尿液还是其他液体在太空旅行中都是相当宝贵的原料。
问题之七：保持实时联系。在地球上，我们可以借助各种通讯工具保持实时联系，但是在太空旅行中保持这样的联系就变得非常困难。由于地球和火星之间漫长的距离，无线电信号在两个星球之间传输至少需要20分钟时间，这样一旦出现紧急情况，宇航员将无法及时获得地球控制中心的帮助，必须凭借自己的经验和知识来解决这些问题。
问题之八：在微重力下生活。在太空站长期生活的宇航员都会出现肌肉松弛或者骨质变轻等现象，这是长期在微重力下生活的结果。对于那些需要在太空中生活更长时间的火星探险者来说，这一问题显得更加严峻。目前科学家们正在想方设法改进各种太空锻炼设备，保证宇航员的肌肉不会松弛，同时给人体的骨骼以足够的压力，使得骨质不会变轻。
问题之九：温度的急剧变化。月球表面的温度从华氏-233—212 ℃，平均温度是华氏-7 ℃；而火星表面的温度从华氏-170—17 ℃，平均温度为-76 ℃。这些温度的急剧变化显然和地球的环境相差太远。对于那些要在月球基地长期生活以及在火星探险的宇航员来说，向他们提供稳定的工作和生活环境至关重要。所以科学家们认为有必要将月球基地和火星的探测营地建在地下，同时利用加热设备提供稳定的温度。
问题之十：能源需求。未来的月球居民和火星探险人员对能源的需求是非常大的，如何确保太空旅行的能源也是一个不容忽视的问题。目前通常的解决办法是利用太阳能电池板，但是其稳定性仍然令人担忧。此外，科学家们还考虑使用核能装置来长期提供稳定的能源。
当然，科学家们最希望的是在月球和火星上能够有“意外发现”，找到可以用来作为能源材料的矿物质，这样就可以解决太空探险中的一大难题。
第二章 地球上的大气
本章规划
大气圈作为地理圈层之一对于人类生存的意义重大。地球大气圈对太阳辐射的削弱作用和对地面的保温作用，既降低了白天的最高气温，又提高了夜间的最低气温，从而减小了气温日较差，形成适宜人类生存的温度环境。另外，大气组成中氧的存在及其含量是人类和一切生物维持生命活动所必需的物质和条件。大气作为地球表层自然要素之一有其自身特有的存在和运动规律，这些规律对于人类的生存、生活和生产意义重大。大气中有复杂多变的天气现象，热、冷、风、云、雨、雪、霜等，与人的生存和生活时时发生着关系。一个地区大气的平均状态及规律与人类的生活、生产关系密切。
课程标准中对于大气方面的要求有以下几个：绘制图表并说明大气受热过程；绘制全球气压带、风带分布示意图，说出它们的移动规律；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；分析世界主要气候类型的形成原因。
教材以大气运动为主线，将大气运动的原因——能量交换作为基础铺垫；将大气运动的结果——与人类关系最密切的天气和气候，作为大气运动的深化部分呈现；将大气运动的永恒性体现——全球气候变化放在最后。
课时安排：共8课时
第一节 冷热不均引起大气运动
2课时
第二节 气压带和风带
2课时
第三节 常见天气系统
2课时
第四节 全球气候变化
1课时
问题研究 为什么市区气温比郊区高
1课时
第一节 冷热不均引起大气运动
从容说课
本节主要包括大气的受热过程、热力环流、大气水平运动三部分内容。
应重点分析讲解三个内容：①地面是大气的直接热源，此处可补充大气组成成分的内容。大气受热过程环节过多，且都有一个专业名词（如大气吸收等，由此产生的大气对太阳辐射的削弱作用、大气对地面的保温作用），过多的环节及环节的前后顺序与过多的名词造成学习困难，应利用图示帮助理解。②热力环流既是重点又是难点，可通过多媒体演示分析热力环流形成的过程与方法。同时要结合第一章内容，理解太阳辐射在纬度间分布不均是大气运动的根本原因，并归纳学习思路，热力环流形成的因果关系正确的顺序是：近地面空气的受热或冷却（气温差异是原因）→引起气流的上升或下沉运动（空气垂直运动是气温差异的结果）→导致同一水平面上气压的差异（水平气压梯度是空气垂直运动的结果）→大气的水平运动（风）。③说明三个力与风的因果关系，讲解近地面风向的确定方法。因为地转偏向力的概念比较抽象，它对大气运动方向的影响就成了难点，要强调在大气运动的方向上偏转。
三维目标
知识与技能
1.明确大气的热量来源，即导致大气运动的能量来源，使学生能运用图示说明大气的受热过程。
2.能阐述大气温室效应及其作用、大气热力环流等基本原理。
3.理解水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力对风向的影响，能运用图示解释风的形成，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。
过程与方法
1.通过探讨使学生理解“太阳暖地面、地面暖大气、大气还地面”的原理。
2.利用图表分析归纳“温室效应”。
3.通过实验活动理解热力环流的原理。
4.理论联系实际，促进对“风的形成”的理解，学会在等压线图上判断某一地的风向。
情感、态度与价值观
树立辩证唯物主义观念，增强大气环境保护意识。
教学重点
1.地面是大气的直接热源。
2.分析热力环流形成的过程与方法。
3.近地面风向确定方法。
教学难点
1.大气受热过程。
2.热力环流。
3.地转偏向力对大气运动方向的影响。
课时安排
2课时
第1课时
教学过程
导入新课
师我们在第一章中学习了地球的圈层结构，探索了内部圈层，也了解了外部圈层，地球的外部圈层有哪几个呢？
生大气圈、水圈、生物圈。
师大气圈作为地理圈层之一对于人类生存的意义重大。从今天开始，我们来学习——第二章 地球上的大气。
（板书）第二章 地球上的大气
推进新课
师太阳辐射既能到达地球表面，又能到达月球表面，但是月球表面白天的温度可高达127 ℃，夜晚则降至-183 ℃。而地球的昼夜温差要小得多，这是为什么呢？这是因为地球上有厚厚的大气层而月球没有。我们就先从大气的受热过程学起。
（板书）第一节 冷热不均引起大气运动
一、大气的受热过程
师地球上的能量主要是从哪儿获得的？
生太阳。
师我们知道万物生长靠太阳，这说明了太阳光热的重要性，而且太阳辐射能也是地球大气最重要的能量来源。那么太阳辐射穿过大气层的过程是怎样的呢？
（投影）教材图2.1——地面辐射使大气增温（引导学生观察、分析）
生有一半左右的太阳辐射能够穿透大气层到达地面。
师很好。地面吸收太阳辐射而使地面增温，所以，太阳是地面的直接热源；同时地面向外释放能量。
（板书）太阳暖地面
（学生读书）教材30页页脚处的说明
师根据教材30页页脚处的说明可知，物体的温度越高，辐射中最强部分的波长越短；物体温度越低，辐射中最强部分的波长越长。太阳表面温度达到6000 K，所以太阳辐射为短波辐射，而地面温度远远低于太阳表面温度，所以地面辐射属于长波辐射。同样，大气辐射、人体辐射等也属于长波辐射。
那么地面辐射被谁吸收了呢？
生大气层。
师正确。近地面大气中的CO2和H2O，能够强烈吸收地面长波辐射而增温，吸收率75%—95%，近地面大气又以对流、传导等方式，层层向上传递热量、贮存能量。所以，地面是对流层大气主要的直接热源。请问大气这种受热的过程有什么意义呢？
生大气受热的过程影响着大气的热状况、温度分布和变化，制约着大气运动状态。
师刚才通过学习，我们知道了谁是对流层大气主要的直接热源？
生地面。
（板书）地面暖大气
（活动）教材P31活动1
（投影图片）
师下面我们再来看看大气增温后会出现什么样的情况，大家一起做一个活动。
（引导学生自主学习，学习大气对地面保温作用的知识，实现由地面辐射到大气辐射和大气逆辐射的知识迁移）
生大气在增温的同时，也向外释放红外线长波辐射。大气辐射的一小部分向上射向宇宙空间外，大部分向下射向地面，其方向与地面辐射正好相反，故称为大气逆辐射。
所以，大气以大气逆辐射的形式将热量还给了地面，从而完成了大气的保温作用。
师非常好。地球表面及大气层里保存着的这部分热量，成为在地理环境里发生许多自然现象及其过程的能量源泉。
（板书）大气还地面
师（引导学生合作探究学习）再看第2题。为什么月球表面昼夜温差比地球表面昼夜间的温差大得多？
生地球上有大气层，由于大气的削弱作用，使地球的白昼温度不高；由于大气的保温作用，使地球的夜晚温度不会过低。
师地球大气对太阳辐射的削弱作用表现在吸收、反射和散射三个方面（可做扩展）。通过这三种削弱作用，使太阳辐射只有一半左右能穿透大气层到达地面。这是地面增温的主要能量来源。所以地球的白昼温度不高。另外，大气吸收地面辐射的能力很强，可将地面辐射的绝大部分能量储存在大气中，同时大气逆辐射又在一定程度上补偿了地面辐射损失的热量，从而起到了对地面的保温作用。地球大气对太阳辐射的削弱作用和对地面的保温作用，既降低了白天的最高气温，又提高了夜间的最低气温，从而减小了气温日较差。
月球上没有大气层，白天太阳辐射全部到达月球表面，使月球表面温度迅速升高。夜晚，月球表面辐射强烈，没有大气对月球表面的保温作用，温度下降速度很快。再加上月球昼夜交替周期比地球长，所以月面温度昼夜变化比地球剧烈得多。
课堂小结
通过刚才的学习，我们知道了大气的受热过程。即首先是太阳辐射使地面增温，“太阳暖地面”；接下来是地面辐射使大气增温，“地面暖大气”；最后是大气逆辐射使地面保温，“大气还地面”。
板书设计
第2课时
教学过程
导入新课
师地球表面的热量主要来自哪里？
生太阳辐射。
师对流层大气主要的直接热源又来自哪里？
生地面辐射。
师地球表面高低纬度间获得的太阳辐射相同吗？
生不同。
师高低纬度间大气获得的热量相同吗？
生不同。
师热胀冷缩是大气十分显著的物理特性，地球表面高低纬度间的大气存在着热量和温度的差异，必然引起大气的运动。因此各地冷热不均是大气运动的根本原因。大气运动能输送大气中的热量和水汽，引起各种天气变化。
（板书）二、热力环流
推进新课
师下面我们分组做一个实验。
（活动）P32活动2
实验用品的准备：长方形的玻璃缸（长100 cm，宽30 cm，高40 cm左右），塑料薄膜，一盆热水，一盆冰块，一束香，火柴等。
（投影）活动步骤：
（1）将一盆热水和一盆冰块分别放置在玻璃缸的两端。
（2）用平整的塑料薄膜将玻璃缸上部开口处盖严。
（3）在塑料薄膜的一侧（装冰块的盆上方）开一个小洞。
（4）将一束香点燃，放进小洞内。
（同时投影）观察烟雾在玻璃缸内是如何飘动的。问题：你发现了什么规律？由实验可以得出什么样的结论？（引导学生根据此实验过程进行总结，从中抽象出一般规律）
生香的烟雾先下沉，从装冰块的盆向装有热水的盆飘动，然后在装有热水的盆向上升起，最后飘向装冰块的盆的上方，形成一个循环。结论是：地面冷热不均带来空气环流。
师非常好。请大家看投影（引导学生分析，完成热力环流形成的简图）
（投影）

生（1）如果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。
（2）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。
（3）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。
（4）这样，大气运动最简单的形式——热力环流形成了。
（根据讲解完成热力环流形成的简图）
师（总结并板书）
大家分析得很准确。在热力环流中谈到的高压与低压都是指同一水平面上不同的地方相比较而言。在理解热力环流时，还要注意以下几点：（1）近地面与高空的气压分布状况正好相反；（2）大气的水平运动，总是由高压指向低压；（3）大气的垂直运动，近地面冷—气压高—气流下沉，近地面热—气压低—气流上升；（4）“热力环流”是大气运动中最简单的形式。
在我们日常生活中，热力环流是自然界常见的一个自然现象，请你注意观察和思考自己身边热力环流的实际例子。海陆风是热力环流在自然界的具体体现。下面请你利用热力环流的原理，完成教材P33活动3。
（投影）活动3（活动设计中注意让学生动手和动脑，通过探究式学习，对海滨地区陆风、海风对气温调节的作用得出自己的结论）
生（1）白天陆地气温比海洋高，因此陆地上为低气压，海洋上为高气压。夜间的情况正好相反。据此，图2.4A：陆——低，海——高；图2.4B：陆——高，海——低。
（2）风从高气压吹向低气压。据此，一日之内，白天风从海洋吹向陆地；夜晚风从陆地吹向海洋。
（3）略
（4）白天来自海洋的风比较凉爽湿润，对滨海地区能够起到降温的作用；夜晚来自陆地的风比较温热干燥，对滨海地区能够起到增温的作用。海陆风共同作用的结果是使滨海地区的气温日较差较小。
师答得非常准确。
（投影）海陆风
海陆热力性质不同，海洋热容量大，陆地热容量小，因此海洋升温降温较慢，陆地升温降温则较快。
白天：陆地受热升温较快，海洋受热升温较慢，从而产生了冷热差异，近地面风由海洋吹向陆地。夜晚：陆地降温较快，海洋降温较慢，从而产生了冷热差异，近地面风由陆地吹向海洋。在图中画出近地面大气的运动方向。
师如果将白天换成夏季，将夜间换成冬季，情况又会怎样？城市与郊区之间也存在着热力环流——城市风，它们是怎样形成的？了解城市风的出现有何重要意义？如果地球上在赤道和两极之间存在热力环流，这个热力环流应该怎样？这几个问题，请大家课后慢慢思考。
（小结过渡）近地面空气的受热或冷却（气温差异是原因）→引起气流的上升或下沉运动（空气垂直运动是气温差异的结果）→导致气压的差异（水平气压梯度是空气垂直运动的结果）→大气的水平运动（风）。
（板书）三、大气的水平运动
师什么是水平气压梯度呢？
生同一水平面上单位距离间的气压差叫做水平气压梯度。
师很好。气压的高低是在同一水平面上进行比较的。那么什么是水平气压梯度力？
生只要在水平面上存在着气压梯度，就会产生促使大气由高气压区流向低气压区的力，即水平气压梯度力。
（投影）北半球水平气压梯度力示意图
师水平气压梯度力的大小由谁决定？
生水平气压梯度力的大小取决于气压梯度，气压梯度越大，水平气压梯度力越大；反之越小。
师水平气压梯度力的方向应该是怎样的？
生水平气压梯度力的方向是垂直于等压线，并由高压指向低压。
师很好。水平气压梯度力是形成风的直接原因（原动力）。在水平气压梯度力的作用下，风向垂直等压线。水平气压梯度力越大，风速越大。
（板书）
生（阅读）教材P34“阅读：地球自转与沿地表作水平运动物体方向的偏移”
（投影）在水平气压梯度力和地转偏向力共同作用下的北半球风向示意图
师地球上水平运动的物体，将会受到地转偏向力的作用，北半球向右偏，南半球向左偏。风是大气的水平运动，也会受地转偏向力的影响，地转偏向力只改变风的方向，不能改变风的速度。
投影的图片中，空气质点在水平气压梯度力和地转偏向力共同作用下，始终是按两个力的合力方向运动，而水平地转偏向力始终是垂直于运动方向之右侧，最终达到水平气压梯度力和地转偏向力大小相等、方向相反，其合力为零，达到平衡状态，空气运动不再偏转而做惯性运动，形成了平行于等压线吹的稳定的风。
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。
（板书）
（过渡）
师近地面的风除了受水平气压梯度力和地转偏向力的共同作用外，还会受到摩擦力的影响，其风向还能与高空大气的风向相同吗？
生不能。
师那近地面的风会是怎样的风向呢？
（投影）在水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力共同作用下的北半球风向示意图
（引导学生探究分析）
师在近地面，大气的水平运动受哪几个力的作用？
生在近地面，大气的水平运动受到三个力的作用：水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力。
师摩擦力的方向与风向是什么关系？
生永远和风向相反。
师摩擦力能改变风向，对风速有没有影响？
生有影响。
师大气的水平运动受水平气压梯度力和地转偏向力共同作用时，风向与等压线平行；那么北半球近地面大气的水平运动同时受到水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力三个力的作用时，风向又会发生怎样的偏转呢？
生风向与等压线之间有一个夹角。
师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。此时若再加上摩擦力的影响，风向一定不再与等压线平行，而是斜穿等压线吹。一般摩擦力的影响可达离地面1500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。
（补充板书）
课堂小结
今天我们学习了热力环流和大气的水平运动两方面的知识，知道大气垂直运动的原因是地表受热不均，垂直运动又导致同一水平面上气压的差异，从而导致大气的水平运动——风。我们一起研讨了大气水平运动的三种作用力：水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力。在几种不同作用力的作用下所产生的风向变化情况：高空大气受水平气压梯度力、地转偏向力的作用，风向与等压线平行；近地面大气的运动受水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力三个力的共同作用，风向与等压线斜交。
板书设计
第二章 地球上的大气
第一节 冷热不均引起大气运动
一、大气的受热过程：太阳暖地面地面暖大气大气还地面
二、热力环流：
三、大气的水平运动
活动与探究
探究课题：分析1958年4月5日8时世界海平面气压（hPa）分布图
探究内容：（投影活动4）等压线的疏密程度反映了水平气压梯度的大小，根据教材图2.8完成下列要求。
（1）甲、乙两地，哪里的气压梯度大？简要说明判断理由。
（2）在图中画出甲、乙两地的风向。
探究办法、过程：引导学生分析图示，使学生了解等值线的有关知识。相邻两条等值线数值的差值相同，同一等值线上数值相同，等压线越密集水平气压梯度力越大。绘风向时，一定要学生自己完成。尤其在学生出现错误时，针对学生易出现的错误，有针对性地进行指导，了解学生对本部分知识掌握的薄弱处所在。
探究结果：学生合作探究，提出答案，并作图。（1）甲处的水平气压梯度大，因为甲处等压线密集，单位距离内气压差大。（2）甲处吹西北风，乙处吹东南风。
第三课时
课前准备
学生利用课外时间搜集同一区域不同发展阶段的照片，或者各种图像等，在教室里展览交流。
导入新课
通过对图片展览可以看出，不同时期，图片显示的景观显著不同。那么这种差异是什么原因引起的呢？这一节课我们就来讨论这个问题。
推进新课
师
我们也应注意到同一区域的不同发展阶段，对人类活动的作用与影响是不同的。下面以长江中下游地区为例探究在不同的社会、经济、科技条件下区域地理环境对人类活动的不同影响。
板书：
五、区域不同发展阶段地理环境的影响
师
（设置探究问题引导学生思考）首先大家一起总体描述一下，长江中下游流域与农业发展相关的自然条件如何？地势平坦、河湖众多、沼泽广布、土质黏重、气候优越。在同样的自然条件下、不同的社会发展水平条件下，自然条件对长江中下游不同时期的农业发展产生了怎样的作用？
（学生探究：同学们共同探讨）
生
（学生回答教师简要总结）略。
师
请同学们阅读课本P5～6一起来填下列表格。(教师出示下面的空表)
发展时期
社会、经济、科技水平
自然因素的影响
农业发展特点
开发早期
农业社会
工商业大发展时期到现在
板书：
发展时期
社会、经济、科技水平
自然因素的影响
农业发展特点
开发早期
落后
阻碍农业发展
耕作农业发展缓慢
农业社会
使用船只、改良土壤种植水稻、劳力丰富气候优越
河流成为交通通道，土壤适宜耕种，水稻大面积种植，精耕细作
成为我国粮食、蚕桑、棉花的主要生产基地
工商业大?发展时期到现在
人口、城市稠密，人均耕地少且零碎
不利于大规模机械化
全国粮仓以及棉花生产的地位日益下降
师
不仅仅长江中下游地区在区域发展的过程中环境对人类活动有着动态的影响，可以说任何一个区域的发展与地理环境之间都是一种动态的相互作用，所以请大家看有关学者关于区域发展阶段的论述，请同学阅读教材中的“阅读”，填写下表并谈谈自己的感受。（培养学生阅读和归纳总结能力）
区域发展阶段
社会经济特点
区位特点
人地关系
初期阶段
个别经济增长点或个别城镇发展
单一自然资源优势或交通便利等
基本上是协调的
成长阶段
经济增长点或城镇由点向面发展
产业结构、空间结构复杂
显现出不协调
后期阶段
区域整体发展萎缩
资源耗竭，区域集聚力减弱
人地关系矛盾加剧
（学生填表教师评价，然后出示参考答案。）
师
我们应该深刻认识到不同的区域发展阶段对资源的利用方式与强度是变化的，人类活动与环境之间的相互关系与作用也是变化的，所以我们要了解我们所处的区域发展阶段，树立科学发展观，促进人地协调发展。
【知识拓展】
师
西部开发是我国发展的一项重要战略，下面我们来研究一下，借鉴区域自身发展的规律，在目前的区域发展阶段，依据我国的国情如何更好地进行西部开发。
中国的西部大开发
1.西部地区的位置与范围
西部地区由西南五省、区、市（四川、云南、贵州、重庆、西藏）和西北五省（陕西、甘肃、宁夏、新疆、青海）组成。南北跨越28个纬度，东西横贯37个经度，总面积540万平方千米，约占全国面积的57%。
2.西部地区的区域地理特征
（1）地形复杂。西部几乎占据了中国的第一、二级阶梯。境内地貌类型复杂多样，有三大高原（青藏高原、黄土高原、云贵高原）、四大盆地（塔里木盆地、准噶尔盆地、柴达木盆地和四川盆地）以及众多的山脉，东西走向的天山、昆仑山、秦岭、西北走向的阿尔泰山、祁连山，南北走向的贺兰山、六盘山、横断山脉，弧形山脉喀喇昆仑山、冈底斯山、喜马拉雅山等。众多的地貌类型是形成西部自然环境复杂多样和自然资源丰富多样的基础。
（2）气候多样。主要包括三大自然区：青藏高寒区、西北干旱区、局部地区的季风气候区。
（3）地广人稀。西部地区地域辽阔，总面积540平方千米，占全国的55%。其中新疆、西藏、青海和四川的面积居全国前五位。西部人口相对稀少。总人口约27350万，人口密度为51.8人每平方千米，远低于全国水平。
（4）边境漫长。广大的西部地区有我国漫长的陆地边境线，分别与俄罗斯、蒙古、哈萨克斯坦、吉尔吉斯斯坦、塔吉克斯坦、阿富汗、巴基斯坦、印度、尼泊尔、锡金、不丹、缅甸、老挝、越南等国为邻。陆地边境线占全国陆地边境线的50%以上，有利于发展边境贸易。
3.西部地区发展的优势与劣势
（1）区位评价。西部地区地处内陆，距海较远，长期处于较闭塞的状态，这是其发展的劣势，但是，西部地区陆地边境漫长，有利于发展对外贸易。
（2）资源评价。西部地区自然资源总体上是丰富的，在矿产资源、能源和土地资源等方面均有优势，但是水资源的缺乏是制约西部经济发展的重要因素，由于西部地区深居内陆，降水稀少，随着西部开发，人口增长，经济发展，水资源的需求量将大大增加，所以要把水资源的开发和有效利用放在突出位置，以便有效改善西部的生态环境。
（3）生态评价。西部生态环境脆弱，所以开发西部要把环境保护放在首位，以实现西部的可持续发展。
（4）基础评价。西部地区基础薄弱，因此西部开发的先导工程是加快交通、通讯等基础设施的建设。
4.西部开发的方向与具体策略
（1）西部开发的方向：生态建设放在核心位置。西部地区有世界著名的大江大河的源头，有独特的自然环境造成的脆弱的生态环境。西部生态环境的好坏直接影响我国生态环境的改善和生存的长治久安，西部地区水土流失、沙漠化、资源枯竭、水环境恶化、生物多样性遭到破坏等环境恶化问题已到了刻不容缓的地步，这不仅极大地制约西部地区社会和经济的发展，而且对中华民族的生存和发展构成严重威胁。西部地区水土流失的治理、天然林的保护、沙漠化的防治可以减轻东、中部洪涝灾害和风沙危害的程度，水污染的防治可以为流域中下游的水质提供保障，合理的西部生态环境保护还可以减轻东、中部地区受风沙危害的程度，为东、中部地区提供可靠的资源保障。所以生态环境建设作为西部大开发的根本和切入点。基础建设放在第二位。产业结构调整放在第三位。
（2）西部开发的具体策略：加强生态环境的保护和建设；加快基础设施建设；因地制宜，依据当地地理、气候、资源等条件逐步发展有特色的优势产业，有条件的地方发展高新技术产业；大力发展科技和教育，全面提高劳动者的素质；进一步扩大对外开放，改善投资环境，积极引进资金、技术和管理经验。
5.西部开发中应处理好的几个问题
（1）矿产资源的开发与环境保护的关系
西部有着丰富的矿产资源，在使资源优势转化为经济优势的同时，要注意保护生态环境，因为矿产资源的无序开发会对西部的生态环境会造成以下影响：水土流失；对原始植被的破坏，以及被破坏的原始植被难以恢复而危及整个生态系统；有些资源开发会造成环境污染，如煤炭的开采、有色金属的开采与冶炼等。
（2）西部开发如何保护开发、有效利用水资源
发展节水农业。治理水污染。
（3）西部开发如何搞好生态环境的保护和建设
6.西部开发的几项标志性工程
西气东输、西电东送、青藏铁路、三江源自然保护区。
师
国家对西部大开发的政策是：加快西部开发，必须充分考虑各种有利和不利因素，在充分调动西部地区自身积极性的基础上，通过政策引导，吸引国内外资金、技术、人才等投入西部开发，有目标、分阶段地推进西部地区人口、资源、环境与经济社会的协调发展。加快开发西部地区应该是全面的，要把水资源的开发和有效利用放在突出的位置，生态环境建设、普及科学教育、推广实用技术、发展特色旅游、发展交通通信设施建设等方面，都要统筹规划。下面我们用几个例题来分析与西部区域经济发展有关的问题。（教师出投影例题。）
课件展示：
【例题剖析】
1.长期以来制约我国西部地区经济发展最主要的经济原因是（）
A.资金、技术、人才匮乏
B.农业基础薄弱
C.水土流失严重
D.自然资源不足
2.西部开发的先导工程应该是（）
A.资源开发，建设新基地
B.更新设备，改造老工业
C.交通、通讯设施建设
D.培养人才，提高技术水平
3.我国西部地区历史悠久，有许多历史文化遗迹，请列举陕西省境内的历史文化遗迹（至少四个）：___________________________。
4.加强基础设施是实施西部大开发重点工作之一，请列举“九五”期间西部地区三大铁路建设工程：____________________________。
5.在实施西部大开发中应特别注意什么问题？为什么？
6.江泽民同志强调西部大开发“要把水资源的开发和有效利用放在实出位置”，原因何在？
生
（学生讨论并回答，教师作相应提示、评价）略。
（教师出示参考答案）
参考答案：1.A2.C
3.半坡遗址、秦陵及兵马俑、昭陵、乾陵、大雁塔、华清池、西安事变旧址等
4.南疆铁路、南昆铁路、宝中铁路
5.在实施西部大开发中应特别注意要保护生态环境。因为该地区自然环境条件较差，生态环境比较脆弱，一旦破坏，再想恢复会非常困难。
6.西部地区深居内陆，降水稀少，水资源十分珍贵；随着西部开发，人口增长，经济发展，水资源需求量将大大增加；合理开发、有效利用水资源，可有效改善西部地区的生态环境。
师
课后请同学们做下面的“活动与探究”作业。
课堂小结
区域在不同发展阶段对人类活动的影响不尽相同。当前，我国正面临着机遇与挑战并存的发展时机，因而关心时事，关注社会，把握机遇，促进发展是我们未来建设者睿智的选择。
板书设计
第一节地理环境对区域发展的影响
第一课时
一、区域
（一）概念：在地理差异的基础上，依据一定方法划分出来的地球表层的空间单位。
（二）特征
1.具有面积、形状、边界等区位特征。
2.内部性质相对稳定。
3.具有不同的级别
二、地理环境差异对区域发展的影响
长江三角洲
松嫩平原
地理环境特征
区域发展特点
地理环境特征
区域发展特点
地理位置：
地理位置：
气候条件：
气候条件：
土地条件：
土地条件：
矿产资源：
矿产资源：
备注补充：
备注补充：
第二课时
三、探究：地理环境与民居
（一）北方与南方民居建筑的差异
（二）产生南北方建筑差异的自然原因
四、探究：江苏沿江开发的地理条件
（一）地理位置
（二）开发条件
（三）发展方向
第三课时
五、区域不同发展阶段地理环境的影响
发展时期
社会、经济、科技水平
自然因素的影响
农业发展特点
开发早期
落后
阻碍农业发展
耕作农业发展缓慢
农业社会
使用船只、改良土壤种植水稻、劳力丰富气候优越
河流成为交通通道，土壤适宜耕种，水稻大面积种植，精耕细作
成为我国粮食、蚕桑、棉花的主要生产基地
工商业大发展时期到现在
人口、城市稠密，人均耕地少且零碎
不利于大规模机械化
全国粮仓以及棉花生产的地位日益下降
六、探究我国西部开发的条件与方向
活动与探究
探究课题：模拟赴热带雨林、热带草原、热带荒漠、高山等地区的旅行，描述在不同地区所能观察到的主要景观和地理现象，说出到上述地区旅行应携带的主要生活用品。
内容与过程：1.全班依据同学们的个性与兴趣进行分组。
2.分组制订活动计划，建议设计如下表格，也可以进行自己个性化的设计：
序号
目的地
小组成员主要分工
计划到达时间
交通工具选择
主要考察内容与时间
主要考察方法与预期的考察成果
生活必需品
经费预算
1
2
3
……
3.以小组为单位进行资料的搜集与形成考察结果。
4.小组自主选择考察成果的交流方式：例如论文报告、图片展览、探险日记、板报等。
5.在班级以小组为单位进行交流。
第三章 地球上的水
本章规划
人类赖于生存的自然环境是由多种自然要素组成的，在第二章我们已经认识了其中一种重要的自然要素——大气，在本章内容中我们要认识的是地理环境最活跃的一个自然因素——水。不断进行的水循环运动将自然界的四大圈层紧密相连，并深刻而广泛地影响着全球的地理环境；洋流是一种大规模的海水运动，也是最重要的一种海水运动形式，它的存在同样深刻地影响着地理环境和人类活动；水资源是人类社会赖于生存和发展的不可替代的自然资源，世界人口的持续增长和经济的高速发展使人类对水资源的需求日益增加，如何协调人水关系，促使水资源的可持续发展利用是我们迫切需要关注的问题。
本章内容的学习有助于学生树立正确认识和利用自然规律，实现人类与环境和谐发展的观念；增强对资源、环境的保护意识和法制意识，形成可持续发展的观念，养成保护各种自然资源和爱护环境的行为习惯。
课时安排：共6课时
第一节 自然界的水循环
1课时
第二节 大规模的海水运动
2课时
第三节 水资源的合理利用
2课时
问题研究 是否可以用南极冰山解决沙特阿拉伯的缺水问题
1课时
第一节 自然界的水循环
从容说课
水循环是自然界中一种重要的物质和能量循环。本节内容首先介绍水圈的构成及其特点，图3.2既可以直观地说明各陆地水体之间的相互联系，也可作为水循环内容的一个情景引入。本节的核心内容是“水循环”，依其发生的领域不同可将水循环划分为三种类型，其中最重要的是海陆间循环。在该部分内容的教学过程中，教师要注重引导学生结合教材图和文字进行自主学习，探究水循环的过程和地理意义，能正确理解和表达水循环的过程，并掌握简单的绘图技能；本节活动题的设计旨在引导学生结合生活实际，关注生活，关注社会，学以致用，了解人类活动对水循环的影响，在教学时可让学生分小组收集有关黄河断流和济南泉水断流的相关资料，增强感性认识，增强危机意识；教师也可另行选择活动内容，注重指导学生研究和关注自己周围生活中，有哪些人类活动会对水循环过程产生影响？这些影响是有利还是有弊？“水循环的意义”这部分内容学生很难通过自身的体验来得到感性的认识，教师可在课前收集一些直观性较强的图片、视频材料以及文字、数字资料，使学生能更具体、直观地认识和理解水循环的意义。
三维目标
知识与技能
1.了解水圈的构成和特点。
2.理解并能绘制示意图表示水循环的过程，掌握其主要环节。
3.理解水循环的地理意义。
4.运用水循环的原理知识，分析常见的人类活动对水资源的影响。
过程与方法
通过学习水循环过程掌握分析水资源有关问题的方法。
情感、态度与价值观
帮助学生确立事物普遍联系的观点。
帮助学生树立正确认识和利用自然规律，实现人类与环境的和谐发展的观念。
教学重点
水循环的形成过程和地理意义。
人类活动对水循环的影响。
教学难点
水循环的地理意义。
课时安排
1课时
教学过程
（课件展示课题：地球上的水 同时播放音乐《高山流水》）
导入新课
水是地球上分布最广和最重要的物质，地球因为有了水才变得丰富多彩，生机勃勃。那么，地球上的水分布在哪里呢？它们又是如何运动的呢？从今天这一节课开始我们就一起来研究一下地球上的水。
（课件展示本节课题：自然界的水循环）
（课件展示图片：南极冰川、湖泊、河流、植物柔嫩的叶子）
推进新课
师大家注意观察图片，地球上的水以哪几种形式存在于我们的地球上？
生固态、液态和气态三种形式。
师我们所看到的这些图片中都有地球上的水体，地球上的水体是多种多样的，除了老师给你们看的图片还有哪些类型呢？请大家阅读教材第58页图3.1以及课文，注意图中各水体所占的比例。
师这些存在于不同空间的水体共同组成了一个圈层，也就是——
生（齐答）水圈。
师读了图3.1，可以得出这样的结论，水圈的主体是——
生海洋水。
师对！它的水量约占全球水储量的——
生（齐答）96.53%。
师可是海洋水是咸水，人类的生产和生活所必需的淡水多不多呢？陆地淡水的主体是哪一种水体呢？
生不多。陆地上淡水的主体是冰川。
师目前冰川还不能大量地直接利用，由此可见，地球上的淡水资源是非常——
生有限的。
师从以上内容我们可以看到，地球上的各种水体以气态、固态和液态三种形式可以相互转化，但同时各种水体的数量和空间分布存在着很大的差异性，因此我们可以看到水圈具有怎样的特点呢？
生水圈是一个连续而不规则的圈层。
师组成水圈的各种水体在运动的过程中是相互联系的，请大家阅读教材第58页图3.2，注意观察陆地水体是如何联系的？
（引导学生阅读教材第58页图3.2，思考讨论“读图思考”。
第一个问题的设计意图是培养学生的读图观察能力。通过读图观察，可以得出河流的主要补给水源有大气降水、冰川融水、湖泊水和地下水等。其中雨水补给是世界大多数河流的主要补给来源。第二个问题的设计，目的在于培养学生的地理思维能力。当河流与湖泊之间存在补给关系时，假若河流水位与湖泊水位有差异，则存在两种情况，即当河流水位高于湖泊水位时，由河水补给湖泊水；反之，当湖泊水位高于河流水位时，由湖泊水补给河水）
师图中河水可能有哪些来源？
生1有冰川融水、湖泊水。
师还有吗？
生2大气降水。
师对。还可能有地下水，我们可以看到，一条河流的河水往往有多种来源，也就是说有多种补给。我们举一个生活中的实例来研究一下，谁来说说长江水的补给？
生长江发源于青藏高原的唐古拉山，源头有来源于高山上的冰川融水，长江的中下游地区有许多湖泊与之相连，可以得到湖水的补给，长江大部分河段处于季风气候区，有丰富的降水，所以还有大气降水补给。
（板图：长江中下游河段及与之相连的鄱阳湖和洞庭湖）
师非常好！在长江的中下游地区，当湖水水位高于长江水位时，湖水会补给河水，但当雨季到来时，长江水位高涨，当河水水位高于湖泊水位时，它们之间的关系又会怎样？
生（齐答）河水补给湖水。
师对，所以长江水和湖泊水之间存在相互补给的关系，我们可以看到在长江处于洪水期时，湖泊对河流起到了什么作用？
生调节洪水的作用。
师非常好！这种现象对我们有什么启发吗？
生我们可以通过修建人工湖泊——水库来防洪。
师这位同学说得很好！事实上，不仅河流与湖泊之间可以相互补给，河流和地下水之间也存在类似的相互补给关系，补给的方向均取决于两者的水位高差。俗话说“井水不犯河水”，从我们研究的水体相互联系的角度来看就不科学了。我们再来看看下面这个例子：
（课件展示：“黄河下游‘地上河’示意图”，思考该河段河水和地下水之间的补给关系）
师这是黄河下游，河床远远高出周围地面，最大的高差要达到7—8米，那么河水和地下水之间会是怎样的补给关系？
生河水补给地下水。
师很好！李白曾写下这样的诗句吟诵黄河：“黄河之水天上来，奔流到海不复回。”黄河之水奔流到海后真的就不复回了吗？我们先来看下面的动画。
（动画演示：水循环）
师从动画中我们可以看到自然界的水在不断地进行着连续的循环运动，这就是我们接下来要学习的——水循环。下面请同学们结合屏幕上的问题，阅读教材第59页“水循环的过程和意义”，注意图文结合，观察图中每一个箭头的含义。
（屏幕展示思考题）
水循环将哪几个圈层联系了起来？
水循环主要发生在哪些领域？
水循环可划分为哪几种类型？
你能用更简单的示意图表示出各种类型的水循环吗？
（学生阅读完课文后回答所列问题）
生1水循环联系了水圈、大气圈、岩石圈和生物圈四大圈层。
生2水循环发生的领域主要有海洋与陆地之间、陆地与陆地上空之间、海洋与海洋上空之间。
生3水循环可划分为海陆间循环、陆地内循环、海上内循环三种类型。
师大家都回答得很正确！三种水循环中最重要的也是环节最完整的是海陆间循环，下面我想和大家一起用简单的示意图画出这一循环过程，大家要注意每一个箭头所代表的环节的名称。
（用边讲边画的方式调动学生参与教学，加强学生对海陆间水循环每一个环节的记忆）
师海陆间循环我们一起完成了，下面我想请两位同学上来完成其余两个水循环。
（两学生板画完成后，师生共同指认所画箭头的含义）
师阅读教材第59页“活动”，回答后面的问题。
生20世纪90年代末，黄河下游出现了严重的断流现象，其自然原因是气候干旱，但主要是人为原因造成的，是黄河沿河地区，特别是上游地区过度引水灌溉造成的。它对下游依靠黄河供水的地区所产生的影响是多方面的，其中最主要的是断流给沿岸地区人们生产和生活用水造成极大困难，此外也对黄河下游的自然生态环境带来极大影响。目前我国对黄河断流问题采取的主要措施包括，统一协调上、中、下游水资源开发与使用数量，对黄河水资源进行跨地区的合理调配；运用大型水利工程（如小浪底水库）对河流水资源的季节变化进行合理调节；在农业生产中大力推行节水灌溉技术和节水措施，提高水资源的利用率；等等。目前这些措施已经取得了明显的效果。
（教师可结合学生的回答进行相应补充，注意培养学生语言的组织和表达能力；根据学生提供资料的情况，可补充自己准备的图片资料，让学生能更直观地感受到黄河断流的严重性）
（课件展示：黄河断流图片和资料）

师刚才我们第一小组的同学代表的发言非常精彩，语言表达思路非常清晰，前因后果的分析也是有条有理，并且还收集了黄河断流的图片，大家看了是不是很揪心啊！黄河是我们中华民族的母亲河，孕育了我们一代一代炎黄子孙，创造了灿烂的中华文明。可由于我们无节制地对她进行索取，致使出现断流，而且断流的时间越来越长，1997年断流时间竟长达226天。黄河断流，除了刚才我们同学所说的原因外，黄河源头的过度放牧导致草原大量退化，黄河上游河段的森林大量砍伐使乔木林覆盖率几乎不到0.35%，这些都是黄河断流日趋严重的原因。水是生命之源，我们是不是应该好好反思我们的行为！
师我们再来看看第二小组又是如何解答另一个同样让我们忧虑的问题的。
（第二组代表上台发言）
生济南近几十年来的泉水断流现象，也主要与人为因素有关，其中最主要的是对地下水的过量开采和使用，导致地下水位的下降。确保泉水长流的措施，一方面可以从改善当地的生态环境入手，如通过增加植被的覆盖率、保持水土等措施，增加地下水的渗入量；另一方面应采取果断而有效的措施，如关闭自备水井、实行地下水开采许可证制度等，合理利用地下水资源，防止对地下水的过度开采。
师这位同学说得也很好！由于人们过度抽取地下水导致地下水位明显下降，泉眼枯竭在全国很多地区极为常见。随着对水资源需求的增加，人们常常不顾客观自然规律，盲目向自然界要水。上面两个事例都体现了人类活动对水循环的不良影响，你们有没有发现主要是影响了水循环的哪些环节？
生地表径流和地下径流。
师对！我们可以看到，不合理的人类活动必然对水循环产生不合理的影响，那么，人类能否通过改变水循环的某些环节，促进水循环的形成呢？能不能举出生活中的一些例子来？
（鼓励学生积极发言）
生1人类可通过人工催云、人工降雨改变降水这一环节。
生2还可以修水库、跨流域调水、引水灌溉改变地表径流。
师很好！譬如我国正在实施的南水北调工程。大家说得都非常好，还可以通过补充地下水、植树造林、改变地下径流等。
师通过上面内容的学习，我们可以看到水循环原理在我们生活中普遍存在，水循环对地理环境有着极为重要的意义。
（视频1：“滚滚长江东逝水”）
师长江水属于水循环中哪一个环节？
生地表径流。
师它为什么能源源不断地东流入海而不枯竭呢？
生因为不断地有降水补充。
师正因为不断进行的水循环，使长江水得到了不断的——
生（齐答）更新。
师对！水循环促使地球上的各种水体得到不断的更新。我们再来看一下其他几个素材又体现了水循环的哪些意义？
（图片：“黄土高原地貌”）
师黄土高原当初形成的时候，地表是平坦的，是什么使它形成今天这种千沟万壑的地表形态？
生黄土高原土质疏松，植被稀疏，再加上夏季降水集中，而且多暴雨，流动的地表径流对高原表面的长期侵蚀形成了今天的黄土高原。
师回答得很好！水循环是自然界最富动力的循环运动，它不断地塑造着地表形态。
（图片：舟山渔场）
师舟山渔场是我国最大的渔场，它为什么能成为我国最大的渔场呢？与水循环有什么关系呢？
生1处于大陆架，阳光充足。
师还有原因吗？
生2暖流与沿岸北下的冷水相遇。
师很好，它的成因还和长江、钱塘江在其附近入海有关，谁来具体讲讲？
生3因为长江、钱塘江入海带来了大量的营养物质，所以这里饵料很丰富。
师不错！下面请同学们结合刚才的材料分析和总结一下水循环的地理意义。
（学生讨论后发言，课件展示结论）
促进水资源更新，维持水量平衡；
促进能量交换和物质迁移；
影响全球气候和生态；
塑造地表形态。
课堂小结
今天这节课我们学习了水圈的构成和特点，各水体之间的相互联系以及水循环的过程和意义。
板书设计
活动与探究
1.“水资源是可以更新的，所以它是取之不尽，用之不竭的”，你同意这样的观点吗？写一篇小论文，课后评比。
2.请你提出10条节水建议。
第四章 地表形态的塑造
本章规划
通过以上三章内容的学习，学生掌握了地球的运动规律和圈层结构，知道了地球上最富动力的两大因子——大气和水。通过本章的学习，使学生进一步懂得大气和水是塑造地表形态的两大主要外力。当然，自然科学和哲学总是相通的，营造地表形态的力量不仅有外力作用，内力作用才是最根本的。本章通过具体的案例来说明内力作用和外力作用对地表形态塑造所起的作用是不同的。教学时应选取学生熟知的图片或例子，或用多媒体动画的形式来演示，使学生增强感性认识，以更好地理解比较抽象的地理原理。
青少年学生正处于世界观的形成时期，学习本章内容，可以使学生更好地树立辩证唯物主义的思想。通过内、外力作用对地表形态的塑造使学生理解矛盾是对立统一的。
课时安排：
共6课时
第一节 营造地表形态的力量
1课时
第二节 山岳的形成
2课时
第三节 河流地貌的发育
2课时
问题研究 崇明岛的未来是什么样子
1课时
第一节 营造地表形态的力量
从容说课
本节是总论，全面剖析营造地表形态的力量主要有内力作用和外力作用两类。从能量来源、表现形式、作用速度及对地表形态的影响等方面阐述内力作用。教学中要运用实例具体说明内力作用的速度不同，对地表形态造成的影响也不同；从发生条件、能量来源和作用方式等方面阐述外力作用，运用学生熟悉的例子说明不同方式的外力作用彼此之间的关联及对地表形态的影响；从两个层次说明岩石圈物质的循环过程。第一个层次：每一类岩石的形成过程及其牵涉的内、外力作用。第二个层次：各种岩石间的相互转化关系。地壳物质循环是内、外力作用共同促使的，内力作用产生了地表的高低起伏，形成了地表的基本格局，而外力作用则总是减小地表形态的高低差异。
三维目标
知识与技能
1.内、外力作用和表现形式，内、外力作用对地表形态的塑造。
2.了解地壳物质的循环过程。
3.运用图表资料分析、表达地理事物的能力。
过程与方法
1.自主学习，讨论法。
2.探究与活动，理解地壳运动的特征。
3.利用景观图片分析地貌的成因。
情感、态度与价值观
教学重点
1.了解地表形态的形成和发展。
2.了解地壳物质的循环过程。
3.认识地表形态对人类生产、生活的影响。
教学难点
地表形态形成过程的分析。
课时安排
1课时
教学过程
导入新课
师同学们，通过前面三章的学习，我们知道大气和水是我们所生活的这个星球最富动力的两大因子，而且是生物维持生命活动的必要条件。但是，它们的作用还远不止如此，我们今天所看到的千姿百态的地球表面与水和大气的功劳也是密不可分的。当然，地表形态的形成还有着其他重要的因素，今天我们就来学习——第四章 地表形态的塑造（板书）。
（出示投影：山地、高原、盆地、丘陵、平原五种地貌形态的景观图片）

师以上我们看到的五种景观反映了什么内容？
生地形的五种形态。
师对，而地貌，它是我们可以直接感知的地球表面的起伏形态。但是我们今天所看到的地表形态并不是自地球诞生以来就是这个样子的，地球经历了漫长时间的演化，地表形态也发生了沧海桑田的变化。那么是什么力量影响、改变着地表形态呢？让我们一起学习：第一节 营造地表形态的力量（板书）。
推进新课
师是什么力量使地表形态发生着巨大的改变呢？是地质作用，就是地球上由于自然界的原因，引起地表形态、组成物质和内部结构发生变化的作用。地质作用主要有哪几种形式呢？
生（看书）回答：内力作用和外力作用。
师很好！那么什么是内力作用呢？请大家思考：内力作用的能量来自什么？内力作用通过哪些形式表现出来？这些形式对地表形态的影响程度、影响结果有何不同呢？
（结合案例①播放录像“喜马拉雅山的形成”和“维苏威火山的喷发”）
生（分组讨论，分析这两种形式有什么共同点？在哪些方面存在着不同？）
师请一个同学先来说一说他们小组讨论的共同点。
生1我们小组认为，它们都是内力作用的表现形式，它们的能量都来自地球内部，主要是放射性元素衰变所产生的热能。
师很好！我们再请一组选一个代表说一说他们讨论的不同点是什么。
生2它们是内力作用的两种不同表现形式。对地表形态作用的速度不同，形成喜马拉雅山是地壳的运动，是极其缓慢的；维苏威火山的喷发是岩浆活动的剧烈表现，速度很快，迅速地改变了地表形态。
师总结得太好了！思路清晰，分析透彻。但是哪一种对地表形态的改变更为显著呢？
生（齐声）地壳的运动（或喜马拉雅山的形成）。
师对！内力作用的表现形式除了以上两种，还有变质作用，但是变质作用发生在地壳的深处，不能直接塑造地表形态，所以在内力作用中，地壳运动才是塑造地表形态最主要的方式。那么地壳运动又是怎样塑造地表形态的呢？
（播放动画“岩层的水平运动”，查成语词典，找出成语“沧海桑田”的出处和本意）
师刚才我们看到的动画反映了地壳的岩层在什么方向上的运动？
生水平方向。
师对。那么“沧海桑田”又反映了地壳怎么样的运动呢？
生1 上升运动和下降运动。
生2垂直运动。
师很好！水平运动和垂直运动在对地表形态的塑造上有何不同呢？
生（看书讨论后回答）水平运动会在地表形成断裂带和巨大的褶皱山脉；垂直运动引起了地势高低起伏和海陆变迁。
师在地壳中，这两个方向的运动是同时存在的，它们总是相互作用、相互影响。但是在不同的时期和不同的区域，这两个方向的运动是有主次之分的。总体上地壳的运动以水平运动为主，以垂直运动为辅。内力作用在地表形成大陆与洋底、山脉与盆地，奠定了地表形态的基本格局，使地表产生了高低不平。
（活动探究）
（P75活动。活动1比较简单，通过三根大理石柱的外观变化，即可判断海岸在不同时期处于何种运动状态，但第三问稍有难度，需要对学生启发引导。活动2需要结合初中地理中国地形部分的内容，将中国主要山脉投影展示，让学生展开讨论，得出结论）
师请同学们看活动1，思考后回答。
生1（第一问）从公元79年至15世纪，海岸处于下沉运动，原因是三根大理石柱在公元79年时底部被火山灰覆盖，15世纪时被覆盖部分却沉到了海平面以下。
师很好，我们再请一个同学说说第二问。
生2说明了从公元15世纪至18世纪，那不勒斯湾海岸处于上升运动，判断依据是那时大理石柱上留下了被海生动物钻孔的痕迹。
师嗯，分析得不错。我们再请一个同学来讲一讲第三问——那不勒斯湾海岸的地壳运动说明了地壳运动具有哪些特征？
生3说明了地壳在垂直方向上的运动。
师对。那么请大家思考一下，那不勒斯湾海岸在不同的时期表现出不同的运动，有时上升，有时下降，这又说明了地壳运动具有什么特征呢？（启发学生：在时间上有什么特征？）
生（齐声）说明了地壳的运动具有周期性特征。
师很好！下面请看活动2。
（投影“中国的山脉”）
1.请大家仔细看地图，讨论后说出我国山脉的主要是什么走向，思考：为什么说山脉是我国地形的骨架？
2.如何理解我国地形网格状的分布格局？
生（分组讨论）
师好，先请一个小组选一个代表来谈谈中国的山脉走向主要是哪些方向。
生1我国山脉走向有东西走向，还有东北—西南走向，也有南北走向和西北—东南走向的。
师（总结）很好，同学们观察得很仔细，表达也很准确！我国山脉的走向以东西走向和东北—西南走向居多，南北走向和东北—西南走向的山脉较少。那么如何理解“山脉是我国地形的骨架”呢？
生山脉在地表面的分布就像我们人身上的骨头，彼此交织，构成了基本的“大地形体”。
师很好。下面再请一个小组选一个代表谈谈他们是如何理解“我国地形的网格状分布格局”的。
生2我国山脉在地表面横竖交织，好像编网，织成了一个个的“格子”，而其他的地形区就是分布在这些“格子”里的。
师说得真好！我们国家地域辽阔，有四大高原、四大盆地、三大平原，它们正是镶嵌在山脉之间，从而和山脉一起构成了我国地形的“网格状分布格局”。
师通过刚才的学习，我们了解了内力作用奠定了地貌的基本格局，但是外力作用也一刻没有停止过，那么什么是外力作用呢？外力作用有哪几种表现形式？它们又是怎样塑造地表形态的呢？
（学生看书，讨论）
师（总结）地球表面的风、流水、冰川、生物等会引起地表形态的变化，这些作用统称为外力作用。外力作用的能量来自太阳辐射能。
（播放录像“岩石的风化”）

师在温度、水以及生物等的影响下，地表或接近地表的岩石容易发生崩解和破碎，形成许多大小不等的岩石碎块或砂粒，这种作用叫风化作用。
（播放录像“流水的侵蚀”，动画“沙漠地区风力侵蚀作用”，投影图片“海蚀陡崖”和“阿尔卑斯山的冰斗和角峰”）

师以上我们看到的现象主要是由什么作用形成的？这种作用主要由哪些外力作用形成的？
生侵蚀作用。形成侵蚀作用的外力主要有水、冰川、风等。
师对。侵蚀作用使被侵蚀掉的物质离开原地，原地就形成了侵蚀地貌。同学们想一想，风化或侵蚀作用的产物到哪里去了呢？
生被搬运到了低洼的地方堆积起来，形成了堆积地貌。
师很正确！请看图片。
（投影图片“塔克拉玛干沙漠沙丘”“太湖平原”）

师以上两幅图片中的景观是怎样形成的？
生沙丘是由于风力减小，携带的沙子堆积在地表形成的；太湖平原是由于流水携带的泥沙长期沉积而成的。
（讨论：内力作用和外力作用有着怎样的关系）
生内力作用使地表形成高低起伏，而外力作用是使地表起伏状况趋向于平缓。在地表形态的塑造过程中，它们总是同时起作用的。
师很好！内力作用和外力作用是一对矛盾，既对立又统一。在地表形态的形成中，内力作用是主要方面。
（P77活动：思考讨论并回答这两个问题）
问题：这些地貌主要是在什么外力作用下形成的？推测这些地貌是如何形成的？
（学生对第一幅图片“黄土高原”应该能够较好地认知，但黄土土质疏松、华北夏季多暴雨、植被较少，需教师作引导；第二幅图片是沙漠地区风蚀地貌景观；第三幅图片反映的是冰川地貌，学生较为陌生，需教师加以讲解）
生1（第一幅图片）黄土高原千沟万壑的地表形态是由于流水的侵蚀作用形成的，原因是黄土高原地表植物较少，加之土质疏松、夏天多暴雨。
生2（第二幅图片）沙漠地区风力较大，风携带沙子对地表的岩石打磨，形成了风蚀柱、风蚀蘑菇等。
生3（第三幅图片）高山冰川向下运动时，把地表物质刨掉并带走，下降到一定高度时，冰川融化，因此携带的大、小石块被散落到原地，形成了图中的景观。
师（总结）大家分析得很具体、很科学。内、外力共同对地表形态进行塑造，这一过程本身也是岩石圈物质的循环过程。
（学生看书，了解三大类岩石及它们的关系）
师请同学们思考一下，三大类岩石的形成分别与哪些内、外力作用有关？
生1岩浆岩主要是岩浆沿着岩石圈的薄弱地带侵入岩石圈的上部或喷出地表，冷却凝固而成，是由内力作用形成的。
生2沉积岩是地表被侵蚀的物质被风、流水等搬运后沉积下来，经固结成岩作用而成的，是外力作用。
生3变质岩是已经生成的岩石，在一定的温度和压力下发生变质作用而形成的。
师对。各类岩石在岩石圈深处或岩石圈以下发生重熔再生作用，又成为新的岩浆。岩浆在一定的条件下再次侵入或喷出地表，形成新的岩浆岩，并与其他岩石再次接受外力的风化、侵蚀、搬运和堆积。这样，岩石圈的物质就处于永不停止的循环转化之中。
（读图4.8，同桌协作，绘制出地壳物质循环过程示意图）
课堂小结
岩石圈的物质循环一刻不停地进行着，我们今天所看到的地表形态，只是岩石圈的物质循环在一段时期内留在地表的痕迹而已。因此，在自然界中物质的运动是绝对的，静止是相对的，我们要用发展的眼光来看待地壳的演化。
板书设计
活动与探究
结合家乡的地貌类型，说一说这种地貌类型在地质历史上是如何形成的，其中发生着怎样的地壳物质循环。（可写成小论文形式）
第一章 行星地球
本章规划
绝大多数地区的中考不考地理，鉴于这一客观情况，学生在初中阶段对学习地理不够重视，兴趣往往不够浓厚，甚至抱有排斥的情绪。因此，本章的教学任务就不只是教参中所述的几条。作为高中地理教学的开篇，本章内容难点较多，教学中一方面要使学生掌握规定的知识、技能和方法，另一方面也要为后面的地理学习培养兴趣，打下良好的心理基础。
地球是宇宙中的一颗行星，教材以地球为中心，首先从地球在宇宙中所处的星系环境让学生了解地球是一颗什么样的行星，再讲述太阳辐射和太阳活动时刻影响着地球，这些内容难度不大，使用录像和相关图片可以引发学生的学习兴趣。地球的运动规律及其地理意义是本章最难理解的部分，但与我们的日常生活密切相关，教学时可从日常生活中选取事例进行说明和讲解，同样会激发学生的学习兴趣，教学中应辅以多媒体演示突破难点。本章最后的教学内容是地球的圈层结构，反映了全章内容由远及近、由外到内的空间逻辑，教学中应体现这一特点。
课时安排：共7课时
第一节宇宙中的地球
1课时
第二节太阳对地球的影响
1课时
第三节地球的运动
3课时
第四节地球的圈层结构
1课时
问题研究 月球基地应该是什么样子
1课时
第一节 宇宙中的地球
从容说课
本节涉及许多天文现象和天文知识，谈“天”是为了说“地”，讲述天体是说它们组成了地球的宇宙环境，强调宇宙的物质性；讲天体系统是为了说明宇宙有序、有层次，也是有结构的物质世界，要从天体层次中找出地球在宇宙中的位置；讲太阳系的组成和八颗行星的运动特征和结构特征，是为了证明地球只不过是宇宙中一颗普通的行星。这些都是围绕“地”来展开的。教学中要围绕地球这一主体，通过录像的放映和图片的展示吸引学生的眼球，把学生带往神秘的宇宙，站在宇宙的某一个角度来审视地球，先由近及远再由远及近，镜头一拉一伸，既可透彻解剖知识体系，又可创造神秘而激动人心的氛围，为后续的教学作好铺垫。教学中要用比较分析的方法，使学生对日地距离和地球本身的体积、质量适中有准确的认识，理解地球上为什么有生命存在，并由此知道地球的特殊性。
三维目标
知识与技能
1.了解天体的主要类型和天体系统的层次。
2.运用资料说明地球是太阳系中一颗既普通又特殊的行星，理解地球上生命存在的原因。
3.培养用比较分析的方法解决有关地理问题的能力。
过程与方法
1.分析图片，形成宇宙物质性的观念，形成天体系统各层次的感性认识。
2.利用图表分析法和比较法自主探究地球在太阳系中的普通性和特殊性。
情感、态度与价值观
通过学习帮助学生树立正确的宇宙观。
教学重点
1.天体系统的层次及地球在宇宙中的位置。
2.地球的普通性和特殊性，地球上生命存在的条件。
教学难点
地球上生命存在的原因。
课时安排
1课时
教学过程
导入新课
师这是我们进入高中以来的第一节地理课。我知道大家在初中学过地理，也许你对地理很有兴趣，也许你不曾重视地理，但只要你学过地理，你应该体会到地理知识在我们的日常生活中会给你很多帮助。
今天我们学习的地理与初中时有了许多的不同，它不仅仅是学习某个地理事物在什么地方。人们总是用“上知天文下晓地理”来形容某人知识的渊博，今天我们就一起到浩瀚的宇宙去遨游一番，从宇宙的深处看看我们的地球。
（板书）第一章行星地球 第一节 宇宙中的地球
推进新课
师何谓宇宙？我国战国时期的《淮南子·原道训》中指出：“四方上下曰宇，古往今来曰宙，以喻天地。”其实宇宙就是时间和空间的组合，无始无终，无边无际，而各种天体则是宇宙中物质的各种各样的存在形式。
晴朗的夜晚，当我们仰望星空，会看到繁星点点，这些都是天体，你能认识哪些天体？
生（可能的答案）月球、牛郎星、织女星、北斗七星、北极星、流星、彗星……
师很好，不少同学都能认识很多的天体。宇宙中的天体还有很多，我们来看一段录像。
（放映录像：有关宇宙的片段，对各类天体及天体系统的介绍）
师录像中都有哪些天体呢？
生（多人分别回答）闪烁的恒星、云雾状的星云、不断移动的行星、拖着长尾的彗星、一闪即逝的流星、绕行星转的卫星……
师还有星际空间的气体和尘埃，这些都是自然存在的天体，像人造卫星、神舟飞船、各种探测器等则是人造天体。下面请大家把书翻到第2页，看图1.1中的四幅图片，阅读a、b、c、d四段文字。
师（投影图片并讲述）
①星云是由气体和尘埃组成的呈云雾状外表的天体，主要组成物质是氢。蟹状星云是金牛座中的一团无定形的膨胀气体云，它的大小为12光年×7光年，总辐射强度比太阳强几万倍。
②行星是在椭圆轨道上围绕太阳运行的、近似球体的天体，质量比太阳小，以表面反射太阳光而发光。土星有美丽的光环，被较多的卫星所拱卫。它的体积约是地球的740倍，质量约是地球的95倍。
③流星体是行星际空间的尘粒和固体小块，数量众多。沿同一轨道绕太阳运行的大群流星体，称为流星群。流星群与地球相遇时，人们会看到天空某一区域在几小时、几天甚至更长时间内流星数目显著增加，有时甚至像下雨一样，这种现象称为流星雨。大多数流星雨是以辐射点所在星座或附近的恒星命名的，如照片所示的狮子座流星雨，是1998年天文工作者在西班牙拍摄到的。
④彗星是在扁长轨道上绕太阳运行的一种质量较小的天体，呈云雾状的独特外貌。哈雷彗星是第一颗经推算预言必将重新出现而得到证实的著名大彗星。哈雷彗星出现时，景色蔚为壮观，彗尾横跨半个天空，与银河争辉。哈雷彗星的公转周期是76年。
师借助天文望远镜和其他空间探测手段，人们还可以观测到更多更遥远的天体。宇宙中有如此之多的天体，那我们居住的地球在宇宙中的位置是怎样的呢？
（板书）一、地球在宇宙中的位置
（投影教材图片“天体系统”，看图讨论）
（合作探究）
生（讨论）
师请一位同学说说地球在宇宙中的位置。
生（一生描述地球在宇宙中的位置）
师答得好！宇宙处于不断的运动和发展之中。天体之间相互吸引和相互绕转，形成天体系统。目前，人们认识到的天体系统，从小到大排列，有以下几个层次：
●月球绕地球公转，构成地月系。月地平均距离为38.4万千米。
●地球和水星、金星、火星、木星、土星、天王星、海王星等行星及其卫星，以及小行星、彗星、流星体等天体围绕太阳公转，构成太阳系。地球是离太阳较近的一颗行星，日地平均距离1.5亿千米。太阳是太阳系的中心天体，占太阳系总质量的99.86％。
●太阳和千千万万颗恒星又组成庞大的恒星集团，称为银河系。在银河系中，像太阳这样的恒星有1000多亿颗。银河系主体部分的直径约为8万光年，太阳系与银河系中心的距离大约为2.7万光年。光年是计量天体间距离的单位，1光年即光在一年中传播的距离，约为 94 605 亿千米。
●银河系以外还有许许多多同银河系规模相当的天体系统，称为河外星系，简称星系。用目前最大的望远镜，可以观测到数以十亿计的星系，其中离我们最远的估计为150亿—200亿光年。天文学上把银河系和现阶段所能观测到的河外星系，合起来叫做总星系，这就是目前我们能观测到的宇宙范围。
师根据我们刚才学习的知识，大家一起来看教材第4页的活动。
（合作探究）
生（按照天体系统的层次，填写下面的框图）
师（学生填写后）哪位同学说说你是怎么填的，其他同学可以补充。
生（一生回答，他生评论）
师答得好！
（投影）（师按下列体系充实讲解）
师（过渡）我们已经知道了地球在宇宙中的位置，地球在宇宙中可能显得太渺小，在银河系中想发现它的身影也比较困难，在太阳系中虽无法与太阳齐肩，但也算是八颗行星骨干之一了，特别是太阳对地球的关照很多，使地球在平凡之中作出了特别的表现。我们就到太阳系中了解一下地球。
（板书）二、太阳系中的一颗普通行星
（投影图片：太阳系模式图）
师太阳系中有哪八颗行星？按离太阳由近及远的顺序，请一位同学看图回答。
生水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。
（方法引导）
师回答正确！八颗行星绕太阳的转动叫公转，我们常用运动方向、轨道平面和运动轨迹等来描述八颗行星的公转运动。下面我们来做一项活动，了解八颗行星的运动特征。
请大家继续看投影，仔细观察表示八颗行星公转方向的箭头，八颗行星公转的方向有什么特点呢？
（合作探究）
生方向相同。
师大家观察得很准确，回答得非常好！八颗行星公转具有同向性的特点。大家再看表1.1——八颗行星轨道倾角与偏心率，然后回答：八颗行星公转运动的轨道倾角与偏心率分别是大还是小？
生轨道倾角与偏心率都较小。
师很好！八颗行星的轨道倾角大多小于4°，只有水星的稍大一些，最大也不过7°。因此，八颗行星的轨道面几乎在同一平面上，说明它们的轨道具有共面性的特点。八颗行星的轨道偏心率大多接近0，只有水星较大，为0.21。它们的公转轨道同圆相当接近，有近圆性的特点。
哪一位同学来总结一下八颗行星的运动特征？与其他行星相比，地球在运动特征方面有没有特殊的地方？
生八颗行星的运动特征是同向性、共面性、近圆性。地球在运动特征方面没有特殊的地方。
师非常正确！地球具有的运动特征，其他七颗行星也有。下面再请大家看投影。
（投影：太阳系八颗行星的比较数据 见下表）
太阳系八颗行星的比较数据
行星
质量
（地球为1）
体积
（地球为1）
平均密度（g/cm2）
公转周期
自转周期
类地
行星
水星
金星
地球
火星
0.05
0.82
1.00
0.11
0.056
0.856
1.000
0.150
5.46
5.26
5.52
3.96
87.9d
224.7d
1a
19a
58.6d
243d
23h56min
24h37min
巨行星
木星
土星
317.94
95.18
1316.000
745.000
1.33
0.70
11.8a
29.5a
9h50 min
10h14 min
远日
行星
天王星
海王星
14.63
17.22
65.200
57.100
1.24
1.66
84.0a
164.8a
约16h
约18h
师按照距日远近、质量、体积等结构特征，可以把八颗行星分为三大类。请你分析数据，回答下列问题：类地行星、巨行星、远日行星分别具有哪些特征？
生（可以让不同的同学进行补充）
师（评价学生答题情况，多鼓励）根据表中数据，我们可以发现这三类行星分别有以下特征：
类地行星：包括水星、金星、地球和火星。距离太阳近，表面温度较高，体积和质量都小，平均密度大。另外，类地行星中心有铁核，金属元素含量高。卫星很少，或者没有。
巨行星：包括木星和土星。距离太阳比类地行星远，表面温度低，体积和质量都很大，平均密度都很小。它们的卫星数目多，并且有光环。
远日行星：包括天王星、海王星，它们距离太阳远，表面温度很低，都在-200 ℃以下，平均密度大体上介于前两类之间。远日行星表层气体以氢和甲烷为主。远日行星都有卫星，有光环。
师地球与水星、金星、火星相比，有没有特殊的地方？
生没有。
师从表中可以看出，在太阳系的八颗行星中，地球的质量、体积、平均密度和公转、自转运动有自己的特点，但并不特殊。因此，地球是太阳系中一颗普通的行星。
师（过渡）然而，地球贵在是一颗适于生物生存和繁衍的行星。
（板书）三、存在生命的行星
为什么地球上会出现生物？这与地球所处的宇宙环境，以及地球本身的条件有着密切的关系。请大家看书P6内容，讨论地球上有生命存在的条件有哪些。
生（读书，讨论，总结）
师温度和水分条件：日地距离适中（1.496亿千米），使地表平均气温为15 ℃，有利于生命过程的发生和发展；地球上的温度，还有利于水以液态存在。
适合生物呼吸的大气：地球的体积、质量适中，吸引大量气体聚集在地球周围，又经过漫长的演化，形成了以氮、氧为主的适合生物呼吸的大气。
海洋的形成：首先，地球内部的放射性元素衰变致热和原始地球重力收缩，使地球内部温度升高，结晶水汽化；其次，地球内部的物质运动，例如火山爆发，加速了水汽从地球内部逸出的过程；再次，地表温度的逐渐降低，使水汽经过凝结、降雨，落到地面低洼处，形成原始的大洋。原始大洋的出现，孕育了原始的单细胞生物，并逐渐向高级生物进化。
师（设问）地球以外有没有生命？请大家阅读教材P6：探索地外文明。我们要找地外生命，应该考虑哪些因素？
生应该参照地球上出现生命的条件来寻找。
师很好！下面我们一起在再做一个活动，主题是：如何在茫茫的宇宙中确定寻找外星人的方向？
提示：生命的出现需要哪些条件？寻找一颗什么样的恒星？在这颗恒星周围的什么地方找一颗行星？这颗行星需要具备什么样的条件？……
（合作探究）
生（学生根据教材P7“活动”的设计，以小论文的方式谈谈自己的思考）……
课堂小结
通过本节的学习，我们知道宇宙的范围是非常之大。随着人类探测手段的发展，人们观测到的宇宙范围还会扩大，人们对地球在宇宙中的位置的认识也就会越准确和全面。我们还学习并知道了地球的普通性与特殊性，以及地球上存在生命的原因。这就为同学们将来寻找地外生命和地外文明指明了方向。
板书设计
活动与探究
探究课题：如何在茫茫的宇宙中确定寻找外星人的方向？
探究内容：生命的出现需要哪些条件？寻找一颗什么样的恒星？在这颗恒星周围的什么地方找一颗行星？这颗行星需要具备什么样的条件？……
探究办法、过程：上网或到图书馆查阅资料。
探究结果：小论文，班级展评。
第五章 自然地理环境的整体性与差异性
本章规划
教材的第二、三、四章分别从各自的角度介绍了自然地理环境的几个要素——大气、水、地貌。本章内容在于向学生揭示各自然地理要素之间不是相互孤立的，而是互相影响、互相渗透、互相制约的，从而构成了地理环境的整体性。但地理环境的整体性是相对的，而差异性是绝对的。自然地理环境在一定方向上发生分化，形成了自然地理环境的地域差异。本章的理论性较强，教学时应选取相应的图片或录像等直观地向学生展示地理环境，使学生产生充分的感性认识，并在此基础上引导学生分析地理环境的整体性和差异性。通过学习，应使学生理解地理环境整体性的内涵和陆地环境地域分异的规律。通过本章内容的学习，还应使学生建立动态的、联系的、立体的分析问题的思维方式。
课时安排：共5课时
第一节 自然地理环境的整体性
2
课时第二节 自然地理环境的差异性
2
课时问题研究 如何看待我国西北地区引进欧洲冷季型草坪
1课时
第一节 自然地理环境的整体性
从容说课
要使学生理解自然地理环境的整体性，就要先让学生了解地理环境的复杂性。教学中可通过一段录像来引出这一问题，选取的地区应具有典型性和鲜明性（如西双版纳或内蒙古草原），引导学生分析景观录像中各地理要素之间是如何相互影响和相互制约的。自然地理环境整体性的原因就是地理要素间不是简单的汇集，而是各要素间进行着物质与能量的交换，通过教材P93活动，以生物为例，说明地理环境的要素通过与其他的要素之间进行物质与能量的交换改变了其他要素的性质，从而改变了自然地理环境的性质。在理解了自然地理环境的整体性之后，又从三个方面诠释了地理环境的整体性：地理要素间相互作用产生新功能、自然地理环境具有统一的演化过程、地理要素的变化会“牵一发而动全身”。通过本节内容的学习，使学生懂得在利用自然的过程中，不能把地理要素彼此割裂开来，而应充分认识到各要素之间的密切联系，统筹考虑，避免不合理的利用给生态带来不良的后果。
三维目标
知识与技能
1.理解自然地理环境整体性的基本内涵。
2.了解自然地理环境整体性的表现。
3.使学生树立普遍联系的观点，在利用和改造自然中要充分考虑各地理要素的关系，避免牵一发而动全身。
过程与方法
1.探究与活动，理解地理环境的整体性。
2.利用景观图片分析地理环境的整体性。
情感、态度与价值观
帮助学生树立事物是普遍联系的思想，在利用自然中要做到统筹考虑。
教学重点
1.地理环境的整体性原因。
2.地理要素间相互作用产生新功能。
3.自然地理环境的演化过程具有统一性。
4.自然地理环境要素会“牵一发而动全身”。
教学难点
地理要素间相互作用产生新功能；自然地理环境具有统一的演化过程。
课时安排
2课时
第1课时
教学过程
导入新课
师同学们，在第一章中，我们学习了“地球的宇宙环境”，现在我们要学习的是“自然地理环境”。“环境”一词的含义是相对于某一中心事物而言其周围的境况。那么这两个“环境”的中心事物有什么不同吗？
生前者的中心事物是地球，后者的中心事物是人类。
师对！我们了解了地理环境是由许多种要素共同组成的。在前面的学习中我们的眼光一直是停留在某种单一的地理要素上，但是组成地理环境的各要素是相互影响和相互制约的，地理环境具有整体性。今天我们就来共同认识地理环境的整体性。
（板书）第一节 自然地理环境的整体性
(播放录像片断“西双版纳自然风光”)
推进新课
师同学们欣赏了西双版纳迷人的热带风光，请思考一下片中的自然景观包含了哪些地理要素？
生包含了大气、水、岩石、生物和土壤五个地理要素。
师不错。那么这五个地理要素是偶然地在空间上的汇聚吗？如果不是，它们之间又有着怎样的联系呢？
生这五个地理要素不是简单地汇集在一起，而是通过水循环、生物循环和岩石圈物质循环等过程，在它们之间进行着物质运动和能量交换，从而形成了一个相互渗透和相互作用的整体。
师很好。请举例说明在西双版纳这几个地理要素之间是如何相互制约、如何保持景观的一致性的。
（生回答，师总结）西双版纳是热带季风气候，降水很丰富，因此植物种类繁多，相应的动物种类也很多。地表径流也因降水多而很发达，土壤是淋溶性非常强的砖红壤。总之，西双版纳的自然地理要素并不是在空间上的简单地汇集，而是彼此相互影响，相互制约，表现出高度的统一性。
师让我们来看一看教材P91的活动。请思考：
1.图中有哪几种地理要素？
2.水在各要素间是如何转换的？
3.太阳能在各要素间是如何传递的？
生1图中的地理环境要素有大气、水、岩石、生物和土壤。
师对。那么请大家思考一下，水在这几个要素间是如何传递的？
生2大气降水使土壤、水圈和生物不断获得水分的补给。水面的蒸发、土壤表面的蒸发和植物的蒸腾作用使水又以水汽的形式再进入大气。
师说得很好。我们能不能绘制一幅水在地理环境各要素间的转换示意图，让这一过程更加直观清晰呢？
（生绘制，师总结）
师我们知道，维持生物生命活动的能量来自于太阳光能，那么太阳能在地理环境各要素间又是怎样传递的呢？
生3植物通过光合作用把太阳光能固定下来，动物直接或间接以植物为食，动植物死亡后，遗体被微生物分解，能量又被最终放散到环境中去。
师很对，让我们也来绘制一幅太阳能在地理环境各要素间的传递示意图。
（生绘制，师总结）
师太阳能在地理环境各要素间的转换过程其实也是一个生物循环的过程。请大家阅读P 90的“生物在自然地理环境形成与演化中的作用”，仔细观察图5.1并找出生物在地理环境中的作用。
（生阅读回答）生物是自然地理环境的创造者。
师那么，生物对地理环境的重要作用最根本的是什么作用？为什么？
（生回答，师总结）是植物的光合作用。因为只有光合作用才能利用光能，把二氧化碳和水及无机盐合成为贮藏能量的有机物并且放出氧气。动物必须直接或间接以植物为食，植物和动物的残体被微生物分解，又以无机物的形式归还到环境中，这就是生物循环。它使环境中的物质和化学元素发生迁移，能量在生态系统中流动、转化，因此把地理环境中的有机界和无机界联系起来。
师请同学们绘出地理环境中的物质循环示意图和能量能动示意图。
师地球自形成以来，环境发生了巨大的变化，生物在自然地理环境形成与演化中扮演着非常重要的角色。请同学们阅读案例1，思考：生物循环是怎样改造着大气圈、水圈和岩石圈的？
(活动探究)
生地球早期的大气成分不是今天的以氮和氧为主，而主要是二氧化碳、一氧化碳、甲烷和氨。现今的氧气主要是来自于植物的光合作用，大气中的氮也有一部分来自生物的作用。
师对。那么生物又是如何改造着水圈的呢？
生陆地上的水的化学成分也受到生物循环的影响和制约。加上生物有新陈代谢过程，在这一过程中，不断地发生着生物和地理环境的物质交换，从水中吸取某些化学元素和化合物，同时又向水中排放某些化学元素和化合物，从而改变了陆地水的化学成分。
师不错。不仅如此，事实上绿色植物也参与了水循环，这一环节也改变着陆地的水分状况。哪位同学来说一说岩石圈又是怎样受到生物的改造作用的呢？
生有些沉积岩中有化石，说明它们的形成过程是有生物参与的。煤和石油更是由生物的残体堆积变化而成的。
师对。陆地上本来没有土壤，但自从生物在地球上出现以后，加快了岩石的风化，促进了土壤的形成。土壤形成又反过来加速了生物的生长，进而使地理环境受到更大的生物改造。因此，地球上生物的出现，使地表面貌发生了根本的改变，最终形成了适合我们人类生存的地理环境。
师通过刚才的学习，我们知道了地理环境的整体性是由于地理要素间进行着物质与能量的交换。每个地理要素都有着自己独特的功能，但自然地理环境的各要素绝不是在空间上的简单汇集，它是一个和谐的系统，这个系统由于各要素的相互作用，还会产生一些各要素自身并不具备的新功能。
（板书）二、地理要素间相互作用产生新功能
(活动探究)
师请大家看图5.2中的那棵树，想一想，这棵树的长大需要哪些条件？
生需要阳光、水、空气、养分。
师不错。我们都知道植物的生长是通过光合作用来制造物质的，植物能独立地完成光合作用吗？试想，我们如果想把这棵树移植到我国西部沙漠中，在自然状态下它能很好地存活吗？
生当然不能。
师为什么呢？
生缺水。
师那为什么也有些植物在沙漠中能很好地存活呢？
生那些植物很耐旱。
师对，是那些植物长久以来适应了干旱的环境。那这说明了什么问题呢？
生说明了在不同的区域内，生物与环境间物质能量交换作用的方式和强度有所不同。
师不错。很显然，植物只是具备能够进行光合作用的能力，但还必须有外部条件来提供相应的物质基础才行。如大气为植物提供热量和二氧化碳，土壤、水圈、岩石圈为植物提供水分和无机盐，这样植物才能进行正常的光合作用，生产出有机物。因此，绿色植物的这种生产功能是自然地理环境的整体性功能，而非某个单一的地理要素所能具有的功能。
师请同学们看P92的“活动”，思考：藏羚羊的数目为什么在自然状态下可以保持相对的稳定？

（生回答，师总结）藏羚羊在长期的生存中适应了可可西里严酷的自然环境。在没有人类干扰的情况下，可可西里自然环境各要素的变化，迫使藏羚羊不断通过增减数目来适应环境，从而使藏羚羊的数目保持了相对稳定。
师滇金丝猴是我国非常珍稀的保护动物，但据报道，近年来数量呈下降趋势，请同学们思考是什么原因导致的呢？
生由于滇金丝猴的栖息地植被破坏严重，环境发生了根本的变化，它们失去了生存的空间。
师很好。显然在没有外界因素的干扰下，一定范围内各物种的数量基本可以保持恒定，这说明自然环境具有什么样的功能呢？
生自然环境的平衡功能。
师对。很明显，这种平衡功能也不是环境各要素所能单独具备的，而是各自然地理要素通过物质和能量交换，使自然地理要素的性质保持相对稳定。
师我们知道，现今地球有变暖的趋势，原因是什么？
生二氧化碳的温室效应。
师对。温室效应也只是人类工业革命以后的事情，在这之前并不像我们今天这样担心地球变暖，虽然大气本身并不具有减缓二氧化碳的能力，但大气中的二氧化碳并没有增多，是什么在起着平衡大气成分的作用呢？
生植物通过光合作用，消耗一部分二氧化碳，在海洋生物的作用下，也可以固定一部分二氧化碳。
课堂小结
对。但自从工业革命后，人类向大气中排放二氧化碳的量急剧增加，超过了自然界的平衡能力，因此，这种平衡有被打破的危险。因此，我们在生产和生活中应充分考虑自然生态平衡，做到保护环境和发展经济相协调。
板书设计
第2课时
教学过程
导入新课
师我们上节课学习了自然地理环境具有整体性，知道了组成地理环境的各要素间并不是简单地在空间上的汇集，而是互相影响、互相制约的。
复习提问：
1.地理要素间通过什么方式组成了一个有机整体？
生组成地理环境的各要素通过水循环、生物循环和岩石圈物质循环，进行着物质的迁移和能量的交换，从而形成了一个相互联系的整体。
2.地理要素通过相互作用，还会产生哪些单一地理要素所不可能有的新功能？
生生产功能和平衡功能。
师很好。自然地理环境整体性的表现还不止这些，今天我们继续学习地理环境整体性还表现在哪些方面？让我们先来看P92的案例2。
(出示景观图片“黄土高原”)
推进新课
师黄土高原的地表景观如果用一个成语来形容的话，就是——？
生千沟万壑。
师对。黄土高原为什么会形成现在这种外表景观？大家想一想有哪些原因。
生黄土高原地处华北，夏季多暴雨；黄土的土质很疏松，垂直节理发育；植被破坏严重，所以水土流失很严重。
师很好。黄土高原的这种地貌是由于长期水土流失造成的。同学们请思考：这种水土流失还会带来黄土高原哪些方面特性的改变？
生表层土壤侵蚀严重，逐渐失去肥沃的表土层，土壤肥力下降。
师对。土壤肥力的下降又会影响植物的生长，黄土高原的植被就会发生怎样的变化？
生植被覆盖度就会越来越差，更加剧了土壤的侵蚀。
师分析得很好。水土流失形成了许多沟谷，失去了植被覆盖的沟谷在长期的流水侵蚀作用下就会——？
生不断变长变深。
师据资料和考古研究表明，黄土高原在秦汉时期曾经是森林茂密的地方，而现在却是令人触目惊心的景观。请同学们想想看，古代的黄土高原气候和现在的气候比，有什么不同？
生古代的黄土高原气候湿润，而现在的气候比较干燥。
师对。失去了森林对气候的调节，黄土高原地方气候趋于干旱。
(出示景观图片开封一带“黄河下游——‘地上河’”)
(活动探究)
师黄河为什么成为举世闻名的“地上河”？
生黄河流经黄土高原，由于水流的侵蚀而携带着大量的泥沙，在黄河下游堆积，使河道不断淤高。
师对。通过黄土高原水土流失的学习，我们知道水土流失的过程是地貌、土壤、生物、水文统一的变化过程，黄土高原的外表景观正是在这种统一的变化过程中形成的。请大家绘出黄土高原地貌、土壤、生物、水文和人类影响的过程。
（生绘图，师总结）
师因此我们说，自然地理环境各要素的发展演化是统一的，一个要素的演化伴随着其他各个要素的演化，每个地理要素的演化都是自然地理环境演化的一个方面。这种统一的变化过程，使得自然地理要素间保持高度协调，这正是自然地理环境整体性的重要表现形式之一。
(活动探究)
师我们来看P93“活动”，利用我们刚才所掌握的统一变化过程的原理，分析在湖泊演变为陆地的过程中，各地理要素是如何统一变化的，请填写下表。
（生填图，师总结）
a—e的变化
湖泊面积和深浅
面积逐渐变小，湖水越来越浅，直至湖泊消失
地貌
由湖泊变成了陆地
生物
由水生生物逐渐变成了陆地生物
气候
由湿润逐渐变得干燥
土壤
由湿变干
在a—e的变化过程中，请同学们推测一下这里的地壳可能发生了什么运动？
生地壳发生了上升运动。
师对。反之，我们可以思考一下，这个湖泊有其消亡的过程，应该也有其生成的过程。在湖泊的生长过程中，这里的地壳又发生着怎样的运动呢？
生应该是地壳的下沉过程。
师很好。这个活动让我们进一步知道，自然地理环境的演化过程具有高度的统一性，每个要素的演化都是作为整体的一部分而进行着的，一个要素的变化会影响其他的要素，同时也受到其他要素的影响。因此，地理要素的变化会——“牵一发而动全身”。
（板书）三、地理要素的变化会“牵一发而动全身”
师我们一起来看看案例3。
(出示图片“我国土地资源利用示意图”“东北针叶林和针阔混交林景观”)

东北的森林主要分布在什么地区？
生东北森林主要分布在大兴安岭、小兴安岭和长白山地区。
师很好。东北森林的北部和南部在景观上有何不同？
生北部主要为针叶林，南部为针阔混交林。
师请大家仔细阅读案例文字和图片，写出东北森林的变化与环境变化之间的因果关系。
（生讨论）
师森林对气候有着怎样的影响？东北森林的减少使当地气候有着怎样的变化？
生森林具有增加湿度、减小温差的作用。东北森林减少使大气湿度增加，气候变得干燥。植被破坏—大气湿度下降—气候变干。
师研究表明，东北的水土流失每年呈加剧趋势，土壤变薄，土壤肥力下降，请写出森林变化与其之间的因果关系。
（生讨论）
植被破坏—地表蓄水能力下降—地表径流增加—土壤侵蚀加剧—水土流失—肥力下降。
师近些年来，我国华北地区沙尘暴越来越频繁，请思考原因是什么？
（生讨论）
师我国北方的沙尘暴主要发生在什么季节？为什么？
生春季。因为春天我国北方受西伯利亚冷空气的影响，多大风，而且华北春天空气干燥，因而下雨很少。
师为什么现在沙尘暴的频率越来越高呢？请写出这其中的因果关系。
（生画图）
植被破坏—土壤沙化—沙尘暴。
师因此，我国在北方地区建立了世界最大的防护林体系——“三北”防护林。
(出示图片：“三北”防护林)
师请问，建设“三北”防护林对北方的环境有着哪些作用？
生可以调节气候，美化环境，改善水文状况，促进生态环境向良性方向发展。
(出示图片“亚马孙雨林及其破坏”)
师请说一说热带雨林的作用，它的破坏会带来什么后果。
生热带雨林能平衡大气成分，被喻作“地球之肺”。大量砍伐热带雨林，会引起全球气候的变化，导致整个生态环境的功能失调。
师很好！可见，自然地理环境中某一要素的变化，会导致其他要素乃至整个地理环境状态的改变。在人类对大气、水、岩石、生物和土壤的影响中，哪些地理要素更容易受到人类的影响呢？
生水和生物。
师对，人类活动更容易引起生物发生变化，并由此而带动其他要素的变化。所以我们要保护生物，保护生态，避免给环境带来“牵一发而动全身”的后果。
(活动探究)
(P95“活动”)
师请同学们讨论修建水库会对自然环境产生怎样的影响，根据图中提供的线索，把讨论的结果填写在相应的空白处。
（生讨论）
填空：
地下水——丰富
生物——种类增多
地方气候——湿度增加，温差变小
泥沙沉积——泥沙减少
洪水灾害——减少
课堂小结
自然地理环境各要素之间的相互作用关系为我们认识地理规律、利用地理规律处理人与环境的关系提供了帮助。
板书设计
第三节 地球的运动
从容说课
基于前两节的教学，学生了解了地球的宇宙环境，本节开始让学生立足地球本身，探讨地球的运动。
鉴于教材把地球的自转和公转内容前后列放，可用列表比较的方式板书，从定义、方向、速度、周期等几个方面分别讲解地球自转和公转的特征。学生在初中曾学过一些地球运动的知识，在此基础上，可让学生把“地球自转的方向”知识进行拓展，想象在两极的上空看地球的自转方向，建立地球顺时针和逆时针自转的概念，为以后学习地球自转的地理意义打下基础。多年的教学经验告诉我们，学生在学习恒星日和太阳日的概念时非常困难。在老师的详细讲解下也很难看懂书中的图1.15“恒星日和太阳日”。有条件的制作课件可以改善图示，拉长地球与恒星之间的相对距离，日地距离可以更靠近一些，把恒星只画成一个，辅以直观的动画效果，最大可能地还原真实，应该能更好地突破教学难点。讲解地球公转的时候，要强调近日点和远日点的含义、地球到达该点时的时间及地球公转速度的快慢。
地球自转与时差的教学涉及到昼夜、昼夜交替、时差产生和计算等问题，它们相互关联，在历年的高考中占有重要地位，也是教学的重点和难点。教学中应通过演示说明昼夜现象和昼夜交替的本质区别，强调太阳光线与晨昏线垂直关系，晨线与昏线的区别及判断方法。通过演示讲解地方时差的产生及规律，引导学生对书中“读图思考”进行探究，强调时区和区时、区时和地方时的区别，讲解东加西减的计算方法和总结配套的解题方法，多加练习巩固，并需反复订正和讲解，才能完成此教学任务。教材没有对“地转偏向力”作要求，但后面第二章第二节的“气压带和风带”中有所涉及，因此教学中可略讲一二，为后续教学作好铺垫。
地球公转与季节的教学内容既是教学重点又是教学难点。首先要通过多媒体演示让学生认清地轴、赤道平面、黄道平面之间的关系，知道黄赤交角23°26′的含义，分析黄赤交角的影响、二分二至日地球在公转轨道上的位置、太阳直射点的运动规律，为分析正午太阳高度和昼夜长短变化打下基础，讲解中还要把夏至日、冬至日地球所处的时间和位置与远日点、近日点地球所处的时间和位置进行比较，找出区别，并练习加以巩固。书中的“活动”要让每个学生都动起来，以另一种方式解读太阳直射点的回归运动轨迹，体现学生学习的主体性，培养探究能力。日常生活中，学生有昼夜长短变化和正午太阳高度的高低变化及太阳辐射强弱变化的体会，这些是太阳直射点南北移动带来的结果。引导学生分析书中图1.25，以数据归纳得出结论，具有季节性的昼夜长短变化和正午太阳高度变化，使太阳辐射也呈现有规律的季节变化，从而导出天文四季和统计四季的定义。再联系学校所在地的昼夜长短变化和正午太阳高度变化，辅以学生的生活体会进行举例教学或设计练习，渗透学以致用的思想，可以帮助学生理解知识和提高学习兴趣。
地球自转和公转是与人类关系最密切的两种运动，是学习和掌握高中地理知识的基础，但是该部分内容空间性强又比较抽象，如何运用多媒体教学，通过电脑动画演示，突出重点，突破难点讲清地球自转与公转的关系、太阳直射点的南北移动，帮助学生建立空间概念，在整个高中地理教材中具有深远影响。
三维目标
知识与技能
1.了解地球自转和公转的方向及一些基本数据：周期、速度、公转的轨道、黄赤交角。
2.理解由于地球自转运动造成的昼夜交替、地方时差，掌握时间的有关换算，能正确判断晨昏线。
3.理解地球自转和公转的关系，理解太阳直射点的南北移动的过程及其原因，并能演示其运动规律。
4.理解昼夜长短和正午太阳高度的季节变化及纬度变化。
过程与方法
1.通过运用地球仪演示地球的自转和公转现象，学生能够准确地画出夏至日到冬至日太阳照射地球的示意图。
2.能根据“二分二至日太阳照射地球示意图”分析全球各地的昼夜长短状况和正午太阳高度的变化，分析同纬度地区不同季节和不同纬度地区相同季节的昼夜长短和正午太阳高度的变化。
情感、态度与价值观
1.树立科学的宇宙观。
2.培养学生树立辩证唯物主义的思想观，理解事物之间是联系的、发展变化的。
教学重点
1.自转和公转的特征，黄赤交角的产生及其引起的太阳直射点的移动。
2.晨昏线的判断、地方时的计算、昼夜长短和正午太阳高度的变化规律。
3.四季的划分方法及划分依据。
教学难点
1.晨昏线的判断、地方时的计算。
2.太阳直射点的移动规律，正午太阳高度和昼夜长短的变化原因分析。
课时安排
3课时
第1课时
教学过程
导入新课
上节课我们一起学习了“第二节 太阳对地球的影响”，下面就来回顾一下。
（投影表格）
概念
成因
特点
所处位置
黑子
太阳光球上的暗黑的斑点
它的温度比太阳表面其他地方低，所以才显得暗一些
太阳活动的主要标志；活动周期为11年
光球
耀斑
太阳色球有时出现的突然增大、增亮的斑块
太阳短时间内释放出巨大能量造成的
耀斑爆发是太阳活动的最激烈的显示
色球
太阳风
（简单介绍）
日冕
师请大家看表格，哪个同学能在空白处填上合适的内容？
生（三个学生看图分别回答，师根据学生的答题情况进行评讲和补充。）
师答得很棒。（师逐步投影答案的内容）
前边两节课我们了解了地球的宇宙环境，现在让我们立足地球本身，探讨地球的运动。
第三节 地球的运动（板书）
推进新课
师在初中时我们曾学过一些地球运动的知识，那么你知道地球的运动有哪两种形式呢？
生自转和公转。
师非常正确。
（投影表格）
地球运动
围绕中心
运动方向
运动周期
运动速度
地球自转
地球公转
师我们首先一起来探讨地球自转的规律。
（板书）一、地球的自转
（演示地球仪，让其自西向东旋转）
师地球仪在绕着什么中心转动呢？
生地轴
师很好。
（投影答案填充表格）
师地轴就是地球的自转轴，它的北端始终指向北极星附近。在地球中真有这么一根轴吗？
生没有。
师正确。地轴是人们假想出来的，地球的内部实际上没有这么一根轴。我们把地球绕其自转轴的旋转运动叫做——地球自转。那么，地球的自转方向是怎样的呢？
生自西向东旋转。
师（投影答案填充表格）
所以，我们看到日月星辰都是东升西落。下面从不同的角度看地球自转。
（从不同的角度演示地球仪的自转）请同学描述地球自西向东转。
生（学生观察、思考后得出结论）
从北极上空看，呈逆时针方向转动。
从南极上空看，呈顺时针方向转动。
侧面北极在上，自西向东旋转。
师（投影答案填充表格）
（投影练习）
甲图中心是北极还是南极？
乙图中心是北极还是南极？
生甲图中心是北极，乙图中心是南极。
师非常好。地球自转一周需要多长时间呢？也就是地球的自转周期是多长呢？
生一天。
师由于在计算自转周期时，选定的参考点不同，一日的时间长度和名称略有差别。
（多媒体动画演示）恒星日与太阳日：拉长投影中地球与恒星之间的相对距离，日地距离可以更靠近一些。某一恒星、地面上某地点、地心第一次“三点共线”到下一次“三点共线”（注：“三点共线”是指地面上某点位于地心与恒星的连线上）的时间间隔为一个恒星日。太阳、地面上某地点、地心第一次“三点共线”到下一次“三点共线”的时间间隔为一个太阳日。
（利用课件中的动画进行分步显示讲述，学生一目了然）
师恒星日是以遥远的“恒”星为参照物的，遥远的恒星相对于地球而言是不动的，此时地球的公转过程将会忽略不计。某一恒星、地面上某地点、地心第一次“三点共线”到下一次“三点共线”的时间间隔为一个恒星日。
（多媒体动画演示）

图1 图2
图3
如图1电脑显示动画：假设遥远的恒星（小圆）和太阳（S）同时对着地球上的一点P，设地球只自转而不公转，那么地球在E1处自转一周（电脑显示P点绕圆运动一周）。
师（多媒体动画演示）
如图2先以恒星作参照，动画显示恒星日的长度。
动画的过程是：地球一边自转（即P点绕圆心运动），一边由E1向E2运动（公转），当地球到达E2点停止，此时P点刚好对着恒星。
师此时地球是否自转了一周，自转的角度是多少，以什么作参照？
生（学生准确回答）
师很好！
（点击鼠标，电脑画出SE2的连线和E2与恒星的连线，标出“恒星日”）从E1到E2，地球自转了360°。而因为以恒星作为参照，地球从E1到E2的时间间隔就是“恒星日”，时长23时56分4秒，是地球自转的真正周期。
（投影答案填充表格）
师图3以太阳作参照。
在图2中可看出，地球在E2处时，P点还未两次对着太阳，即以太阳作参照时，地球自转还不到一周360°。
（演示动画）地球继续自转（即P点继续绕圆运动），但地球同时绕太阳公转到E3处时，动画暂停，P点两次对着太阳。
从E1到E3，相对太阳来说，地球是否自转了一周，自转角度是多少？
生自转了一周多。
师观察得很仔细。（点击鼠标显示连线和“太阳日”）太阳、地面上某地点、地心第一次“三点共线”到下一次“三点共线”（注：“三点共线”是指地面上某点位于地心与太阳的连线上）的时间间隔为一个太阳日。从E1到E3的时间间隔称一个太阳日，长24小时，其自转的角度是360°59′。
师（过渡）任何一种圆周运动，总离不开角速度和线速度。下面我们就来探讨一下地球自转的角速度和线速度。什么是地球自转的角速度呢？
生地球在单位时间内自转的角度叫做地球自转的角速度。
师很好！根据地球自转的周期，可以知道地球自转的角速度大约是多少？
生15°/小时。
自转角速度和线速度
师非常正确。地球表面除南、北两极点外，任何地点的自转角速度都一样。根据360°/24小时推算，地球自转的角速度大约是15°/小时，1°/4分钟，1′/4秒。但南、北极点无角速度，即南、北极点的角速度为零。
（投影答案填充表格）
我们再看看地球自转的线速度是怎样的。地球自转时，某点在单位时间内转过的距离（弧长），叫做该点的自转线速度。
（投影）地球自转的线速度和角速度图
师大家一起探讨地球自转线速度有什么分布规律。
生地球自转线速度的大小因纬度而异（离地轴的距离即圆周运动的半径不同，半径越大，线速度越大），赤道处最大（1670千米/小时），自赤道向两极渐小，两极的线速度为零。在南北纬60°处，自转线速度为赤道处的一半。
（投影答案填充表格）
地球运动
围绕中心
运动方向
运动周期
运动速度
地球自转
地轴
由西向东
北极看：逆时针；南极看：顺时针
23时56分4秒地球自转的真正周期
地球自转的角速度南、北两极点为零，其他任何地点的角速度都相等，即15°/小时地球自转的线速度由赤道向南、北极点逐渐减小，至60°N、S处减小为赤道的一半；两极点处为零
地球公转
师请大家归纳一下地球自转的角速度和线速度的共同规律。
生在南北两极点，角速度和线速度均为零。
师非常好。下面阅读教材P14地球自转的证明。
生（阅读）
师（过渡）我们已经探讨了地球自转的规律。而地球在自转的同时，还在绕日公转。那么地球公转又有什么样的规律呢?
（板书）二、地球的公转
（演示）地球公转运动
师什么是地球的公转？
生地球绕太阳的运动，叫做地球的公转。
师那么应该从哪几个方面来描述地球公转的规律呢?
生可从地球公转的轨道、方向、周期和速度等方面来说明地球公转的规律。
师很好！地球公转的路线叫做公转轨道，又叫黄道。它是近似正圆的椭圆轨道，太阳位于椭圆的一个焦点上。
（投影公转轨道图）
师仔细观察，地球公转的方向是怎样的？
（以下内容同时投影答案填充表格）
生由西向东。
师在北极上空看地球公转，顺时针转还是逆时针转？
生逆时针转。
师在南极上空看地球公转，顺时针转还是逆时针转？
生顺时针转。
师我们再来看看地球公转的周期是怎样的？
生1个回归年：365日5时48分46秒。
师回归指的是太阳直射点在南北回归线之间的往返运动。大家看书图1.18，地球公转的速度有什么特点？
生近日点公转速度最快，远日点公转速度最慢。
师由于太阳略微偏离地球公转轨道的中心，因此，日地距离不断随地球公转而发生细微的变化，地球公转速度也相应有一些变化。根据开普勒第三宇宙定律，行星运行在单位时间内扫过的面积相等，因此，近日点运行速度快，角速度是61′/d，线速度是 30.3 km/s。而远日点慢，角速度是57′/d，线速度是29.3 km/s。平均角速度：约1°/日，平均线速度：30 km/s。
课堂小结
本节课内容较多，主要是关于地球的自转和公转两种基本形式的对比。
（投影下面的表格）分别对地球自转和公转进行总结。
地球运动
围绕中心
运动方向
运动周期
运动速度
地球自转
地轴
由西向东北极看：逆时针；南极看：顺时针
23时56分4秒地球自转的真正周期
地球自转的角速度南、北两极点为零，其他任何地点的角速度都相等，即15°/小时地球自转的线速度由赤道向南、北极点逐渐减小，至60°N、S处减小为赤道的一半；两极点处为零
地球公转
太阳
由西向东在北极上空看地球公转：逆时针转在南极上空看地球公转：顺时针转
1个回归年：365日5时48分46秒
平均角速度：约1°/日，平均线速度：30 km/s。近日点公转速度最快，远日点公转速度最慢
板书设计
第三节 地球的运动
一、地球的自转
二、地球的公转
（见“课堂小结”）
活动与探究
探究课题：了解地球的自转和公转。
探究内容：
（1）演示地球的自转和公转。
（2）填表比较分析地球的自转和公转的规律。
（3）利用地球自转和公转的规律来解释两个自然现象。
探究办法、过程：
演示、讨论、竞赛的方法。
（活动）我们一起学习了地球的自转和公转，下面来做一个活动。先找两个同学来演示地球的自转和公转。
生（用地球仪演示）
师都很好。说明大家基本掌握了地球自转和公转的规律。请同学们填写教材“活动”中的表格。
生（填表：比较分析地球的自转和公转的规律）
师活动3要求我们同学能解释两个现象，分成小组讨论，看哪一个小组能先解释第一个现象？
生（小组代表抢答）恒星被看做是固定不动的。照片上的恒星会出现圆弧状轨迹，是由于地球自转，照相机也跟随转动，其结果是恒星看起来运动起来了。
师答案非常准确。哪一个小组能解释第二个现象？
生（小组代表抢答）地球公转时，我们北半球夏半年即从春分日到秋分日期间，在远日点附近速度慢，因而日数就会比较多，达到1８６天，冬半年地球经过近日点，公转速度快，因而日数就会比较少，只有1７９天。
探究结果：熟练地掌握地球自转和公转的规律。

第2课时
教学过程
导入新课
师上节课我们学习了地球的自转和公转的一般特点，让我们一起来回顾一下。
（见上节课“课堂小结”）
生（根据老师提问分别回答）
师（学生回答的同时，对应表格中的每个空格逐个投影显示答案）
师昼夜的更替、时差的产生、四季的变化，都是因为地球运动的结果，下面我们就来一起研究地球的自转能带来哪些地理现象。
（板书）第三节 地球的运动
三、地球自转与时差
推进新课
（演示地球仪，侧面有灯泡照射地球）
师大家知道，地球自己不能发光。看地球仪的演示，如果地球是透明的，还有昼夜之分吗？
生没有，整个地球都是白昼。
师很好。可实际上地球是不透明的，在同一时间里，太阳只能照亮地球表面的一半，因此地球的不透明就使地球上有了昼和夜的分别。如果地球是静止的，会出现什么现象？
生一面是白昼和一面是黑夜。
师非常正确。如果地球是静止的，会形成昼夜现象。被太阳照亮的半个地球是白天，即昼半球；背着太阳的另一个半球是黑夜，即夜半球。昼半球和夜半球的分界线，也就是中间的大圆圈，叫晨昏线，或者叫它晨昏圈，由晨线和昏线组成。晨线和昏线有什么区别呢？
（合作探究）
生（讨论）
师由夜变为昼的半圆弧叫做晨线，晨线上的各点即将进入昼半球，即晨线上的各点即将进入白昼时段；由昼变为夜的半圆弧叫做昏线，昏线上的各点即将进入夜半球，进入黑夜时段。
（演示地球仪——自转）
师晨昏线的位置是不是静止的？
生不是，晨昏线的位置在不断向西移动。
师很好。由于地球不停地自转，所以晨昏线的位置也在不断地移动，地球自西向东转，晨昏线则自东向西移动。再看晨昏线与太阳光线有什么关系呢？
生垂直。
师答得好。晨昏线一定垂直于太阳光线，并过平面图中的中心。再给大家引进一个新的概念：太阳高度。太阳高度是太阳高度角的简称，太阳高度表示太阳光线对当地地平面的倾角。晨昏线上的各地太阳高度为0°，即太阳刚好位于地平线上；在昼半球上的各地，太阳高度总是大于0°，即太阳在地平线之上；在夜半球上的各地，太阳高度总是小于0°。
晨昏线把经过的纬线分割成昼弧和夜弧。
（投影昼弧和夜弧）
生（观察昼弧和夜弧）
（演示地球仪——自转，地球仪上用红色标出一个点）
地球在时刻不停地自转着，假如这个红点代表就是你站在那儿，你看到的昼和夜是怎样变化的？
生昼夜不停地交替。
师很好。由于地球不停地自转，昼夜也就不停地交替。
（板书）1.昼夜交替
师昼夜交替的周期为24小时，叫做一个太阳日。过去人们总是日出而作、日落而息；今天，人们的起居作息也深受昼夜交替的影响，因此太阳日被用来作为基本的时间单位。
（过渡）由于地球自西向东自转，在同纬度地区，相对位置偏东的地点，要比位置偏西的地点先看到日出，这样时刻就有了早迟之分。显然，偏东地点的时刻要早一些。因经度而不同的时刻，统称为地方时。因此，是地球自西向东自转产生了地方时。
（板书）2.地方时
师东边地点的时刻总比西边早。经度相差1°，地方时相差4分钟，经度每隔15°，地方时相差1小时。经度上的微小差别，都能造成相应的地方时之差。
地方时因经度而不同，使用起来很不方便。19世纪中叶，欧美一些国家开始采用一种全国统一的时间。随着长途铁路运输和远洋航海事业的日益发达，国际交往频繁，各国采用的未经协调的地方时，仍给人们带来很多困难。1884年，国际上采取了全世界按统一标准划分时区，实行分区计时的办法。我们已经知道，从理论上全球共划分成24个时区，各时区都以中央经线的地方时为本区的区时。相邻两个时区的区时相差1小时。
实际上，世界各国根据本国的具体情况，在区时的基础上，采用一些特别的计时方法。
（投影文本）
（1）有的国家根据本国所跨的经度范围，采用半区时，即采用与中央经线相差7.5°的时区的边界经线的地方时。例如，亚洲的印度（东5.5区）。（2）有的国家为了充分利用太阳照明，采取本国东部时区的中央经线的地方时。例如，朝鲜位于东八区和东九区之间，但采用东9区的区时。（3）还有的国家虽然领土跨度很大，但仍采用一个时区的区时。例如，中国领土跨5个时区，为了便于不同地区的联系和协调，全国目前统一采取北京所在的东八区区时（即东经120°的地方时），称为北京时间。
请大家看P17图1.21，时区和国际日界线。
（投影文本）（1）中时区以哪条经线作为中央经线？
生0°经线。
师（投影文本）（2）中时区以东和以西，依次分为哪几个时区？
生依次分为东西各12个时区。
师（投影文本）（3）哪两个时区合二为一？
生东十二时区和西十二时区合二为一。
师（投影文本）（4）伦敦、开罗、莫斯科、北京、东京、纽约分别在哪个时区？
生伦敦在0时区、开罗在东二区、莫斯科在东三区、北京在东八区、东京在东九区、纽约在西五区。
（方法引导）
师（讲解区时的计算方法）（1）用已知经度推算时区：时区序号＝已知经度÷15，所得余数＜7.5，则整数即为时区序号；所得余数＞7.5，则整数＋1为时区序号。
（2）已知两地所在地区，计算两地时差：异区相加，同区相减。
（3）已知某地区时，求另一地区时，东加西减。
师下面再做一个小练习。
（投影文本）（5）从北京出发分别到伦敦、开罗、莫斯科、东京、纽约旅行的游客，在到达目的地时，怎样拨动手表时针，才能使手表显示的时间与目的地的时间一致？
生到达伦敦要拨慢８个小时，到达开罗要拨慢６个小时，到达莫斯科要拨慢5个小时，到达东京要拨快1个小时，到达纽约要拨慢13个小时。
师再强调一次地方时的基本计算方法：（1）地方时计算：已知Ａ地的地方时，计算Ｂ地的地方时，Ｂ地在Ａ地的东（西）面用加（减）法，两地经度相差1°（15°）时间相差4分钟（1小时）。（2）地方时计算尺：在下面计算尺上把Ａ、Ｂ两地按经度分别标示，再按“（1）”法计算即可，此法直观形象，不易出错。
请大家做一道高考题：（2004文综旧课程卷第11题）希腊雅典（东二区）19时向世界转播体育比赛实况，我国的体育爱好者在电视中看到该实况的时间是（ ）
A.13时 B.次日凌晨1时
C.次日17时 D.23时
（合作探究）
生（讨论作答）
师（解析）该题是根据时区进行区时换算的题目，把我国采用东八区区时视为常识。据方法（1）（2）可轻易得到正确答案B。
（过渡）如果此时北京是今天上午８时，问纽约的日期和区时是___________________。
生昨日1９时。
师对了。地球上不同的地区会出现两个不同的日期。为了避免日期的紊乱，国际上规定，原则上以180°经线作为地球上“今天”和“昨天”的分界线，叫做“国际日期变更线”，简称“日界线”。
（板书）3.日界线
师日界线是地球上新的一天的起点和终点，地球上日期的更替都从这条线开始。请大家看教材P17图1.21，时区和国际日界线。日界线和1８0°经线吻合吗？
生不吻合，日界线并不完全在180°经线上，而是稍有曲折。
师很好。这是为了照顾180°经线附近居民生活方便，避开了陆地。由于在任何时刻，东十二区总比西十二区早24小时，所以，自东十二区向东进入西十二区，日期要减去一天；自西十二区向西进入东十二区，日期要增加一天。
下面来看两个例题：
（投影文本）
【例1】 一对孪生姐妹出生在轮船上，船行在东十二区时，在当地时间2001年2月14日8点钟，恰好姐姐出生，航行在西十二区时妹妹出生。那么，下列说法正确的是（ ）
A.妹妹出生在2001年2月15日 B.妹妹出生日期为2001年2月13日
C.姐姐出生日期一定比妹妹大一天 D.当时船是自东向西航行
（合作探究）
生（讨论）选Ｂ。
（方法引导）
师非常好。船通过日界线航行，东十二区比西十二区早一天。因为先出生的是姐姐，姐姐出生在东十二区，妹妹后出生，出生在西十二区，由此可知，当时船是自西向东穿过日界线的。根据日期变更的原则，由西向东穿过日界线日期要减去一天，所以妹妹虽然后生下来，但出生日期应为2月13日，按出生日期来看，妹妹比姐姐大一天。所以选B。
师我们这儿新的一天从几点钟开始？
生子夜0时。
师我们这儿一到子夜0时就进入新的一天，因此，0时经线也是日界线。日期判断方法——0时经线向东（西）至180°为新（旧）日期范围。题目里若有“图中阴影区为x日，非阴影区为y日”等字样，应以此法作为解题切入点。请大家再看一个例题。
（投影文本）
【例2】 当北京时间为10月1日8时，全世界还有（ ）
A.恰好一半地方是10月1日 B.少一半地方是10月1日
C.少一半地方是9月30日 D.多一半地方是9月31日
生（讨论）选Ａ。
（方法引导）
师此类问题，必须明确：地球上划分日期的界线有两条，一条是人为划定的界线（日界线），另一条是两天的切换点（旧一天的24时，新一天的0时）所在的经线。
因北京是东八区的区时，如果东八区是8时，那么中时区为10月1日的0时，所以0°经线指示的就是10月1日的0时。根据以上分析，我们可以判断，0°经线和180°经线为9月30日和10月1日的分界线。所以全球恰好有一半地方是10月1日，所以选Ａ选项是正确的。
练习：
（投影文本）
1.已知日本东京时刻为下午4时，美国纽约（75°W）时间为几时？北京（116°E）地方时为几时？
答案：美国纽约（75°W）时间为2时；北京（106°E）地方时为14时44分。
2.已知甲地时间为凌晨3时，北京时间为20时，求甲地的经度位置。
答案：135°W。
3.某年6月22日6时，一架飞机从东十二区的甲地起飞，向东经过5分钟的飞行，飞越180°经线到达乙地，此时乙地的时间为多少？
答案：6月21日6:05。
4.右图中心点表示北极，阴影区为3月21日，非阴影区为3月22日。读图并回答问题。
（1）NA的经度为_________________；NＢ的经度为_____________________。
（2）这时北京为3月___________________日___________________时。
解析：先画地球自转方向为逆时针，知NA经线以东为22日，是新日期，故NA为0：00，NB为180°经线，NA经度为180°-120°=60°E，北京在116°E附近，为东八区，位于图中22日范围，东经60°E为0：00，则北京时间为0：00+4=4：00。
答案：（1）60°E 180°（2）22日4：00
课堂小结
今天我们通过学习了地球自转产生的地理现象，知道了昼夜交替、地方时差和日界线等知识，了解了晨昏线的特征、昼弧和夜弧的分割、区时和地方时的计算方法、利用日界线进行日期的判断等。这些知识是本章教学中的重点和难点，也是高考中的重点，对你的日常生活也会有现实的帮助。
板书设计
活动与探究
探究课题：时区的划分和日界线。
探究内容：读教材图1.21
（1）在图1.21中找出国际日界线。
（2）地球上哪一个时区的时刻最早，哪一个时区的时刻最迟，为什么？
（3）分析自东十二区向东进入西十二区，或自西十二区向西进入东十二区，日期是怎样变更的？
（4）与同学谈谈从哪些方面还可以感受到时区和区时的存在。
探究办法、过程：读图分析，共同探讨
探究结果：
（1）共同找出国际日界线，看它与180°经线的关系。
（2）东十二区的时刻最早，西十二区的时刻最晚。这是因为人们规定日界线以西的东十二区是地球上最早见到太阳的地方，所以时间最早。而日界线以东的西十二区是地球上最迟见到太阳的地方，所以时间最迟。
（3）自东十二区向东进入西十二区，日期要减去一天；自西十二区向西进入东十二区，日期要增加一天。
（4）比方说，新疆和我国东部时差两小时，因此全国高考开考时间的安排要统筹照顾。
第3课时
教学过程
导入新课
师上节课我们学习了地球自转的地理意义、地球自转产生了昼夜交替和地方时差现象，下面请大家思考两个问题。
1.（单选）东经121°比东经120°的地方（ ）
A.区时早 B.地方时早 C.一定先看到日出 D.地方时晚
2.（双选）在北京时间8时20分时（ ）
A.东经130°的地方时是9时
B.东经130°的地方时为7时40分
C.东经130°（位于东九区）的地方时正好等于区时
D.东经105°（位于东七区）的区时为7时20分
生1.Ｂ 2.ＡＤ
师回答正确。看来同学们掌握得很不错。我们学习了地球自转的地理意义，那么地球公转又会带来哪些地理现象呢？
第三节 地球的运动（板书）
四、地球公转与季节
推进新课
师（动画演示）地球是倾斜着身子绕日公转的。地球自转的平面，也就是过地心并与地轴垂直的平面称为赤道平面或赤道面。
（动画演示）地球公转的轨道平面叫黄道面。地球在自转的同时围绕太阳公转，因此，地球的运动是这两种运动的叠加。地球自转和公转的关系，可以用赤道平面与黄道平面的关系即黄赤交角来表示。
（板书）1.黄赤交角
（方法引导）
生（指认赤道平面与黄道平面）
二分二至日时地球的位置与黄赤交角
师地轴与赤道平面的夹角为多少度？
生90°。
师地轴与黄道平面的夹角为多少度？
生66°34′。
师赤道平面与黄道平面的夹角为多少度？
生23°26′。
师刚才大家观察的三个角度很重要，要记住它们度数的大小。地球在公转的过程中，其方向总是自西向东；地轴的空间指向和黄赤交角的大小，在一定时期内也可以看作是不变的，即北极始终指向北极星附近，赤道平面与黄道平面的夹角即黄赤交角，保持23°26′。但地球在公转轨道上的位置时刻在变化，赤道平面与黄道平面的交线在变化，地轴与太阳光线的相对位置也在变化。
（动画演示）地球在公转轨道上绕太阳转动。
生（引导学生观察地球公转的过程）太阳有时直射北半球，有时直射南半球，有时直射赤道。
师如果地球不公转，太阳直射点将永远直射在同一纬线上；如果地球不倾斜着自转，直射点将永远在赤道上，可事实上正是由于地球倾斜着绕日公转，即由于黄赤交角的存在，才导致了太阳直射点的南北移动。
地球在公转轨道的不同位置，地表接受太阳垂直照射的点（简称太阳直射点）是有变化的。夏至日直射北回归线，春分、秋分日直射赤道，冬至日直射南回归线。
（演示）太阳直射点在南北回归线之间来回移动的动画效果
从冬至到第二年夏至，太阳直射点自南纬23°26′向北移动，经过赤道（春分时），到达北纬23°26′；从夏至到冬至，太阳直射点自北纬23°26′向南移动，经过赤道（秋分时），到达南纬23°26′。太阳直射点在赤道南北的这种周期性往返运动，称为太阳直射点的回归运动。太阳直射点回归运动的周期为365日5时48分46秒，就是我们前边学习的回归年。
（投影表格）
生（根据观察演示填表）太阳直射点的南北移动规律
代号
日期
节气
直射点位置
运动趋势
A
3月21日
春分
赤道
北
B
6月22日
夏至
北回归线
南
C
9月23日
秋分
赤道
南
D
12月22日
冬至
南回归线
北
师可以把上述内容总结为：
需要注意的是，远日点和近日点的位置与夏至日和冬至日的位置有明显的区别。不能混淆远日点与夏至日的位置，也不能颠倒近日点与冬至日的位置。
生（观察远日点与夏至日的位置、近日点与冬至日的位置）时间上夏至日比远日点早一些，冬至日比近日点早一些。夏至日过后很快就到远日点，冬至日过后很快就到近日点。
活动与探究
探究课题：按步骤画示意图，表示太阳直射点的移动轨迹。
探究内容：
（1）按等间距画三条直线分别表示赤道和太阳直射点所能到达的最北和最南纬线。
（2）在三条直线的适当位置标注四个点，分别代表北半球二分二至日太阳的直射点。
（3）结合课文关于太阳直射点回归运动的描述，画一条曲线表示太阳直射点的移动轨迹。
探究办法、过程：根据演示逐个画出二分二至日太阳直射点的位置，讨论合作进行。
探究结果：学生画出图示，并能解释所画图示的含义。理解南回归线、北回归线的含义。
师在太阳直射点上，单位面积获得的太阳辐射能量最多。太阳直射点的回归运动，使太阳辐射能在地球表面的分配具有了回归年的变化。这种变化可以用昼夜长短和正午太阳高度的变化来定性地描述。先来探讨一下昼夜长短的变化。
（板书）2.昼夜长短的变化
（演示）逐个演示二分二至日全球昼弧和夜弧的长度
（方法引导）
生（观察、归纳、总结某地不同季节昼夜长短的变化，某日全球各地的昼夜长短的分布规律）
（1）春分日—秋分日：北半球的夏半年，北半球获得日照时间最长的季节，各纬度昼长大于夜长，纬度越高，昼越长，夜越短。
（2）秋分日—次年春分日：北半球的冬半年，北半球获得日照时间最短的季节，各纬度昼长小于夜长，纬度越高，昼越短，夜越长。
（3）北极圈以北地区：夏至日有极昼，冬至日有极夜现象。
（4）南半球的情况与北半球正好相反。
（5）春、秋分日：全球各地昼夜等长；赤道上全年昼夜平分；获得日照时间相等，都是12小时。
生略
师昼夜长短的变化反映了日照时间的长短。对于北半球来说，一年中昼夜长短的变化情况是有规律的，可以归纳为：
（投影）
师下面是解答昼夜长短相关题目的三个方法，请大家记住并做一些练习。
（投影文本）
1.求某地点某日昼（夜）长的方法：过该地点作纬线（地球侧视图）或纬线圈（地球极心图），判断昼（夜）弧长短。赤道上终年昼夜平分，极昼区昼长24小时，极夜区昼长0小时。
2.某地点某日昼长2x小时，则该地点日出日落时间计算尺为：
3.春（秋）分日晨（昏）线与经线重合，晨（昏）线过极点，则为春（秋）分日：该日全球昼夜平分，6:00日出，18:00日落。
（过渡）昼夜长短的变化从日照长短体现了太阳辐射能在地球表面分配的变化，正午太阳高度的变化则反映了太阳辐射的强弱，从另一个方面体现了太阳辐射能在地球表面分配的变化。
（板书）3.正午太阳高度的变化
（演示）太阳高度示意图
师太阳高度是太阳光线与过太阳照射地点所作的与地球表面相切的平面即当地地平面的夹角。正午太阳高度是当地地方时12时的太阳高度，是某地一日内最大的太阳高度，反映了太阳辐射的强弱。下面是相关的解题方法和一道练习，请大家看投影。
（投影）
太阳直射点所在经线地方时为12:00：此法可作为求解地理坐标和地方时的切入点。
【例题】 （经典考题）读右图（阴影部分为夜半球），回答问题。
若此刻西半球为夜半球，太阳直射点的经度是（ ）
A.东经70° B.东经90° C.西经70° D.西经110°
生（合作探讨）选A。
师答案正确。（解析）据该方法可知12:00经线就是太阳直射点所在的经线。由西半球是夜半球可知东半球是昼半球，则20°W是6:00，可得12:00经线是70°E。因此答案是A。
（演示）逐个演示二分二至日全球正午太阳高度的变化
生（教师引导观察、分析、讨论）
师（分别提问，归纳讲解）
（1）同一时刻：正午太阳高度由太阳直射点向南北两侧递减。
（2）夏至日：正午太阳高度由北回归线向南北两侧递减；北回归线及其以北各纬度，正午太阳高度达到一年中的最大值，太阳辐射最强；南半球各纬度，正午太阳高度达到一年中的最小值，太阳辐射最弱。
（3）冬至日：正午太阳高度由南回归线向南北两侧递减；南回归线及其以南各纬度，正午太阳高度达到一年中的最大值，太阳辐射最强；北半球各纬度，正午太阳高度达到一年中的最小值，太阳辐射最弱。
（4）春分日和秋分日：正午太阳高度由赤道向南北两侧递减；南北半球太阳辐射强度相当。
师正午太阳高度的求解是重要的考点，以下是解题方法，请看投影。
（投影）
求某地点正午太阳高度：H=90°-纬度差（太阳直射点纬度与该地点纬度之差），6（12）月22日北（南）回归线及以北（南）地区达一年中最大值。
【例题】 （经典考题）下列4天中，北京某地（40°N）测出正午太阳高度角最接近50°的一天是（ ）
A.3月4日 B.3月8日
C.3月13日 D.3月17日
生（合作探讨）选D。
师非常正确。（解析）据此方法知纬度差约为40°，则太阳应直射在赤道附近。故选D。
师前面我们学习了地球公转的地理意义，知道除赤道外，全球同纬度地区昼夜长短和正午太阳高度随季节的变化而变化，太阳辐射也随季节变化而呈现有规律的变化，形成了四季。请大家看书P21第3、4段，看看四季是如何划分的。
（板书）4.四季
生（小组讨论，总结）
天文四季：夏季是一年中白昼最长、太阳高度最高的季节，也是获得太阳辐射最多的季节；冬季是一年中白昼最短、太阳高度最低的季节，也是获得太阳辐射最少的季节；春秋季是冬夏两季的过渡季节，获得太阳辐射居中。
师答得不错。天文四季这样的划分依据是什么呢？
生划分依据是昼夜长短和正午太阳高度的变化。
师很好。是昼夜长短和正午太阳高度影响了某地太阳辐射的大小和强弱。我们的祖先创立了24节气来指导农业生产活动，四季的划分是以24节气中的“四立”作为四季的开始。谁能说出24节气呢？
生（背诵二十四节气或阅读教材P22“阅读”部分的内容——二十四节气与四季）
师很好。那么“四立”分别是哪四个节气呢？
生立春、立夏、立秋、立冬。
师立春是春天的开始，而此时在我国北方大地，还是数九寒天的隆冬季节，立秋时正是烈日炎炎的盛夏时节，可见，我国传统的四季与气候变化不符。二分二至作为四季的开始又略显迟了些。为了使季节划分与气候变化相符，现在北温带的许多国家在气候统计上一般把3、4、5月划分为春季，6、7、8月为夏季，9、10、11月为秋季，12、1、2月为冬季。南半球与北半球的季节正好相反。
练习：
1.（经典考题）读“太阳直射点周年变化示意图”，回答问题。
（1）太阳直射点位于A点的这一天，地球上正午太阳高度达一年中的最大值的纬度范围是________________。
（2）太阳直射点位于B点的这一天，北极圈与南极圈上的正午太阳高度角数值相差______________度。
（3）太阳直射点位于C点的这一天，昼长时间北极圈比赤道上_________________（多或少几小时）小时。
2.（经典考题）在30°N附近的日光城拉萨安装太阳能热水器，为了充分利用太阳能，尽可能使一年内正午太阳光线与集热板保持垂直，集热板与地面夹角的调整幅度约为（ ）
A.23.5° B.30° C.47° D.60°
3.（经典考题）当地球公转至远日点时，下列城市中正午太阳高度最大的是（ ）
A.悉尼 B.新加坡 C.广州 D.东京
答案：1.（1）北回归线及其以北 （2）0 （3）少12
2.C 3.C
课堂小结
我们刚才学习了“地球公转和季节”，讲解了黄赤交角的形成，分析了昼夜长短和正午太阳高度的变化，了解了四季的形成。
板书设计

第三节 常见天气系统
从容说课
本节的主要内容包括锋与天气、低压（气旋）与高压（反气旋）。
这两部分的内容都是先介绍一些基本概念，如：气团（冷气团、暖气团）、锋（锋面、锋线）、低压（气旋）、高压（反气旋）、高压脊、低压槽等，然后再说明受这些天气系统的影响，会带来怎样的天气或天气会有怎样的变化过程。最后都安排有一活动，这些活动既可以让学生运用所学的知识解决问题，又突出了学习对生活有用的地理。书中给出两个案例——台风、寒潮，是本节所学的天气系统带来的两个天气实例，它们属于自然灾害中的气象灾害，它们的发生机制和规律与本节所学的天气系统息息相关。简易天气图的识读。这是对第一部分知识掌握情况的检测，可以由教师组织学生对教材中的活动展开讨论和对图2.24锋面气旋进行天气状况分析。
本节课的重点问题有二：①冷锋及天气。我国冷锋活动普遍，冬季可遍及全国，夏季主要在黄河以北。②低压（气旋）和高压（反气旋）与天气。我国全年都受温带气旋影响。夏季东南沿海主要受热带气旋影响，大陆主要受太平洋副热带高压影响；冬季主要受蒙古冷高压影响。低压（气旋）与高压（反气旋）与天气知识的学习是分析、理解和预测我国天气和气候形成原因和过程的原理性知识。我国东部冬夏季风向的变化和降水的不同有力地证明了季风的存在，我国冬天的寒潮、夏季东南沿海的台风存在有力地证明了天气系统的存在，等等。目的让学生感到所学是实际中存在的、有用的地理知识而不是空洞的纯理论解释。
本节课的难点也较多，应利用多媒体演示、图示分析引导学生探究，区分冷锋与暖锋时关键是让学生分清冷、暖气团中，谁是主动运动的气团；另外，冷锋和暖锋造成的天气有很大不同，冷锋天气很复杂，暖锋天气比较简单。可用动画演示某地在锋面经过的不同时段的天气变化规律。在教学气旋与反气旋在南北半球不同的旋转方向时，可从分析成因入手，先画水平气压梯度力的方向，再根据地转偏向的规律画出风向。讲解锋面气旋天气的形成时，可用多媒体演示：气旋中心辐合上升的气流，而在气旋所在的低压槽部容易产生不同性质气流的相遇，形成锋面。
三维目标
知识与技能
1.了解气团（冷气团、暖气团）的概念；理解锋的概念与分类；理解低压（气旋）、高压（反气旋）、高压脊、低压槽的概念。
2.从气温、气压、湿度、降水、风等几个方面分析各种天气系统的形成及其气流特点，并综合出各种天气系统控制下的天气状况。
3.能运用简易天气图，说明天气系统的活动特点。
过程与方法
1.让学生能阅读和简单分析天气图，解释天气变化现象。
2.用案例说明气象灾害发生的原因和危害。
3.结合我国常见的天气系统说明其对人们生产和生活的影响。
情感、态度与价值观
1.激发学生探究科学的兴趣和动机。
2.培养学生唯物主义的认识观，培养求真、求实的科学态度。
3.提高地理审美情趣。
教学重点
1.冷锋的形成及其天气过程。
2.气旋和反气旋的形成，气流特征及其天气特点。
教学难点
1.冷锋与暖锋的判断，理解冷锋天气与暖锋天气。
2.气旋与反气旋在南北半球不同的旋转方向。
3.天气系统图的分析，特别是理解锋面气旋。
课时安排
2课时
第1课时
教学过程
（要求学生提前一周收看天气预报，了解近期的天气状况；收集与台风、寒潮相关的资料；收集1—2条天气谚语）
导入新课
从当天的天气状况引入。
师有哪一位同学能够根据昨晚的电视天气预报，说出今天的天气如何？
生（据现实情况回答）
师大家回忆一下前两天的天气与今天有什么不同？
生（据实际情况回答）
师天气现象是我们最能感受到的一种自然现象。这种自然现象是不断变化的，不仅同一地点不同时间的天气有晴、阴、雨、雪等变化，而且同一时间不同地区的天气也不相同。通过这节课的学习，我们会弄清其中的道理。在一定程度上，我们还可以进行初步的天气预报。下面我们就学习“第三节 常见的天气系统”。
（板书）第三节 常见的天气系统
推进新课
师常见的天气系统主要有锋、气旋和反气旋。我们首先来学习“锋与天气”。
（板书）一、锋与天气
师要了解锋的形成，首先要知道什么是气团？
生水平方向上温度、湿度等物理性质分布比较均一的大范围空气，叫做气团。
师“大范围”说的是气团的空间尺度；“性质均一”意味着气团内部的一致性；“大范围空气”指气团是由空气组成的。那么当冷暖气团相遇时，会出现什么情况？
（动画演示）锋的形成——冷暖气团相遇
（学生合作探究、讨论回答老师提问）
师冷暖气团相遇时，它们的交界面能与地面垂直吗？
生不能。
师冷暖气团相遇，它们的交界面与地面能平行吗？
生不能。
师冷暖气团相遇，它们的交界面是倾斜的。冷暖气团的交界面两侧，哪个是冷气团，哪个是暖气团，为什么？
生因为冷气团密度大，暖气团密度小，所以在交界面下方一侧的气团是冷气团，在交界面上方一侧的气团是暖气团。
师很好。谁来回答一下，什么是锋？
生冷暖两种性质不同的气团在移动过程中，它们之间的交界面叫做锋面。锋面与地面相交的线，叫做锋线。一般把锋面和锋线统称为锋。
师很好。锋面两侧的冷暖气团的温度、湿度、气压有什么不同呢？
生暖气团的温度高、湿度大、气压低，冷气团的温度低、湿度小、气压高。
师正确。那么一上一下不同性质的气团会稳定存在吗？
生不会。
师锋面附近是个天气变化剧烈的地带，锋面附近会造成什么样的天气呢？
（动画演示）锋面附近天气
生（合作探究）锋面附近会有一系列的云、雨、大风、降水等天气。
师你看锋面降水雨区位置主要在冷气团还是在暖气团一侧？
生锋面降水雨区位置主要在冷气团一侧。
师要特别注意：云、雨、大风等天气现象只出现在锋面附近。
（动画演示）冷、暖锋动态移动过程

图1 冷锋天气 图2 暖锋天气
师在锋面移动过程中，根据冷暖气团所占的主次地位的不同，可以将锋分为冷锋、暖锋和准静止锋。冷暖锋面是怎么形成的呢？图1、图2两图中冷空气和暖空气的运动方向是怎样的？其结果如何？
生图1冷空气主动向暖空气移动，形成冷锋。图2冷空气被迫后退，说明暖空气强大，主动向冷空气移动，形成暖锋。
生都有暖空气沿锋面做上升运动。
师暖空气沿锋面做上升运动，气温下降，水汽凝结，会形成云雨天气。冷锋降水区域多发生在锋后，暖锋降水区域多发生在锋前。最好记的还是：锋面降水雨区位置主要在冷气团一侧。
师冷暖锋面的坡度及符号有何不同？锋线凸出方向有何特点？
生（合作探究）冷锋面的坡度较大，符号是三角形；暖锋面的坡度较小，符号是半圆。冷暖锋的锋线凸出方向都与锋面移动方向一致。
（过渡）通过刚才的讨论，我们知道了冷暖锋的形态和符号不同，产生降水的区域也不同。那么，当一冷锋或暖锋经过我们这里时，我们将感受到怎样的天气变化过程呢？
（板书）1.冷锋与天气
（动画演示）冷锋动态移动过程
图3 冷锋天气
（投影文本）
1.设甲、乙、丙为三个城市，此时，三个城市的天气有什么不同？
2.设甲、乙、丙为同一个城市的三个不同时间，这个城市将经历怎样的天气变化过程？
生（合作探究回答）
1.甲、乙、丙三个城市分别是冷锋过境前、过境时、过境后的天气。甲城市还在暖气团的控制下，气温高、气压低、天气晴朗；冷锋正好移动到乙城市区域，乙城市应该是阴天、雨雪、刮风、降温天气，气压也有所升高；丙城市则是冷锋过境之后，冷气团替代了原来的暖气团，气温下降，气压上升，天气转晴。
2.如果甲、乙、丙为同一个城市的三个不同时间，这个城市将经历以下天气变化过程：在甲时刻，该城市在暖气团的控制下，气温高、气压低、天气晴朗；在乙时刻，冷锋正好移动到该城市区域，该城市应该是阴天、雨雪、刮风、降温天气，气压也有所升高；在丙时刻，冷锋已经移出该城市，该城市原来的暖气团被冷气团替代，气温下降，气压上升，天气转晴。
师（动画演示）暖锋动态移动过程
图4 暖锋天气
（板书）2.暖锋与天气
（投影文本）
1.设甲、乙、丙为三个城市，此时，三个城市的天气有什么不同？
2.设甲、乙、丙为同一个城市的三个不同时间，这个城市将经历怎样的天气变化过程？
生（合作探究回答）
1.若甲、乙、丙为三个城市，此时，三个城市的天气分别是暖锋过境前、过境时、过境后的天气。甲城市正处在冷气团的控制之下，气温低、气压高、天气晴朗；乙城市暖锋正在过境，由于暖锋移动的速度较慢，云层加厚，多形成连续性降水；暖锋已经移出丙城市，丙城市此时正受暖气团的控制，气温升高，气压降低，天气晴朗。
2.若甲、乙、丙为同一个城市的三个不同时间，这个城市将经历以下的天气变化过程：在甲时刻，该城市在冷气团的控制下，气温低、气压高、天气晴朗；在乙时刻，暖锋正好移动到该城市区域，该城市应该是云层加厚，多形成连续性降水；在丙时刻，暖锋已经移出该城市，该城市原来的冷气团被暖气团替代，此时正受暖气团的控制，气温升高，气压降低，天气晴朗。
（投影表格）
冷气团运行
暖气团运行
甲（锋前天气）
乙（过境时天气）
丙（锋后天气）
冷锋
冷气团主动向暖气团移动
暖气团被迫抬升
暖气团控制，气温高、气压低，天气晴朗
阴天、雨雪、刮风、降温天气
气温下降，气压上升，天气转晴
暖锋
冷气团后退
暖气团主动沿锋面爬升
冷气团控制，气温低，气压高，天气晴朗
云层加厚，多形成连续性降水
气温升高，气压降低，天气晴朗
师锋面一定能带来降水吗？
生不一定。
师我国北方冬春季节的大风沙暴天气，就是冷锋快速移动造成的。
（小结）影响我国天气的锋面主要是冷锋，在我国一年四季都有，尤其在冬半年。如：冬季及秋末、初春的寒潮，北方夏季的暴雨，北方冬春季节的大风沙暴天气，都是冷锋快速移动造成的。
（过渡）刚才我们认识了冷气团主动向暖气团移动而形成的冷锋，以及暖气团主动向冷气团移动而形成的暖锋，如果冷暖气团势力相当，又会形成什么样的锋呢？它会带来什么样的天气呢？
生（合作探讨）
当冷暖气团势力相当的时候，会形成准静止锋，锋面就会在一个地区停留或来回摆动，会给当地带来连续性的阴雨天气。
（板书）3.准静止锋与天气
师我国在哪几个地区哪几个季节会受到哪几个准静止锋的影响？
生初夏时，冷暖气团在我国长江中下游地区相遇，势力相当，形成准静止锋，阴雨天气会持续一个月左右，俗称“梅雨”。
师每年６月中旬至７月上旬影响我国长江中下游地区的准静止锋叫江淮准静止锋。冬季在云贵高原上还有一个昆明准静止锋，这是由于云贵高原地势较高，削弱了从西伯利亚吹来的冷气团的势力，盘踞在云贵高原上的暖气团与之势力相当，这两个冷暖气团相遇就形成了昆明准静止锋，冬季的昆明、贵阳也是阴雨连绵。
师我们知道暖锋的天气多是连续性降水，而准静止锋也会带来连续性的阴雨天气，那么这两个锋的区别是什么？
生（讨论回答）
（投影）列表比较暖锋和准静止锋的区别
练习：
（投影表格）
1.填表
类型
项目
冷锋
暖锋
形成原因
暖气团运动状况
过境前天气
过境时天气
过境后天气
雨区分布
符号
2.民间俗语：“一场春雨一场暖”“一场秋雨一场寒”分别与哪种锋面活动有关？
3.说出下列天气现象是由什么天气系统造成的。
（1）北方冬春季沙尘暴；（2）寒潮天气；（3）贵阳冬半年阴雨连绵的天气；（4）长江流域的梅雨天气。
参考答案：1.
类型
项目
冷锋
暖锋
形成原因
冷气团主动向暖气团移动
冷气团后退
暖气团运动状况
暖气团被迫抬升
暖气团主动沿锋面爬升
过境前天气
暖气团控制气温高、气压低，天气晴朗
冷气团控制、气温低、气压高，天气晴朗
过境时天气
阴天、雨雪、刮风、降温天气
云层加厚，多形成连续性降水
过境后天气
气温下降，气压上升，天气转晴
气温升高，气压降低，天气晴朗
雨区分布
锋后
锋前
符号
2.“一场春雨一场暖”与暖锋活动有关，“一场秋雨一场寒”与冷暖活动有关。
3.（1）冷锋；（2）冷锋；（3）昆明准静止锋；（4）江淮准静止锋。
课堂小结
今天我们学习了三种锋，冷锋、暖锋和准静止锋，它们的成因不同，形成的天气也不同。希望同学们课后认真复习巩固。
板书设计
一、锋与天气
冷气团运行
暖气团运行
甲（锋前天气）
乙（过境时天气）
丙（锋后天气）
冷锋
冷气团主动向暖气团移动
暖气团被迫抬升
暖气团控制，气温高、气压低，天气晴朗
阴天、雨雪、刮风、降温天气
气温下降，气压上升，天气转晴
暖锋
冷气团后退
暖气团主动沿锋面爬升
冷气团控制，气温低，气压高，天气晴朗
云层加厚，多形成连续性降水
气温升高，气压降低，天气晴朗
活动与探究
探究课题：锋与天气的判断——P45活动阅读《水浒传》片段
探究内容：阅读《水浒传》片段，判断描述中的天气与锋的关系。
探究办法、过程：分组合作，分别探究P45—46活动中的五个问题的结论。
探究结果：
（1）这段话是描写冷锋天气的。
（2）“是日……铁甲如冰”，描述的是冷锋过境前的天气状况。此时此地在干燥的暖气团控制下，大气不稳定，多大风天气。
（3）“次日……降下一天大雪”，描述的是冷锋过境时的天气状况，锋面过境时，天气活动频繁，先是云，后为雪。
（4）“那雪……没过马膝”，从叙述语气上看，降雪过程已经停止，由此推断此时是冷锋过境后的天气状况。
（5）根据描写判断，这个冷锋移动速度很快，一是天气过程时间很短；二是强度很大，有“大风”“大雪”为证。

第2课时
教学过程
导入新课
上节课我们学习了一种天气系统对天气的影响，即锋与天气之间的关系，我们一起来回顾一下。
（投影表格）引导学生复习冷锋和暖锋知识——在提问学生之后再投影答案内容。
冷气团运行
暖气团运行
甲（锋前天气）
乙（过境时天气）
丙（锋后天气）
冷锋
冷气团主动向暖气团移动
暖气团被迫抬升
暖气团控制，气温高、气压低，天气晴朗
阴天、雨雪、刮风、降温天气
气温下降，气压上升，天气转晴
暖锋
冷气团后退
暖气团主动沿锋面爬升
冷气团控制，气温低，气压高，天气晴朗
云层加厚，多形成连续性降水
气温升高，气压降低，天气晴朗
师影响我国天气的锋主要是什么锋？
生冷锋。
师冷锋在我国一年四季都有，尤其在冬半年。请举例说明哪些锋是冷锋。
生冬季及秋末、初春的寒潮，北方夏季的暴雨，北方春季的沙尘暴，都是冷锋快速移动造成的。
师“黄梅时节家家雨，青草池塘处处蛙”是形容我国什么地区的什么天气？它是由什么天气系统造成的？
生我国长江中下游地区的梅雨天气，是江淮准静止锋造成的。
师梅雨季节过后的7、8月份，长江流域的天气又是另一番景象，往往是艳阳高照，天气晴热，又称“伏旱”，它又是由什么天气系统造成的呢？还有夏秋季节的台风，又是由什么天气系统造成的？
下面我们将继续学习另一种影响天气的重要天气系统：低压（气旋）、高压（反气旋）。
（板书）
二、低压（气旋）、高压（反气旋）与天气
推进新课
师什么是低气压、高气压？
（板书）
1.低压、高压
（投影）教材图2.21
师请大家看教材图2.21。
凡等压线闭合，中心气压低于四周气压的区域就是低气压。凡等压线闭合，中心气压高于四周气压的区域就是高气压。请你指出图中有几处高气压、低气压？说出高压中心、低压中心的气压值。
生（观察指认回答）
师很好。大家再看图，从高气压延伸出来的狭长区域叫高压脊，等压线上弯曲最大的各点连线叫脊线，好比地形上的山脊。从低气压延伸出来的狭长区域叫什么呢？
生从低气压延伸出来的狭长区域叫低压槽。
师对了。低压槽好比地形上的峡谷，等压线上弯曲最大的各点连线叫槽线。
我们再来了解什么是气旋和反气旋。
（板书）2.气旋、反气旋
师气旋就像江河中的旋涡，气流由四周向中心旋转运动；反气旋与气旋相反，气流由中心向四周旋转流出。下面请大家看图上的这个低气压。请两个同学到黑板上画出这个低气压的气流运动状况。
生（两个学生板演，其他学生同时画图，要求每个学生根据以前掌握的知识在此图基础上画出南北半球低气压的水平气流运动方向）
师（点评及方法指导：以北半球的低压中心为例，选取某一部位的一点，让学生画出此处的水平气压梯度力，再让学生利用以前学习过的关于风向的知识，画出此点的风向；然后再由点及面，画出低压中心控制下的各个部位的风向，这样形成了一个逆时针辐散的平面气流图。学生掌握了方法，很容易理解高低压的气流状况，不必死记硬背）
北半球和南半球低气压的水平气流运动都是由四周向中心旋转辐合，因此低气压的水平气流运动都是气旋。北半球气旋是逆时针辐合，南半球气旋是顺时针辐合。北半球气旋东部吹偏南风，西部吹偏北风；南半球气旋东部吹偏北风，西部吹偏南风。
师下面请大家看图上的这个高气压。请两个同学到黑板上画出这个高气压的气流运动状况。
生（两个学生板演，其他学生同时画图，要求每个学生根据以前掌握的知识在此图基础上画出南北半球高气压的水平气流运动方向）
师（同上—点评及方法指导—小结）北半球和南半球高气压的水平气流运动都是气流由中心向四周旋转流出，因此高气压的水平气流运动都是反气旋。北半球反气旋是顺时针辐散，南半球反气旋是逆时针辐散。北半球反气旋东部吹偏北风，西部吹偏南风；南半球反气旋东部吹偏南风，西部吹偏北风。
（动画演示）北南半球的气旋和反气旋的三维运动
师请大家观察动画，总结填表。
（投影）学生讨论回答后分别显示答案
气旋
反气旋
成因
气流由四周向中心运动时，受地转偏向力影响偏转而成
气流由四周向中心运动时，受地转偏向力影响偏转而成
水平方向
北半球逆时针辐合，气旋东部吹偏南风，西部吹偏北风
南半球顺时针辐合，气旋东部吹偏北风，西部吹偏南风
北半球顺时针辐散，反气旋东部吹偏北风，西部吹偏南风
南半球逆时针辐散，反气旋东部吹偏南风，西部吹偏北风
师低压中心气流不断辐合（气旋），越聚越多的空气将往哪里去呢？高压中心气流不断辐散（反气旋），空气将从哪里过来补充？（引导学生进行合理的设想与推断）
生气旋气流从四周流入中心，中心空气被迫上升（上升气流），当气流升至高空时，又会向四周流出；反气旋气流由中心向四周流出，高层空气下沉补充（下沉气流）。
师很好，大家观察很仔细。所以一个由气流垂直运动连接而成的低空辐合、高空辐散的环流系统，是气旋存在和发展的前提；而一个由气流垂直运动连接而成的低空辐散、高空辐合的环流系统，是反气旋存在和发展的前提。
（叠加补充投影）学生讨论回答后分别显示答案——垂直气流
气旋
反气旋
成因
气流由四周向中心运动时，受地转偏向力影响偏转而成
气流由四周向中心运动时，受地转偏向力影响偏转而成
气
流
方
向
垂直
方向
低压上升
高压下沉
水平
方向
北半球逆时针辐合，气旋东部吹偏南风，西部吹偏北风
南半球顺时针辐合，气旋东部吹偏北风，西部吹偏南风
北半球顺时针辐散，反气旋东部吹偏北风，西部吹偏南风
南半球
逆时针辐散，反气旋东部吹偏南风，西部吹偏北风
师请一位同学说一说低气压、高气压与气旋、反气旋的区别。
生低气压、高气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。
师非常好。为了帮助同学们掌握气旋与反气旋，给大家总结了两个方法。右手定则：大拇指表示中心气流运动方向，四指表示水平气流运动方向。（右手表示北半球气旋和反气旋）左手定则：大拇指表示中心气流运动方向，四指表示水平气流运动方向。（左手表示南半球气旋和反气旋）
下面，我们一起来做一个活动，大家一起探究低压（气旋）、高压（反气旋）与天气的关系。
（板书）3.低压（气旋）、高压（反气旋）与天气
（投影）P47活动2
［活动与探究］
探究课题：气旋和反气旋的差异及其天气
探究内容：
（1）从中心气流的运动状态看，气旋和反气旋有什么差异？
（2）假如空气中含有大量水汽，气旋控制下的地区会出现什么天气？请你解释其中的原因。
（3）请你用简短的语言概括冬季和夏季反气旋控制下的地区可能会出现什么天气？
探究办法、过程：分组合作探究，总结提出结论。
探究结果：
（1）气旋中心的气流是辐合上升的，而反气旋中心的气流是下沉辐散的。
（2）假如空气中所含水汽量较大，气旋控制下的地区，会因空气上升容易凝云致雨，多阴雨天气。
（3）冬季，反气旋控制下的地区，可能会出现寒冷、干燥、晴朗的天气，还可能出现大风降温天气，甚至出现寒潮。夏季，反气旋控制下的地区，则可能出现炎热、晴朗的高温天气。
师可见气压的分布导致空气的流动，气流的运动影响天气的形成。低压（气旋）、高压（反气旋）对我国的影响很大，这些天气系统是怎样影响我国的？
生气旋过境时，中心地区云量增多，常见阴雨天气。北半球气旋东部刮偏南风，因来自低纬气温高，水汽含量多，所以多云雨。西部刮偏北风，空气来自高纬，降水少，常出现大风降温天气。影响我国的气旋有温带气旋和热带气旋；我国全年都受温带气旋的影响，夏秋季节我国沿海常见的台风，是热带气旋强烈发展的一种特殊形式。
生影响我国的反气旋有：发生在热带海洋上的太平洋暖性反气旋和温带大陆上的蒙古冷性反气旋，发生在热带海洋上的太平洋暖性反气旋造成我国夏季炎热干燥如长江流域的伏旱；在温带大陆上的蒙古冷性反气旋，造成我国冬季寒冷干燥，如我国位于蒙古高原形成的反气旋东侧，冬季多寒冷干燥的偏北风，在秋末、冬季、春初时节常会形成寒潮。
（过渡）师台风，是热带气旋强烈发展的一种特殊形式，伏旱和寒潮则是反气旋的杰作。下面请大家看教材第48页案例，一起来了解台风和寒潮。
（播放录像）台风
师台风是气旋还是反气旋？
生气旋。
师台风作为气旋其特殊性体现在哪里？
生位于热带，产生于洋面上，中心附近风力12级及以上。
师台风与飓风是什么关系？
生台风在太平洋上，飓风在大西洋和印度洋上。
师台风的灾害由什么造成？
生狂风、暴雨和风暴潮。
师我国是台风影响最大国家之一，台风能带来好处吗？
生（合作、讨论、辩论）能，干旱季节带来降水缓解干旱，如7、8月份的江淮地区如有台风过境会带来降水缓解伏旱带来的燥热和干旱。
师我们再来一起研究寒潮。什么是寒潮？
生寒潮是指冬半年大范围的强冷空气活动。
师寒潮是不是一定带来降水？
生不一定，如果当地原有暖空气比较干燥的话则不能形成降水。
师寒潮与反气旋是什么关系？
生反气旋的中心在高纬地区时，反气旋的东南、西南部分容易形成寒潮。
师寒潮会带来哪些灾害？
生冻害、大风吹翻船只、摧毁建筑物、破坏牧场、严重的大雪和冻雨压断电线并可能折断电线杆、交通运输受阻等。（开放性的答案，应鼓励学生开拓思维）
师我国的寒潮与冷锋有什么关系？
生是高纬度的冷高压中心辐散出的气流向较温暖的低纬度地区快速运动，形成的大风、降温天气。
练习：
（投影表格） 由不同学生回答逐个填写
1.气旋、反气旋的比较
气旋
反气旋
定义
成因
中心气压
气流方向
垂直方向
水平方向
天气
一般情况
对我国的影响
示意图（北半球）
2.我国北方地区，秋季经常在_________________（气压）或_________________（气流）系统控制下，出现“秋高气爽”的天气。
答案：
1.
气旋
反气旋
定义
低气压中心形成的大型空气“旋涡”
高气压中心形成的大型空气“旋涡”
成因
气流由四周向中心运动时，受地转偏向力影响，气流的运动方向发生偏转而形成“旋涡”
气流由中心向四周运动时，受地转偏向力影响，气流的运动方向发生偏转而形成“旋涡”
中心气压
低气压
高气压
气流
方向
垂直方向
上升
下沉
水平方向
N——逆时针辐合
S——顺时针辐合
N——顺时针辐散
S——逆时针辐散
天气
一般情况
上升空气容易凝云致雨，多阴雨天气
下沉气流因升温不易冷凝，天气晴朗
对我国
的影响
夏秋季节，我国东南沿海地区的台
风天气就是强烈的热带气旋
夏季，长江流域的炎热干燥的伏旱天气——副热带高压
冬季，寒冷干燥的天气——蒙古高压
示意图（北半球）
2.高气压 反气旋
课堂小结
今天，我们学习了“常见天气系统”中的低压（气旋）、高压（反气旋），通过这堂课的学习，希望同学们对每天的天气预报不再陌生，更希望同学们能够把所学到的知识用于实践，指导生活。
板书设计
第三节 常见天气系统
二、低压（气旋）、高压（反气旋）与天气
1.低压、高压
2.气旋、反气旋、
3.低压（气旋）、高压（反气旋）与天气
第三节 水资源的合理利用
从容说课
水资源的合理利用：当前世界范围内的水资源危机已严重威胁到人类的生存和发展，因此水资源的合理利用成为整个世界共同关注的话题。教材首先从广义和狭义两方面阐述了水资源的概念，认识目前人类利用的淡水资源主要是河流水、淡水湖泊水和浅层地下水，教师要让学生认识到水资源的有限性，唤起学生的忧患意识，使学生树立正确的资源观；结合“世界各大洲的水资源图”、活动1以及教材的阅读，引导学生自主学习，总结归纳世界和我国水资源的分布规律，思考由此可能带来的问题；教材运用实例从水资源的数量和质量两个方面说明水资源对人类社会的重要性，同时教材又运用一组图片反映人类对水资源利用的进步，突出了科学技术的发展在解决人水矛盾中的重要意义。活动2以以色列水资源利用的成功范例，让学生进一步感受到科学技术的力量，教师应适时引导学生思考我国农业可否从中获取什么启示。在“合理利用水资源”一段内容中，教材从水资源短缺和水体污染两个方面来说明水资源利用不当引发的环境问题。为了加强感性认识，教材选择“咸海的忧虑”为案例，分析咸海面积不断缩小的原因。通过案例分析发现，人类活动是造成问题的主要原因。人类不顾自然界的客观规律，为了提高生活水平，无序、无节制地扩大耕地面积、引水灌溉，产生了一系列的环境问题和社会问题。这个案例的落脚点是使学生明白这样一个道理：自然界各种地理要素之间是相互联系的，人类要遵循客观规律办事，否则将会受到自然的惩罚。活动3的设计意图，第一个问题主要是训练学生思考问题并进行简单的决策分析，正确处理短期利益和长期发展的关系。第二个问题从解决水资源问题的对策的角度，就如何解决我国北方城市缺水问题展开讨论，教师要鼓励学生谈自己的看法。
三维目标
知识与技能
1.了解水资源的概念和衡量水资源的具体指标。
2.说明在不同生产力条件下，水资源的数量和质量对人类生存和发展的意义。
过程与方法
1.运用图表说明全球和我国水资源时空分布不均的特点。
2.通过学习水资源分布规律学会用因果关系法分析降水与水资源丰歉之间的关系。
情感、态度与价值观
1.辩证地看待人类对水资源的利用情况。
2.树立水资源可持续利用的观点，了解解决水资源供需矛盾的策略。
教学重点
1.水资源对人类生存和发展的意义。
2.合理利用水资源。
教学难点
说明在不同的生产力条件下，自然资源的数量、质量对人类生存与发展的意义。
课时安排
2课时
第1课时
教学过程
导入新课
师水是人类社会赖以生存和发展的不可替代的自然资源。这节课我们主要研究如何合理利用水资源。什么是水资源呢？请同学们阅读课文的第一自然段，然后再来谈谈你对水资源的理解。
（板书）一、水资源及其分布
（学生阅读课文第一部分，思考下列问题）
推进新课
如何理解水资源？
目前世界可利用的水资源有什么特点？水资源的丰歉以什么指标来衡量？
世界各大洲水资源分布有什么特点？为什么有这样的特点？这样的特点会带来什么影响？
我国水资源分布有什么特点？
生1水资源有广义和狭义之分，从广义来说，水资源包括水圈内的水量总体；从狭义的角度来说，水资源指的是陆地上的淡水资源。
生2目前人类较容易利用的淡水资源有河流水、淡水湖泊水、浅层地下水。它们占全球水体重量的十万分之七，数量极其有限。一个国家或地区水资源的丰歉程度通常用多年平均径流量来衡量。
生3径流量=降水量-蒸发量，从六大洲径流量、降水量和蒸发量的对比可以看出，世界水资源的分布具有不均衡的特点。六大洲中径流量最大的，也即水资源最丰富的是亚洲，其次是南美洲，水资源最少的是大洋洲。
师如果从国家来看呢？
生4如果从国家来看，多年平均径流量最多的是巴西，其次是俄罗斯，我国居世界第六位。
师世界水资源为什么分布不均？
生5降水量的空间分布不均造成了世界水资源的分布不均。降水量大、水循环活跃的地区，水资源丰富；降水量小、水循环不活跃的地区，水资源贫乏。
师由于水资源在空间分布和时间变化上都存在很大的差异，各个国家的技术条件有差异，经济水平和社会条件也不同，这些因素的综合作用使得某些地区的水资源非常短缺。再来看一下我国水资源在时空分布上具有什么特点？
（投影：我国降水量分布图）
师从图中我们可以看出，我国降水量的地区分布存在怎样的差异？这对我国水资源的空间分布有何影响？
生我国降水量的分布呈现自东南向西北递减的趋势，所以我国水资源的空间分布具有南多北少、东多西少的特点。
师我国水资源在时间分布上又有怎样的特点呢？为什么？
生我国水资源在时间分布上表现出夏秋多、冬春少的特点，这是因为我国大部分地区是季风气候，降水集中在夏秋季节。
师不错！我国水资源的时空分布不均同样会对我国各地区的经济发展带来不同的影响。我们就请第一小组在课后相互合作，收集资料，就我国水资源时空分布不均的原因及其带来的影响写一篇地理小论文。
师水资源作为地理环境中最活跃的要素，它的质量和数量对人类的生存和发展有着重要的意义。正是由于水资源的分布存在地区差异，从而影响了地区经济的发展。教材的第二部分内容将告诉我们水资源和人类社会的密切关系。请同学们阅读教材66页“水资源与人类社会”后，概述其中的主要观点。
（板书）二、水资源与人类社会
（教师要注重培养学生的归纳概括能力）
师同学们读完课文后，能否提炼出这五个自然段中关于“水资源和人类社会”之间的关系所表达的主要观点。
生这一部分内容主要表明了这样的观点：水资源的数量会影响经济活动规模的大小；水资源的质量也会影响一个地区经济活动的效益；在不同的生产力条件下，水资源的数量和质量对人类社会的影响程度有所不同。
师说得非常好！教材67页的三幅图片反映了不同时代人类对水资源的利用，从建造水渠利用地表水进行灌溉到利用地下水进行灌溉，再到20世纪50年代海水淡化进入商业化生产阶段，从水资源利用方式的变化中我们可以感受到什么？
生三幅图片资料主要用来说明科技进步是如何促进人类对水资源的利用，从而拓展人类生存和发展的空间的。
师好！科技进步使人类对水资源的利用能更加充分合理，以色列就是一个成功范例。
（导入“活动”内容，引导学生阅读材料，讨论问题）
（投影：中东地区地图）
师同学们能否在中东地图上找到以色列？从图上我们可否判断它的气候类型？
生以色列地处西亚。地中海沿岸有少量的地中海气候，降水稍多；大部分地区是热带沙漠气候，常年干旱少雨，这样的自然环境是不适合发展农业的。
师那么，以色列是如何把水资源由“少”变“多”的？
生以色列通过“开源”和“节流”，使水资源由“少”变“多”。“开源”的方法是海水淡化；“节流”的方法是发展滴灌技术，提高水资源的利用效率。
师从以色列发展农业的奇迹中，同学们感受到了什么？
生科学技术的强大力量。
师说得真好！我国西部地区也有大面积的干旱和半干旱地区，从以色列创造的农业奇迹中，我们能否得到什么启示呢？（不要求回答，为下面的内容作铺垫）水资源和人类社会的关系是相互的，人类科技的进步可以使水资源利用的潜力不断提高，但不合理的人类活动也可能使水资源面临枯竭的危险。我们希望人水和谐，水资源可持续利用。我们请第二小组以“水资源与人类社会”为主题，相互合作设计一份图文并茂的地理小报，在我们下一节课上展示。
师在干旱地区，农业离开了灌溉是很难发展的。以色列采用的是经济高效的滴灌技术，在世界很多气候干旱的农业区，大多仍然采用落后的大水漫灌方式，不仅造成水资源的极大浪费，而且还带来了种种生态环境问题。教材69页的案例2“咸海的忧虑”也是世界干旱地区水资源利用的一个典型例子，请同学们先在地图上找到咸海的位置，然后找一下有哪些河流流入咸海。
（投影：中亚地图、咸海图片）
师我们再在世界地图上找出咸海，咸海位于什么地区？该地区为什么气候干旱？
生咸海位于中亚，因为该地区深处内陆，难于得到来自海洋的水汽，所以气候干旱。
师咸海的“忧虑”指的是什么？
生从20世纪60年代以来，咸海面积不断缩小。
师导致咸海面积不断缩小的原因是什么？
生咸海面积不断缩小的原因有自然原因，但主要是人为原因，主要是因为人类无节制地灌溉，特别是从咸海的两大入湖河流——锡尔河和阿姆河中提水，导致咸海水量大减，湖面面积不断缩小。
师咸海面积不断缩小给当地的生态环境带来了哪些问题？
生咸海面积不断缩小，使该地区大量动物物种灭绝，位于咸海湖滨的城镇出现饮用水短缺问题，传统的渔业衰落导致失业和其他社会问题。
师对！从咸海的变迁及其带来的环境影响中我们可以看到，自然环境中各地理要素之间是相互联系的，某一种要素发生变化就会导致其他要素发生变化。其实，咸海的忧虑也折射了世界范围的水危机。随着人口持续增长，社会、经济的不断发展，一方面人类对水资源的需求量在不断增加。另一方面，人类对水资源的污染程度却在不断加深，可以利用的水资源却在不断地减少。对水资源的需求量增加而水资源的质量却在下降的矛盾，使得我们必须要合理地利用水资源。
（板书）三、合理利用水资源
师当你满不在乎倒掉一杯白开水的时候，是否能够想到，在不远的地方，还有人在喝着满是沉淀物的“碱”水？当你大方地用一吨水来冲洗爱车的时候，是否能够想到，在同一个国度，还有人要为一桶饮用水而跋涉几十里？当你将垃圾扔进江河的时候，是否意识到，我们赖以生存的母亲河，正在成为哭泣的垃圾场！
（投影：“中国的忧虑”）
1.我国水资源人均占有量不足2200立方米，约为世界人均水资源占有量的1/4，在世界上名列第121位，是全球13个人均水资源最贫乏的国家之一。北方地区水资源人均占有量只有990立方米，不到世界人均值的1/8。
2.2003年我国万元GDP用水量为465立方米，是世界平均水平的4倍；农业灌溉用水有效利用系数为0.4—0.5，发达国家为0.7—0.8；全国工业万元增加值用水量为218立方米，是发达国家的5—10倍；水的重复利用率为50％，发达国家已达85％；全国城市供水管网漏损率达20％左右，仅城市便器水箱漏水一项每年就损失上亿立方米。我国在污水处理回用，海水、雨水利用等方面也处于较低水平。
3.20世纪50年代，茫茫太湖碧波万顷，湖水清澈见底。70年代，著名风景区鼋头渚一带出现成片的“水华”（蓝藻）。80年代，湖面的“水华”像绿色油漆一般，布满半个太湖。90年代，绿油油的“水华”数次大面积爆发，使太湖沿岸人民饮水出现困难。1998年“零点达标行动”后的太湖经过多年的治理，污染状况依然触目惊心。
师从上述资料中可以看出，我国水危机严重的原因有哪些？在当前水资源的利用中，主要存在哪些不合理的地方？
生从上述资料中我们可以看到，我国人均水资源少，对于水资源利用有很多不合理的地方。主要表现在：水污染现象严重；水资源的利用效率低，浪费现象严重。
师要实现水资源的可持续利用，应该采取哪些措施？
生要实现水资源的可持续利用，主要是从开源和节流两方面去努力。
师很好！我国水资源所面临的问题也是世界许多国家同样面临的问题。面对水资源危机，人们渐渐意识到只有科学用水，合理用水，才能促进水资源的持续利用，才能促进社会持续发展，为此人们主要采取了开源和节流两方面的措施。那么在实践中，主要有哪些常见的开源和节流措施呢？
生开发水源的主要措施有合理开发和提取地下水；修筑水库；跨流域调水；海水淡化，人工增雨等。在节流方面主要是要加强宣传教育，提高公民的节水意识，重视改进农业灌溉技术，提高工业用水的重复利用率。
师教材中列举了关于水资源开源和节流的多种措施，教材70页活动题给我们描述了我国西部干旱地区和北方城市在水资源利用方面所面临的困境。下面我们一起来探讨一下在这些地区该采取哪些有效的措施摆脱困境，实现水资源的可持续利用？
（学生阅读后进行讨论）
师关于第一个问题，谁先来谈谈自己的看法？
生我国干旱地区和以色列的环境相似，所以我们可以借鉴以色列的做法，推广滴灌技术，发展节水农业。
师很好！在我国西北干旱地区，过量开采地表水和地下水造成的生态环境恶化正日益严重，例如新疆的塔里木河下游处于极端干旱的沙漠中心，两岸天然绿洲和向荒漠过渡的植被都需要依赖河流径流所补给的地下水，由于河流上中游用水过多，河流干涸断绝地下水的补给，造成天然绿洲和荒漠过渡的植被衰败以致死亡，大片土地沙化。2001年，国家投资107亿元对塔里木河生态进行治理。水利部门在塔里木河流域实施生态抢救工程，先后经过3次应急输水，结束了塔里木河下游300多千米河道断流30年的历史，挽救了“绿色走廊”的大片胡杨林。同学们可以看到，水资源利用不当，是造成生态环境破坏的主要原因。治理荒漠和节水，是不可分割的两个方面。荒漠治理和开发需要大量水资源的开发和引入；在沙漠边缘地区，由于超采地下水，植被枯萎，又会导致荒漠化的加剧。所以，人类试图与自然生态再建和谐关系，其中最核心的问题是提高用水的利用效率与效益。
师我们再来看看北方城市面临的问题。对于如何解决中国的水资源短缺问题，各方面专家、学者开出了不同的“药方”，你们有什么看法呢？
（鼓励学生发表自己的看法）
师这些观点从不同的角度去分析问题，都有其合理和正确的一面。但任何一个方案的本质都应该回归到生态的保护上。各种各样的方案是否能够推进可持续发展，是评价其是否科学可行的一个重要标准。如果这个方案能够推进可持续发展，那么就是一个好的方案；如果这个方案为了改变这里的生态而影响了其他地方的生态，甚至在更大范围内造成生态破坏，这样的方案肯定是不可取的。
师如何合理利用水资源是解决当前全球性水资源危机必须迫切研究的问题。我们布置给第三小组的任务就是合作制作一个课件，主题是——合理利用水资源，注意收集图片，给我们生动展示世界各国在水资源利用过程中出现的种种问题以及在合理利用水资源方面所做的努力。水污染是世界也是我国水危机的主要原因之一，我们给第四小组的任务就是相互合作采集样本和资料，写一份调查报告，让我们了解一下我们身边的水资源的质量状况。
课堂小结
今天我们这一节课需要大家了解水资源的概念及其在世界和我国的分布特点，我们还要理解水资源与人类社会的相互关系，合理利用水资源是我们的最终目的。水资源虽然是可再生资源，但是如果我们的利用超过其可再生的速度或者对其进行污染使得水的质量和数量不断下降，最终必然对人类生产和生活与经济发展产生不良影响。从人水的关系可以推及到各种自然资源和人类的关系，自然资源是人类活动与地理环境关系的纽带，是人类赖以生存和发展的物质基础。人类应该清晰地认识到这样一个道理：要遵循客观规律办事，否则将会受到自然的惩罚。从水资源的合理利用的分析中，我们要深刻认识到自然资源对人类活动的影响，树立可持续发展的思想，利用和保护好自然环境。为了让同学们对本课内容有更透彻的理解，我给四个小组都布置了一个任务，请同学们在课后收集资料，发扬合作互助的精神，在下一节课上展示你们的研究成果，到时候我们将比一比哪一个小组的作业最精彩。
板书设计
活动与探究
小组
形式
主题
第一组
撰写小论文
我国水资源时空分布及其产生的问题
第二组
地理小报
水资源与人类社会
第三组
课件制作
合理利用水资源
第四组
调查报告
××河流水质情况调查报告（在学校附近选取一条河流进行调查）
设计的目的：拓展学生的地理视野，激发学生探究地理问题的兴趣；调动学生的学习积极性，发挥学生的主体作用，培养学生的创新精神和实践能力。
老师的建议：
关于小论文的撰写：紧扣主题，观点鲜明，论据充分，文字流畅。
关于地理小报：注意紧扣主题，图文并茂。
关于课件制作：运用材料可多样化（文字、图片、动画或视频）；注意拓宽知识面。
关于调查报告：教师建议应采取的调查方式及资料收集渠道，如可建议学生与当地环保局联系，选取学校附近某条河流，在沿河不同地段取水样化验，目的在于通过亲身体验，了解当地水资源受污染状况，强化学生的忧患意识和社会责任感，这种价值观培养的力度和效果在课堂教学中是不容易达到的。
第三节 河流地貌的发育
从容说课
本节内容是以河流地貌为案例来说明外力作用对地表形态的影响。教学中运用图片和动画等直观的教学手段，把三种侵蚀的方向及其对河谷地貌的影响讲清楚。让学生展开讨论，沟谷和河谷的区别是什么？通过学生自己的讨论使之明白，二者的区别就在于是否有稳定的水源，如果有稳定的水源，则沟谷就会演变成河谷。进一步使学生理解事物的发展既有内因也有外因，而内因是根本，外因是条件的哲学道理。
三维目标
知识与技能
1.外力作用对地表形态的塑造。
2.河流侵蚀地貌和河流堆积地貌。
3.河流地貌对聚落分布的影响。
过程与方法
1.探究与活动，理解沟谷和河谷的演变关系。
2.利用景观图片分析河流地貌的成因。
情感、态度与价值观
使学生理解事物是发展的，发展既有内部条件，也有外部条件。
教学重点
1.河流的侵蚀地貌与堆积地貌。
2.河流地貌对聚落分布的影响。
教学难点
河流侵蚀的不同类型。
课时安排
2课时
第1课时
教学过程
导入新课
同学们，上节课我们以山岳地貌为例，学习了内力作用对地表形态的影响。在外力作用中，流水是一种最强大而普遍的作用。今天我们就一起来学习——第三节 河流地貌的发育（板书）。
推进新课
师河流所形成的地貌，是我们在自然界中所见到的最常见的地貌种类之一。请看下面两幅图片。
（出示图片“三峡地貌”“崇明岛”）

师以上两幅图片都是河流地貌，但它们的成因相同吗？
生成因不同。三峡是长江切割巫山而形成的，是河流的侵蚀地貌；崇明岛是长江携带的泥沙在河口堆积而成，是河流的堆积地貌。
师分析得很正确！这两种地貌都是外力作用——流水作用的结果，只不过它们是在不同的条件下形成的地貌，让我们首先来认识河流侵蚀地貌。
（板书）（一）河流侵蚀地貌
师河水在流动过程中，会破坏并带走地表的物质，形成侵蚀地貌。河流的侵蚀主要有三种类型，由于它们对地表的侵蚀方向不同，因而对河谷形态的影响也不同。这三种类型是溯源侵蚀、下蚀和侧蚀。
（播放录像“虎跳峡”或出示图片）
师同学们一定为虎跳峡汹涌而澎湃的激流所震撼，湍急的河水从高处奔流跌落而下，对河谷的岩石有着强烈的冲刷作用。请同学们讨论一下，这种侵蚀的最终结果会使河谷怎样发展？这是三种类型中的哪一种？
生（讨论后回答）强大的流水作用会侵蚀岩石，使岩石向着河流的上游方向逐渐消退，这是溯源侵蚀。
师非常好。这种侵蚀会使河谷不断向源头方向伸长，从而使河流向上游方向发育。请大家再看虎跳峡的横剖面图，像英语字母中的哪个字母？
生“V”字形。
师对！虎跳峡处于长江的上游，在长江的发育过程中处于较晚的时期，也就是河流发育的初期，河谷的集水面积较小。
（出示图片“长江三峡”）
李白的诗《朝发白帝城》：“朝辞白帝彩云间，千里江陵一日还。两岸猿声啼不住，轻舟已过万重山。”
师这首诗描写了三峡壮丽的景色，江如奔马，舟若飞箭。请大家思考：三峡的横断面像英语字母中的哪个呢？这种侵蚀是三种类型中的哪一类呢？
生三峡横断面呈“U”形，属于“下蚀”。
师很好！三峡的成因是地壳运动导致构造裂隙，水流顺构造裂隙强烈侵蚀、下切而形成的，它使河床加深，河谷向纵深方向发展。
材料：荆江是长江自中国湖北省枝江至湖南省岳阳县城陵矶段的别称。全长420千米，而直线距离仅约185千米。河道曲折之程度，不仅在我国而且在世界上也是罕见的，因此，素有“九曲回肠”之称。每逢汛期，从上游汹涌而至的洪水在这里左冲右突，两岸堤防险象环生。据史载，新中国成立以前的450年间，荆州江河堤防溃口186次，平均不到3年一次。
师人们常说“万里长江，险在荆江”，请同学们看图片和材料思考讨论，为什么说荆江河段险呢？
生（讨论后回答）因为荆江河段特别弯曲，所以水流不畅，容易溃堤。
师说得很好。那么请同学们思考：荆江河段的河流侵蚀属于哪一种类型呢？它又会产生怎样的河流侵蚀地貌呢？
生属于侧蚀。它使谷底展宽，谷坡后退，河流向横向发展。
师不错。我们已经了解了河流的三种侵蚀方向及其对河谷地貌的影响，那么同学们有没有想过这样的问题呢？即陆地上本没有河流，那么河流又是如何形成的呢？阅读课文并思考讨论。
（出示图片“黄土高原千沟万壑的面貌”）
师黄土高原上有着这么多的沟谷，为什么它们却没有形成河谷呢？沟谷和河谷的区别究竟在哪里呢？
生河谷是由沟谷发育而来的。沟谷流水水量大、流速快，下蚀和溯源侵蚀作用很强，从而使沟谷不断加深和延长。当沟谷深及地下含水层时，地下水开始汇入沟谷。如果沟谷获得了稳定的地下水补给，沟谷就逐渐演变成了河谷。
师很好！发育初期的河谷的集水面积比较小，横剖面呈“V”字形。“V”字形河谷形成后，河流的下蚀作用减弱，侧蚀作用加强。请看下图并思考讨论：图中A、B两点哪里更适于建河运码头，说明理由。
生B点。A点是凸岸，水流缓慢，泥沙堆积；B点是凹岸，水流速度快，侵蚀作用强烈，因此水深较深，适合做码头。
师分析得很好！请读教材图4.17，这种凹岸侵蚀、凸岸堆积不停地进行，河谷将会出现怎样的变化呢？
生出现连续的河湾。河湾不断向两侧扩展，最终将河谷展宽，并在河谷内堆积大量泥沙。
师对！这个时候，河谷的发育就进入了成熟期。同学们看c图，成熟期的河谷的形态有何特点？
生成熟期的河谷比较宽，横剖面呈槽形。
师不错。我们了解了河谷的形成过程，它主要是外力作用塑造的地表形态，下面我们来看一个实例，看看大家对刚才学的内容掌握得如何？
（学生阅读材料，教师出示张家界有关图片）

（学生讨论回答，教师小结）
张家界的澧水源头、娄水上游、茅岩河段是典型的流水侵蚀地貌，河谷之所以多隘谷、峡谷，是由于地壳上升，溪流向下切割作用强烈，来不及将河流拓宽，从而使河谷形成隘谷、峡谷。河的谷底极窄成线形，河流两岸壁立千仞，河谷中间滩多水急。
师从张家界的河谷地貌形成过程可以知道，虽然河谷地貌是外力作用的结果，但张家界特殊而秀险的河谷地貌也离不开地壳的抬升作用。
（活动探究）
课后让学生自己到网上寻找一些冰川、风等外力作用而形成的地貌景观图片，试着描述它们的特点并推测其形成过程。
课堂小结
河谷地貌的形成原理是本节的学习重点。通过动态地理解河谷地貌的形成过程，有助于我们充分合理地利用这种地貌形态。
板书设计
第2课时
教学过程
导入新课
（出示图片“长江三峡”和“长江三角洲”）

师同学们，以上两幅图片都是河流地貌，它们的区别在哪里呢？
生“三峡”是河流侵蚀地貌，“长江三角洲”是河流堆积地貌。
师对。上一节课我们学习了河流的侵蚀地貌，今天我们一起来学习河流对地表形态的另一种塑造作用——河流堆积地貌。
（二）河流堆积地貌（板书）
推进新课
师我们知道，河流在流动过程中，会破坏并掀起地表的物质，形成侵蚀地貌。那么，这些被侵蚀的地表物质到哪里去了呢？
生被河水搬运到低洼的地方堆积起来。
师很好。请看“河流堆积地貌图”，仔细观察并说出在河流流出山区的谷口处、河流的中下游、河口三个地区，分别形成了怎样的河流堆积地貌？为什么？
（生讨论）
生1在山区的谷口形成了洪积—冲积平原。在山区地势较陡，河流或季节性的洪水在山区内水流速度很快，侵蚀作用剧烈，携带着大量砾石和泥沙。但当水流流出谷口时，地势突然变得平缓，水道也变得开阔，因而水流速度变慢，搬运能力减弱，使得水流所携带的泥沙逐渐沉积下来，就形成了洪积扇或冲积扇。由多个冲积扇或洪积扇连接起来就形成了洪积—冲积平原。
师分析得很好！
总结：（洪积—冲积平原的形成过程）地势趋于平缓、河道变得开阔—水流速度降低—搬运能力减弱—泥沙堆积。
（过渡）让我们来看看在河流的中下游地区又形成了怎样的堆积地貌呢？
生2在中下游地区，河流下蚀作用较弱而侧蚀作用较强。由于河道弯曲，使得凹岸侵蚀、凸岸堆积，形成水下堆积体。堆积体的面积逐渐扩大，在枯水季节露出水面，形成河漫滩。当洪水季节到来时，河漫滩被水淹没，继续接受沉积。如果河流改道，河漫滩被废弃。多个被废弃的河漫滩连接在一起，就形成了宽广的河漫滩平原。
师总结：（河漫滩平原的形成过程）凹岸侵蚀，凸岸堆积—水下堆积体—河漫滩—河流改道—河漫滩被废弃—连接形成河漫滩平原。
（过渡）我们了解了河流的上游、中下游的堆积地貌。现在，让我们一起来看看在河流的入海口，发生了怎样的堆积？
生3河流携带着大量的泥沙，当河流入海时，如果入海处水下坡度平缓，河水流速减慢，河流所携带的泥沙就会堆积在河口前方，形成三角洲。若干个三角洲连在一起，便形成了广阔的三角洲平原。
师总结：（三角洲平原的形成过程）水下坡度平缓—水流速度减慢—泥沙堆积—三角洲—连接形成三角洲平原。
生阅读案例“黄河三角洲的发育”，理解为什么黄河三角洲扩展非常迅速。
（总结）
（P84活动）
引导学生读中国地形图，找出黄淮海平原的西部是太行山脉，因此在平原的西部地区（太行山麓）是由洪积物和冲积物组成的山前倾斜平原，在渤海之滨是地势最低的滨海平原。正是这个原因，所以黄淮海平原的土壤在水分条件和土质方面的差异很大。其次，要使学生理解为什么山前倾斜平原以东的地区容易盐碱化，关键原因在于地势低洼，夏秋季节积水，加之沿海地区受海水浸渍的影响，因此黄淮海平原土壤多盐碱，生产力低下。
（参考答案）黄淮海平原的不同地貌单元，由于地势地貌特征不同，形成的土壤的水分条件和土质差异很大，对农业生产的影响也比较大。一般来说，山前倾斜平原，地势较高，水质较好，土壤排水性良好，不易盐碱化，多为高产稳产农业区。冲积低平原地形平坦，多为黏土，夏季容易积水发生涝灾。地下水的矿化度较高，土壤有不同程度的盐碱化现象。土地生产力一般低于山前倾斜平原。滨海平原地区地势极为低平，夏秋季节低洼易涝，组成土壤的物质以黏土为主。由于受海水浸渍作用的影响，地下水矿化度高，土壤为盐土，表层含盐量达1%—3%，只能生长盐生或耐盐性强的植物。因此，这里是黄淮海平原低产田的主要分布区。
（过渡）同学们，我们知道，大江大河哺育着我们人类文明，请同学们说出四大文明古国各属于什么大江大河的流域？
（生）中国——黄河流域；古埃及——尼罗河流域；古印度——印度河流域；古巴比伦——两河流域。
师很好！是河流孕育了我们人类文明，河流地貌对人类的聚落分布有着显著的影响。在河流塑造的众多地貌中，洪积扇、冲积扇、河漫滩平原、三角洲平原对河流流经地区的聚落分布均具有比较明显的影响。
（出示图片“雅鲁藏布江河谷聚落”）
师同学们请思考讨论，青藏高原上的聚落为什么沿河谷伸展？这与那里的自然条件有着怎样的关系呢？
生（讨论回答）青藏高原由于海拔很高而寒冷，土壤贫瘠。而河谷地带海拔低，气候相对温暖，两岸泥沙淤积而成的河漫滩平原土壤肥沃、水源丰富，所以这里是高原地区理想的人类栖息地。
师请大家讨论思考，说一说为什么在山区人类聚落多分布在山前洪积扇、冲积扇和河漫滩平原上。
生（讨论回答）在山区，由于地势陡峭，人们总是选择在洪积扇、冲积扇和河漫滩平原上生产和生活，这些地方的地形相对平坦，淤积有肥沃的土壤，地下水或地表水也相对丰富，适合于聚落的发展。
师很好。山区的聚落多呈明显的条带状，或分布于山前，或沿河流的两岸伸展。
（出示图片“中国百万以上人口特大城市分布图”）
师看图思考，为什么我国东部地区的城市密集，而西部地区的城市稀疏？和自然条件有着怎样的关系？
生我国东部地形多为冲积平原，土壤肥沃，水源丰富，河网密布，有着便捷的内河航运和海上运输。因此，这里是我国聚落最密集的地区。
师（总结）分析得很好！在这里的聚落有的沿河发展，形成沿河聚落，有的沿海岸发展，形成海岸聚落带。
（P86活动）
问题1：为什么在河流上游，聚落位置选择在地势较低的A地，在河流中下游，聚落位置选择在地势稍高的B地。
（引导学生观察讨论）河流的上游在山区，地势较为陡峭，而A地海拔相对较低，地势相对平坦，离河流近，便于取水；而B地位于冲积扇上，周围地势开阔而平坦，B地也位于两河交汇处，交通便利。
问题2：A、B两地的聚落哪个更有可能发展成为城市？为什么？
（学生讨论）
课堂小结
B地聚落更有可能发展成为城市。因为B位于两河交汇处，往往有大量的人流、物流在此集聚、中转。同时，河流为城市的发展提供充足的水源，而且B地周围地形开阔平坦，便于农耕和基建，是城市发育的理想环境。
板书设计
第二节 大规模的海水运动
从容说课
海水是地球上最主要的水体。海水运动形式多样，本节重点讲述最主要的一种运动形式——洋流，而将另外两种常见的运动形式——波浪和潮汐作为阅读资料以拓展学生。理解洋流的概念及按性质划分的洋流的两种类型：寒流和暖流。教学时引导学生在洋流模式图上判断寒流和暖流，注意其分布在大陆的东岸或西岸；全球风带图和洋流模式图的对比可以使洋流的成因这一难点得以很好地化解；“世界表层洋流的分布图”的阅读，要注重让学生观察、比较、归纳，培养学生读图分析能力、归纳地理规律的能力，最后将该图与全球洋流模式图进行对比，进一步理解世界表层洋流的分布规律。洋流对地理环境的影响，教材重在通过案例分析得出结论，教师要充分利用教材丰富的图片资料生动演绎，印证原理。教材活动题的选取紧扣热点，教师应抓住机会，激发学生的学习兴趣，感到地理的“有用”。
三维目标
知识与技能
1.通过比较、分析，归纳世界表层洋流的分布规律。
2.了解洋流对地理环境的影响。
过程与方法
1.读图分析法、比较法、案例分析法。
2.通过绘制洋流分布图掌握世界洋流的分布规律。
情感、态度与价值观
培养学生科学研究的方法和态度。
教学重点
1.世界表层洋流的分布规律。
2.洋流对地理环境的影响。
教学难点
世界表层洋流分布规律及其成因。
课时安排2课时
第1课时
教学过程
导入新课
师海水是水圈的主体，我想先请同学来谈谈你对海洋的认识。
生1海水是咸的。
生2海洋是一个巨大的宝库，为人类提供了多种多样的资源。
生3海洋是一个巨大的水库，海洋面积约占整个地球总表面的71%，海洋水的储量占全球水储量的96.53%。它不断地为大气和陆地提供水源，使陆地上的水资源得以不断的更新。
师大家都说得非常好！海水处于不停的运动中，海水的运动对地理环境也会产生多方面的影响。今天这节课我们一起来学习“大规模的海水运动”。
（课件展示课题：大规模的海水运动）
推进新课
师海水的运动形式多种多样，“潮起潮落”，说的是潮汐；“无风不起浪”，说的是波浪。在本节课中，我们主要学习一种大规模的海水运动方式——洋流。那么，什么是洋流呢？
生海洋中的海水常年比较稳定地沿着一定方向做大规模的流动，叫做洋流。（提醒学生注意其中的关键词：常年、稳定、沿一定方向、大规模）
师洋流有不同的类型，按性质分，它可以分为哪两种？
生洋流按性质可分为寒流和暖流两种类型。从水温高的海区流向水温低的海区的洋流是暖流；从水温低的海区流向水温高的海区的洋流是寒流。
师下面我们通过读图来了解世界表层洋流的分布规律。
（引导学生阅读教材第62页“世界表层洋流的分布（冬季）”，指导学生观察、比较不同大洋同纬度海区大洋环流的运动方向和同一大洋不同纬度海区大洋环流的运动方向）
（板图：1.世界海陆分布轮廓示意图；2.大洋洋流模式图的底图）
（请一学生上黑板在“世界海陆分布轮廓示意图”上画出太平洋南北半球中低纬度海区的大洋环流）
师北太平洋和南太平洋中低纬度大洋环流的运动方向是否相同？
生两个大洋环流的方向相反，北太平洋中低纬度大洋环流呈顺时针方向流动，南太平洋中低纬度大洋环流呈逆时针方向流动。
（再请一学生上黑板在“世界海陆分布轮廓示意图”上画出南北大西洋中低纬度海区的大洋环流）
师北大西洋中低纬度大洋环流的运动方向和北太平洋中低纬度大洋环流的运动方向是否相同？
生相同，都呈顺时针方向流动。
师南大西洋中低纬度大洋环流的运动方向和南太平洋中低纬度大洋环流的运动方向是否相同？
生相同，都呈逆时针方向流动。
师找一找“世界表层洋流分布图”中南半球还有哪一个大洋的大洋环流方向与上面两个大洋环流方向是一致的。
生南印度洋。
师很好！我们将南印度洋的这个大洋环流也画到相应的位置上。（师画）下面我们再请一位同学上来画出北太平洋和北大西洋中高纬度的大洋环流，注意比较两个大洋环流的流动方向。
（学生上黑板画北半球中高纬度的大洋环流）
师发现了什么规律？
生北半球的中高纬度的大洋环流都呈逆时针方向流动。
师对！通过对教材“世界表层洋流的分布图”的观察、比较，通过我们同学自己动手画图，我们对世界各大洋的洋流分布已经有了一定的认识，谁来总结以下自己发现的规律？
生世界洋流分布具有这样的规律：不同大洋的同纬度海区大洋环流的流动方向是一致的，而同一大洋的不同纬度海区大洋环流的流动方向是相反的。
师不错！我们可以把世界洋流分布的这种规律体现到这幅世界洋流模式图上。我们还是请同学自己动手来画一画，画图时用蓝笔和红笔区分寒流和暖流。
（学生在模式图上画大洋环流）
（学生这时已初步归纳出洋流分布的规律，教师需要提醒学生注意将洋流分布准确表示在图上，即让学生明确其分布的纬度位置）
师从世界洋流模式图上我们可以看到南北半球各形成了两个大洋环流，两个中低纬度的大洋环流以什么地区为中心？
生副热带地区。
师两个中高纬度的大洋环流又以什么地区为中心？
生副极地地区。
师大家观察一下大洋东西两岸的洋流性质有什么不同？
生在中低纬度海区，大洋的西岸是暖流，大洋的东岸是寒流；而在中高纬度，大洋的西岸是寒流，大洋的东岸则是暖流。
师非常好！通过以上读图分析，我们已经了解了世界洋流的分布规律，那么为什么会形成这样的分布规律呢？下面我们就一起来探究一下其中的原因。我们还是请同学上来先画图，再讲“理”。
（学生上黑板画全球风带图，提醒学生注意各风带的纬度位置）
师我们将全球风带图和洋流模式图进行一下对比，能不能找到洋流的某些成因？
生盛行风是洋流形成的主要动力。
师对！我们再说具体一点，南北赤道暖流分别是怎样形成的？
生北赤道暖流受东北信风的影响，海水自东向西流；南赤道暖流则受东南信风的影响，海水也是自东向西流。
师西风漂流又是怎样形成的呢？
生西风漂流是受中纬西风的吹拂而形成的。
师我们再将教材第62页的“世界表层洋流的分布图”和“世界洋流模式图”对照一下，在南半球的中高纬度实际上有没有形成大洋环流？
生没有。
师这是为什么呢？
（引导学生观察南半球的海陆分布状况）
生南半球的中高纬海区分布着广阔的海洋，没有形成海陆相间分布的轮廓，所以没有形成大洋环流。
师非常好！我们可以看到在南极大陆周围形成了环绕南极大陆流动的南极环流，它又是怎样形成的呢？
生这是由于极地东风的吹拂形成的。
师很好！这位同学能够把全球风带图和世界洋流分布图灵活地结合到一起进行分析。在赤道附近还有一支赤道逆流，流动方向与赤道暖流相反，它又是怎样形成的呢？
生赤道洋流从东向西到达大洋的西岸时受陆地阻挡，一小股回头形成赤道逆流，成为赤道洋流的补偿流。
师不错！我们注意观察对比一下在北印度洋，冬季和夏季的洋流方向有什么变化？为什么？
生冬季北印度洋盛行东北季风，形成反时针方向的大洋环流；夏季，北印度洋盛行西南季风，形成顺时针方向的大洋环流。
师同学们能否结合上面的读图分析中老师所提出的一个个问题，总结出洋流的形成究竟有哪些原因？相互之间可以讨论一下。
（学生讨论，教师注意引导学生通过读图归纳知识）
生洋流形成的主要原因是盛行风，不同纬度地区的风带形成不同流向的洋流。除此之外，影响洋流的因素还有陆地形状和地转偏向力。
师总结得很好！在学习的过程中，我们要善于运用教材提供的地图、表格等各种资料，注重培养自己的读图分析以及归纳知识的能力。下面我们一起来把今天这一节课所学的内容进行归纳总结。
（课件展示：世界表层洋流的分布规律总结）
第2课时
教学过程
导入新课
在上节课中，我们通过阅读地图归纳了世界表层洋流的分布规律，了解了洋流的类型和成因。在大洋的东西两岸，往往分布着不同性质的洋流。请同学们在大脑中构建“世界洋流的分布图”，想一想在北半球中高纬度的大洋东西两岸流动的分别是什么性质的洋流呢。
生北半球中高纬度的大洋东岸分布的是暖流，而大洋的西岸则是寒流。
师很好！对于地理知识的掌握，我们一定要养成在大脑中构建地图的习惯。再来说说南半球中低纬度大洋的东西两岸又分别是什么性质的洋流。
生南半球中低纬度的大洋东岸分布的是寒流，而大洋的西岸则是暖流。
师好的！洋流是一种大规模的海水运动，海水是地球大气的主要热源和水源，所以不同性质的洋流必然对气候产生不同的影响，不仅如此，洋流还会对海洋生物资源和渔场的分布有显著影响，洋流对海洋航行也有影响，洋流还对海洋污染有极大的影响。在今天这节课中，我们就一起来探讨一下洋流对地理环境的影响。
（课件展示本课课题：洋流对地理环境的影响）
推进新课
师首先请同学们阅读教材第63页的案例1，注意图文结合，读完以后相互讨论并完成下列各题。
（课件展示下列问题）
1.画出大西洋的西岸经过拉布拉多半岛东侧的洋流，判断是暖流还是寒流。
2.挪威卑尔根的纬度大约是多少？该地最冷月的平均气温是多少？降水有什么特点？结合气温和降水两个要素如何描述该地区的气候特点？属于什么气候类型？
3.大西洋东西两岸的自然景观有什么明显差异？为什么？
4.北极圈内地区气候寒冷，为什么会出现不冻港？
5.英国北部和挪威的纬度都较高，为什么这些地区海港的封冻期不长？
6.秘鲁伊基克最冷月的平均气温是多少？最热月的平均气温大约是多少？全年降水又有什么特点？结合气温和降水两个要素如何描述该地区的气候特点？属于什么气候类型？
7.南美西海岸的热带沙漠为什么南北延伸很长？
（结合案例的文字资料和两幅地图设计7个问题，目的在于引导学生学会分析资料，提取信息）
（学生相互讨论后回答问题）
生1经过拉布拉多半岛东侧的洋流是寒流。
生2挪威卑尔根纬度大约是北纬60°，它的最冷月平均气温在0 ℃以上，气候表现出终年温暖多雨的特点，属于温带海洋性气候。
生3大西洋的西岸拉布拉多半岛北部是苔原带，同纬度大陆西岸的欧洲则是针叶林和针阔混交林，这是因为大西洋的东岸受到了北大西洋暖流的影响，气候更为暖湿的缘故。
生4北极圈内地区气候寒冷，却出现了不冻港，也是因为北大西洋暖流对这些地区的水温起到了增温的作用。
生5英国北部和挪威的纬度都较高，由于这些地区受到北大西洋暖流的增温作用，所以海港的封冻期缩短了。
生6秘鲁伊基克的最冷月平均气温在15 ℃以上，全年降水稀少，属于热带沙漠气候，但它的最热月平均气温在20 ℃左右，较其他热带气候的最热月平均气温低，这是因为沿岸有寒流经过，起到了降温作用。
生7因为南美西海岸沿岸有秘鲁寒流经过，洋流上部的大气受冷收缩下沉，降水稀少，加剧了沙漠面积的扩大，并沿着洋流流动方向向南北延伸。
师同学们都能很好地结合所学的知识对案例中涉及的各种现象进行准确的分析，我们可以看到洋流对气候的影响是很显著的，也是普遍存在的，谁来归纳一下洋流对气候的影响？
生全球大洋环流可以促进高低纬度间热量的输送和交换，对全球热量平衡具有重要意义。暖流对沿岸气候具有增温增湿的作用，寒流沿岸气候具有降温减湿的作用。
师很好！洋流不仅对大陆沿岸的气候影响很大，对海洋生物资源和渔场的分布也有显著的影响。下面我们通过地图了解世界上几个大渔场的分布。
（课件展示：世界洋流分布图，在纽芬兰渔场、北海道渔场和秘鲁渔场的位置设置游动的鱼的动画，增加课件的生动性）
师大家注意观察，纽芬兰渔场、北海道渔场和秘鲁渔场这些世界大渔场的形成和洋流有什么关系？三个渔场中有没有成因相似的渔场？
生纽芬兰渔场和北海道渔场成因相似，它们都处于寒暖流交汇的地方。
师观察很仔细，为什么寒暖流交汇的海区往往能形成大渔场呢？
生寒暖流交汇的海区，海水受到扰动，大量的营养盐被带到表层，有利于浮游生物大量繁殖，为鱼类提供丰富的饵料。两种洋流汇合还可以形成“水障”，阻碍鱼类游动，使得鱼群集中，易于形成大渔场。
师我们再来看看秘鲁渔场又是怎样形成的？
生秘鲁渔场的形成是因为受离岸风的影响，深层海水上涌把大量营养物质带到表层，从而形成大渔场。
师纽芬兰渔场、北海道渔场和秘鲁渔场的形成让我们看到了大渔场形成的主要原因，同学们能否根据它们的成因在“世界洋流分布图”上找到其他可能形成大渔场的地方呢？
（引导学生利用渔场的成因在“世界洋流分布图”上探究可以形成渔场的地方，学生思考讨论后回答）
生1在大西洋的东海岸也有寒暖流交汇，可以形成大渔场。
师很好。这里有世界著名的四大渔场之一：北海渔场。
生2在南半球非洲西海岸，南大西洋的东海岸也可能存在大渔场，它的成因和秘鲁渔场的成因相似。
师不错！这两位同学都能很好地把所学的知识进行迁移运用。再来看看我国的情况，我国最大的渔场是——
生（齐答）舟山渔场。
师舟山渔场的形成又主要是其中的哪种原因呢？
（板图：中国海岸线）
师我们先来找到舟山渔场的大致分布位置（靠近长江口）。
师这是来自低纬的台湾暖流（用红粉笔画出洋流），这是来自高纬的沿岸冷水（用蓝粉笔画出洋流），两者在舟山群岛附近相遇。所以舟山渔场的形成原因之一是——
生（齐答）寒暖流交汇。
（视频：“泰坦尼克”号的沉没）
师1912年4月15日凌晨，“泰坦尼克”号在驶往北美洲的处女航中不幸撞到冰山，很快沉没在冰冷的北大西洋中，致使近两千名乘客和船员葬身鱼腹。这次沉船事件，成为世界航海史上最大的灾难，震惊了世界。
师漂浮在大西洋的冰山来自于北极地区的大陆冰川，巨大的冰山主要靠了什么力量的推动不断南移的呢？
生（齐答）洋流。
师对！下面我们一起来学习洋流对海洋航行的影响。
（课件展示资料：1492年哥伦布第一次横渡大西洋到美洲，共花了37天的时间。1493年哥伦布第二次去美洲，只花了20天时间就顺利到达，比第1次少用了17天）
师想想看，为什么哥伦布两次航行的时间会有这么大的差异？
生哥伦布第一次横渡大西洋到美洲，是逆着北大西洋暖流航行的，花的时间较长。哥伦布第二次去美洲，是顺着加那利寒流和北赤道洋流航行的，所以花的时间少。
师很好！这位同学很善于学以致用，灵活地将世界洋流的分布用来分析这段资料。顺流航行既可以节省燃料，加快速度，也更为安全。人们早就了解到正确利用洋流对远洋航行极其重要，哥伦布的第二次航线也成为此后欧洲人去美洲经常利用的航线。从古到今，有许多利用洋流航海的故事。早在唐朝，中国的使节及僧侣东渡日本时，就会利用黑潮（即日本暖流）来加快航行的速度。我国明朝郑和曾经7次下西洋，他总是选择冬季从我国出发，夏季返回，这是为什么？
生冬季，受东北季风的影响，洋流向西流，顺流航行省力；夏季，盛行西南季风，海水向东北流，返回时顺水推舟。
师洋流规律很早就被我国古代劳动人民所掌握和利用，哪位同学还有关于洋流航海的故事？
（教师可布置学生事先收集资料，小故事的插入既有助于学生对知识的理解，又可增加地理课的趣味性，使学生时时感受到地理学科对生活的有用性）
师洋流对海上航运有有利的一面，也有不利的一面。其不利之处除了我们刚才说的“泰坦尼克”号的沉没由于洋流带来的冰山对海上航运带来威胁外，还有哪些表现呢？
生寒暖流相遇形成的海雾对海上航行极为不利。
师随着世界经济的迅速发展，人类活动对海洋环境的影响日益加剧，排放到海洋中的污染物越来越多，洋流对海洋污染物的影响也很大。1997年1月，在日本九州海岸就曾发现来自东南亚地区的垃圾，它就是凭借洋流作了“跨国旅游”。
（课件展示图片资料）
师这是1991年海湾战争造成的波斯湾石油污染，是迄今为止历史上最大的一次石油污染，由于油井遭到破坏，大量原油流入波斯湾，在海面上形成长140千米、宽40千米的污染地带，对周围海域海洋生物的生存造成了严重的威胁，甚至危及到我国和日本沿岸的渔业生产，对虾产量锐减，贝类养殖几乎瘫痪。究其原因是海湾战争造成的石油污染顺着洋流（北印度洋季风洋流、日本暖流等）抵达我国和日本沿海造成的。
师洋流对于海洋污染物的影响要全面看待。对于污染区域来讲，洋流可以扩散污染物，使被污染区消除污染；对于其他海区来讲，洋流增加了其他海区的环境污染，使污染范围扩大。
（将1991年海湾战争造成的石油污染作为资料引入课堂，其目的是既可以让学生了解洋流对海洋污染物的影响，又可让海洋污染带来的严重后果引起学生的心灵震撼，增强环保意识）
（活动：“神奇的厄尔尼诺现象”）
（在课前可布置学生阅读教材第64页“神奇的厄尔尼诺现象”，并通过上网收集更多的资料，在课堂上教师不妨让学生上来讲述，既可激发学生的学习兴趣，也有利于培养学生的语言组织和表达能力）
师“厄尔尼诺”这个名称我们经常在报刊杂志或电视里看到或听到，那么究竟什么是厄尔尼诺呢？我们先请一位同学上来谈谈他的认识。
生1厄尔尼诺现象发生在秘鲁附近海区，该海区在秘鲁寒流的控制下，正常情况下水温较低。可有些年份，温暖的海水从赤道向南流动，引起该海域水温异常升高，这就是厄尔尼诺现象。
（教师可以引导学生阅读教材第64页图3.8，通过阅读地图，对厄尔尼诺现象发生的区域建立空间概念，使学生学会从地图中找到信息，分析、理解厄尔尼诺现象发生时太平洋赤道地区和南太平洋的水温分布特点）
师这位同学对厄尔尼诺现象的描述可以说是言简意赅。厄尔尼诺现象发生时，常常会给世界很多地区带来严重的自然灾害。我们再请一位同学谈谈这方面的情况。
生2厄尔尼诺现象发生时，位于太平洋东海岸的南美洲降水量异常增多，往往发生大水灾；而位于太平洋西海岸的澳大利亚、印度尼西亚等国家和地区则恰恰相反，往往发生严重的旱灾，甚至由此引发森林大火。
师很好！同学们在网上收集资料时，有没有发现厄尔尼诺现象还有哪些不解之谜呢？
生3厄尔尼诺现象有许多不解之谜，其中之一就是形成原因尚未解释清楚。有人认为它是南半球的东南信风减弱造成的；还有人认为它是由于大气环流减弱的结果；我国科学家还提出了一种假设，认为“厄尔尼诺”可能与地球自转速度变化有关。
师厄尔尼诺是20世纪90年代海洋、大气科学的研究热点，对于这种海气相互作用产生的现象至今还有很多谜团。
（课件展示文字资料）
厄尔尼诺现象是如何形成的？那巨大的暖水是从何处来的?它的热源在那里？过去，科学家们曾提出各种各样的假说，有的说是海底火山爆发；有的说热源来自地心；等等。不管哪种解释，都拿不出令人信服的依据，这是未解谜之一。
太平洋发生厄尔尼诺现象有没有其自身的规律？例如它发生周期的长短受什么制约；它的发生、生长与消衰以及强度有哪些代表性的信号；等等，这是未解谜之二。
厄尔尼诺发生范围大，时间长，这给我们监视、监测带来了极大的困难。如何确定厄尔尼诺过程的发生时间结束时间以及监测位置等，以达到预报厄尔尼诺的目的，这是未解谜之三。
……
（补充资料的目的在于拓展学生的视野，激发学生对自然探索的欲望）
师厄尔尼诺的众多谜团等待着我们去一一解开。那么，厄尔尼诺现象对我国又会造成什么影响呢？
（课件展示图片资料）

师这些图片是1998年我国夏秋季节发生在长江流域的洪水灾害。这次百年难遇的洪水灾害给我国造成了巨大的经济损失，它的发生与厄尔尼诺现象造成的气候异常密切相关。厄尔尼诺现象是洋流对气候影响的一个生动例证。
课堂小结
通过今天这节课的学习，我们了解到洋流对地理环境的影响是广泛而深刻的，主要表现在以下四个方面：
（课件展示本节内容的知识结构）
师洋流是海水运动的最重要的形式，除此之外，海水运动的形式还有波浪和潮汐。在本节教材最后的“阅读”栏中，有对这两种海水运动的简单介绍。认识海洋，认识海水的运动规律，有利于人类和大海的和谐共存。如果人类能对海啸多一点认识，如果人类对海洋不仅仅是索取，也许印度洋海啸带来的灾难要轻得多！
第二节 太阳对地球的影响
从容说课
承接上节太阳系的教学，本节包括“为地球提供能量”和“太阳活动影响地球”两部分内容。“为地球提供能量”中给出四幅直观图片，说明太阳辐射对地理环境形成和变化的影响以及对人们生产和生活的影响。因为每个学生对太阳的影响都有亲身体会，教学中可以让学生以小组讨论的方式，探讨太阳辐射对地球在不同方面的重要影响，以加深学生对这一内容的理解。同时培养学生自主学习和合作学习的能力。在接下来的“活动”中，通过学生的探究过程，进一步使学生认识到太阳辐射在地球上分布不均是导致热带、温带、寒带气候的形成的根本原因，并学会三维图表分析的方法。“太阳活动影响地球”的教学中，可以用具体的某地某时太阳活动影响短波通讯的实例引入，激发学生的兴趣之后，投影展示太阳大气层的结构，再带领学生认识黑子和耀斑这些太阳活动及其对地球的影响，并强调太阳活动的整体性，最后再通过探究“活动”进一步了解太阳活动对地球（气候）的影响（相关性）。
三维目标
知识与技能
1.了解太阳能量来源及其对地球的影响。
2.太阳活动的主要类型及其对地球的影响。
3.学会分析表达地理现象的三维空间分布图。
过程与方法
1.通过讨论生活中的所见所闻，了解太阳辐射对地球在不同方面的重要影响。
2.分析图片形成直观认识，提高学习兴趣。
3.参与探究活动，利用图表分析法初步掌握三维空间分布图的判读。
情感、态度与价值观
树立事物是相互联系、相互影响的辩证观点。
教学重点
1.太阳能量来源及其对地球的影响。
2.太阳活动（黑子和耀斑）对地球的影响。
教学难点
太阳活动（黑子和耀斑）对地球的影响。
课时安排
1课时
教学过程
导入新课
我们上节课学习了“宇宙中的地球”，知道宇宙中有各种天体，那么什么叫天体系统？（天体之间相互吸引和相互绕转，形成天体系统）
请大家看投影，填写有关内容
（投影）天体系统的级别
按离太阳由近及远的顺序说出八颗行星的位置。（水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星）
地球上有生命存在的条件有哪些？（适宜的温度和液态水，适合生物呼吸的大气，海洋的形成）
距离地球最近的星球是什么？（月球）距离地球最近的恒星是什么？（太阳）
很好，这节课呢，我们就一起来学习“第二节 太阳对地球的影响”。（板书）
推进新课
师太阳在宇宙中是银河系中一颗普通的恒星，它与其他的恒星一样是一颗巨大、炽热的气体星球，主要成分是氢和氦，表面温度约为6000 K，它能发光、发热，把能量射向宇宙空间，也射向了我们生存的地球。我们把太阳源源不断地以电磁波的形式向四周放射能量，称为太阳辐射。太阳辐射的能量是巨大的，据计算，每分钟太阳辐射向地球输送的能量，大约相当于燃烧4亿吨烟煤产生的热量。“万物生长靠太阳”，靠的就是太阳能够为地球提供能量，这是太阳对地球最大，也是最重要的贡献。
下面请大家看教材的四幅图（“太阳为地球提供能量图”），根据你自己的亲身体会，以小组为单位，探讨太阳辐射对地球在不同方面的重要影响。
（合作探究）
生（讨论，多个学生回答及补充说明太阳辐射对地球的影响）
师刚才几个同学回答的比较全面，下面我们一起来总结一下。虽然太阳辐射能只有二十二亿分之一到达地球，但是对地球和人类的影响却是不可估量的。太阳辐射对地球的影响首先体现在太阳辐射是地理环境形成和变化的能量来源，即太阳能是维持地表温度，促进地球上的水、大气、生物活动和变化的主要动力。
（板书）1.太阳辐射是地理环境形成和变化的重要因素
（投影）
太阳辐射→球状天体→热量纬度差异→热量传递→大气运动水体运动→大气环流 洋流→地理环境
（简单介绍水循环、洋流、大气环流、生物活动等知识）例如，太阳辐射的纬度差异，导致了地面不同纬度获得热量的差异。对于整个地球表层来说，热量应该是平衡的，因而热量多余和热量不足的地方，要发生热输送。地球上的热量，主要依靠大气和水体运动来传递。大气和水体的运动形成大气环流和洋流，对地理环境的形成和变化具有极其重要的作用。
师其次，太阳辐射是人类生产、生活的重要能源。
（板书）2.太阳辐射是人类生产、生活的重要能源
一是人们可直接利用太阳能，例如，人们直接利用太阳能发电，为生产和生活服务；二是可利用地质历史时期固定积累下来的太阳能，即由太阳能转化形成的煤、石油等化石燃料。我国是世界上利用太阳能较早的国家之一。在一些太阳能比较丰富的农牧区，人们用太阳灶做饭，用太阳能干燥器加工农副产品，还用太阳能发电，看上了电视。
师太阳这么巨大的能量又是从哪儿来的呢？请阅读教材“阅读”部分——太阳能量的来源。
生（读书）
师哪一位同学能讲一讲太阳能量是从哪儿来的？
生太阳辐射能量来源于太阳内部的核聚变反应。太阳内部在高温、高压的环境下，4个氢原子核经过一连串的聚变，变成1个氦原子核。在核聚变过程中，原子核质量出现了亏损，其亏损的质量转化成了能量。太阳每秒钟由于核聚变而损耗的质量，大约为400万吨。按照这样的消耗速度，太阳在50亿年的漫长时间中，只消耗了0.03%的质量。
师说的很好！下面大家看一段录像，了解太阳的核聚变反应。
师太阳是天空中最引人注目的天体，是太阳系的中心天体，表面温度约6000 K，从表面向中心，温度越来越高，中心区约有1.6×106 ℃、3000亿个大气压，它的主要成分是H和He，因此太阳能够发生核聚变反应。太阳是消耗了质量，放出了巨大的热量。下面，请同学们根据教材P9的“活动”要求，一起参与探索，看谁先看懂并解决下面的几个问题。
（合作探究）
这个活动中有师生之间的合作，更有学生之间的合作，探究是解决问题的途径。教师先让学生理解页脚处的“生物量”的概念，然后使学生明确横、纵、竖坐标的含义，再引导学生一看某个月份太阳辐射随纬度分布的规律，二看某个纬度太阳辐射随时间变化的规律，最后归纳全球太阳辐射的时空分布规律。学生在老师的引导下，分别探究解决下列问题：
1.到达大气上界太阳辐射的分布有什么规律？
2.热带雨林和亚寒带针叶林生物量有什么差异？
3.问题1和2的结论有没有相关性？
4.描述这两个地区的自然景观差异。
生（观察，讨论，回答4个问题）
师（总结讲解）
1.太阳辐射量由低纬度向高纬度递减。
2.热带雨林的生物量多，亚寒带森林的生物量少。
3.问题1和2的结论有相关性。因为低纬度的太阳辐射量大，所以热带雨林植物生长旺盛，生物量多。中高纬度的太阳辐射量相对较少，植物生长比较缓慢，生物量相对较少。由此可以看出，太阳辐射量的大小，在一定情况下决定了植被的生长情况，植被的生长情况又是对不同地理环境的反映。
4.略
师（过渡）任何事物都是一分为二的，太阳给我们送来了光明，带来了温暖，太阳辐射是人类生产、生活的重要能源，但有时太阳的一些异常变化，也会给地球带来麻烦。例如，2003年10月23—11月5日，太阳风暴连续多次袭击地球，亚洲、欧洲、美洲的许多国家的短波通信受到干扰，通信设施受损，日本的一颗通信卫星信号中断，一颗环境监测卫星已经无法恢复使用。那么太阳活动对地球有哪些影响呢？下面我们一起来探讨。
（板书）二、太阳活动影响地球
（投影）太阳大气层的结构示意图（图1）
图1
师同学们看太阳大气结构图。太阳外部结构分为哪几层？
生分光球、色球和日冕三层。
师光球、色球和日冕三层分别位于太阳大气层的什么位置呢？请三位同学看图回答。
生（三位学生分别回答）光球是用肉眼可以观测到的太阳表面；色球位于光球之上，呈玫瑰色；日冕是太阳大气的最外层。
师很好。太阳大气经常发生大规模的运动，就称为太阳活动。太阳活动的类型（板书）有哪些呢？主要有太阳黑子、光斑、耀斑、谱斑、日珥、射电等的变化，我们这里主要介绍黑子和耀斑。
（投影）太阳黑子（图2）
图2
太阳光球常出现一些暗黑的斑点，叫做黑子。黑子实际上并不黑，只是因为它的温度比太阳表面其他地方低，所以才显得暗一些。根据长期的观察和记录，太阳黑子有的年份多，有的年份少，其变化的周期大约为11年。
（投影）太阳耀斑（图3）
图3 一次大耀斑的变化过程
太阳色球有时会出现一块突然增大、增亮的斑块，叫作耀斑。耀斑爆发从开始到高潮，大约只需要几分钟至几十分钟。然而，就在这段时间内，释放出相当于100亿颗百万吨级氢弹的能量，其中包括很强的无线电波，大量的紫外线、X射线、γ射线，以及高能带电粒子。耀斑活动的周期大约也是11年。通常，黑子数目最多的地方和时期，也是耀斑等其他形式的太阳活动出现频繁的地方和时期。耀斑随黑子的变化同步起落，体现了太阳活动的整体性。
（方法引导）
[练习一]根据所学内容填表（表内“概念、成因、特点、所处位置”以下空白待填）
（投影）
概念
成因
特点
所处位置
黑子
太阳光球上的暗黑的斑点
它的温度比太阳表面其他地方低，所以才显得暗一些
太阳活动的主要标志；活动周期为11年
光球
耀斑
太阳色球有时出现的突然增大、增亮的斑块
太阳短时间内释放出巨大能量造成的
耀斑爆发是太阳活动最激烈的显示
色球
太阳风
（简单介绍）
日冕
师（过渡）太阳活动改变了到达地球的太阳辐射能量的大小，因此，对地理环境产生了极其深远的影响。接下来我们就了解这些影响。
（板书）太阳活动对地理环境的影响
师大家看教材内容，看看太阳活动对地球有哪些影响。
生扰动地球电离层；扰动地球磁场，产生“磁暴”现象；产生极光。
师很好！主要是这三大影响：（1）对地球电离层的影响。耀斑爆发时发射的电磁波进入地球电离层，会引起电离层的扰动。此时在电离层传播的短波无线电信号会被部分或全部吸收，从而导致通讯衰减或中断。例如，1989年3月发生的几十个强烈耀斑活动，引起短波通讯15次突然中断，24次全部中断。（2）对地球磁场的影响。地球上存在着磁场。当太阳活动增强时，太阳大气抛出的带电粒子流，能使地球磁场受到扰动，产生“磁暴”现象，使磁针剧烈颤动，不能正确指示方向。（3）如果太阳大气抛出的高能带电粒子高速冲进两极的高空大气，并与那里的稀薄大气相互碰撞，还会出现美丽的极光。
另外，近几十年的研究表明，地球上许多自然灾害的发生与太阳活动有关，如地震、水旱灾害等。
由于太阳活动对地球的影响很大，世界各国都十分重视对太阳活动的观测和预报，以便有关部门及早作好准备，把太阳活动可能造成的不利影响减小到最低程度。
课堂小结
本节课我们重点学习了太阳辐射和太阳辐射对地球的影响，太阳活动及太阳活动对地球的影响。
板书设计
活动与探究
师用我们刚学的知识，回答问题。
探究课题：降水量和黑子的相关性。
探究内容：此图表示了北半球三个不同纬度带的降水量和黑子的相关性。
（1）从年降水量平均超额量曲线中你能获取哪些信息?
（2）从太阳黑子相对数曲线中你能获取哪些信息?
（3）如果将两种曲线叠加，你能得出什么结论?
探究办法、过程：上网或到图书馆查阅资料。
探究结果：辩论、小论文，班级展评。
师（1）年降水量平均超额量是不断变化的；这种变化呈波状起伏的状态，但变化幅度在不同纬度不完全相同，同一个纬度在不同的年代也不尽相同；年降水量平均超额量大约有11年的变化周期。
（2）太阳黑子相对数是在不断变化的；这种变化呈波状起伏的状态，太阳黑子有极大值和极小值，极大值和极小值之间的变幅相差不大；太阳黑子相对数大约有11年的变化周期。
（3）两者之间有很好的相关性，但在不同的纬度和地点，它们分别呈正相关或负相关。
归纳：太阳活动与地球上气候变化之间的因果关系，目前虽未查明，但从统计材料分析，二者肯定是有联系的。例如，世界许多地区降水量的年际变化，与黑子的11年周期有一定的相关性，太阳活动对地球气候的影响，至今还没有整理出比较确切可靠并可以利用的统计规律，在理论工作上进展也不大。
第二节 山岳的形成
从容说课
山岳是内力作用对地表形态影响的最具体而生动的体现。本节主要讲述了由于不同方式的内力作用而形成的三类山岳。从岩层的受力方向、地表形态和岩层新老关系三个方面来说明褶皱，褶皱的基本单位是褶曲，褶曲的两种基本形态是背斜和向斜。利用活动引导学生讨论：判断一个褶曲究竟是背斜还是向斜，为什么最根本的依据是岩层的新老关系？从岩体受力、位移方向和地表形态三个方面讲解断层，教学中要运用实例使学生能更好地理解断层对地表形态的影响。火山部分的难度不大，可以通过播放火山喷发的录像增加学生的感性认识，以此了解不同的火山喷发形式会形成不同的火山地貌。同时让学生课前查阅资料，提交他们自己对火山的认识，明白事物是辩证的，火山既能形成巨大的灾害，也会给人们带来丰富的地热、温泉、肥沃的土壤等。山岳对交通运输的影响：可以用山地图片投影来使学生获得感性认识，并结合“活动”，培养学生运用图表资料、地理数据分析、解决地理事物的能力，使学生能学以致用，理论联系实际。用实际的案例及表4.1和4.2说明影响山区公路修建的自然和人文要素，培养学生运用数据分析地理问题的能力和语言表达能力。
三维目标
知识与技能
1.内力作用形成山岳的三种类型。
2.山岳对交通运输的影响。
3.通过背斜成谷、向斜成山的分析，进一步使学生理解内外力作用对地表形态的塑造。
过程与方法
1.分析法、讨论法。
2.探究与活动，理解背斜、向斜的判断。
3.利用直观的录像、景观图片等进行展示，使学生理解山岳地貌的成因与特征。
情感、态度与价值观
通过火山的危害和好处的分析使学生树立辩证法的思想；通过山岳对交通的影响内容的学习，使学生明白人类的活动应和自然和谐统一。
教学重点
1.山岳的三种类型。
2.山岳对交通运输的影响。
教学难点
背斜、向斜的判断依据。
课时安排
2课时
第1课时
教学过程
导入新课
通过上节课内容的学习，我们知道了内力作用和外力作用是塑造地表形态的两大力量，内力作用的总趋势是使地表变得高低不平，而外力作用的总趋势是使地表起伏状况趋向于平缓。今天这节课我们要进一步以山岳为例来学习内力作用对地表形态的塑造和影响。
师通过上节课活动的讨论，我们知道山脉是我国地形的骨架。其实，山脉不仅在我国是地形的骨架，对于整个地球表面的地表形态来说，山脉也是陆地的骨架。同学们，还记得上节课我们看到的喜马拉雅山和维苏威火山的景观吗？它们的成因有何不同？
生记得。喜马拉雅山的形成和维苏威火山都是内力作用的结果，但前者是由于地壳的运动形成的，后者是岩浆喷发形成的。
师对，说明大家对已学过的知识掌握得很好。山岳有多种类型，如褶皱山、断块山、火山等。喜马拉雅山就属于褶皱山脉。
（板书）褶皱山
推进新课
（播放动画“褶皱的形成”，投影图片“褶曲示意图”）

师褶皱是怎样形成的？褶皱的基本单位是什么？
生岩层由于地壳运动的强大挤压作用而发生变形，产生的一系列波状弯曲就是褶皱。褶皱的基本单位是褶曲。
师对。看图说明，褶曲有哪两种基本的形态？如何区别它们？
生褶曲有两种基本形态，一种是背斜，一种是向斜。从形态上可以区别它们，背斜的岩层向上拱起，表现为山岭；向斜的岩层向下弯曲，表现为谷地。
师（微笑）如果你是一名野外地质工作者，你到大自然中去，用刚才的方法作为判断背斜和向斜的依据，那么你很有可能“南辕北辙”啊。
生（看图4.9“褶曲示意”，认真观察、分析背斜、向斜的根本判断依据）
师在真正的野外地质工作中，一座山岭并不一定就是背斜，一个谷地也不一定就是向斜，这是为什么呢？那么到底什么才是判断背斜、向斜的真正依据呢？
生（看书）岩层的新老关系才是判断背斜、向斜的重要依据。背斜的中心部分岩层较老，两翼岩层较新；而向斜中心部分岩层较新，两翼岩层较老。
师很正确，请看动画。
（播放动画“背斜成谷，向斜成山”）（引导学生对背斜、向斜中岩层的受力进行分析，理解成因）
师为什么背斜反而会成为谷地，向斜反而会变为山岭呢？
生背斜的顶部受到的是张力，岩石破碎，容易被侵蚀，所以变成了谷地；向斜的轴部受到的是挤压力，岩石坚硬，侵蚀的速度很慢，反而成为了山岭。
师很好。我们把背斜或向斜发育成的山岭或谷地，统称为褶皱山。有的规模很大，如南美的科迪勒拉山系、阿尔卑斯—喜马拉雅山系。（出示世界地形图，让学生找出这两大山系）有的规模很小，只有几十米。
（阅读材料：板块运动与褶皱山系。用图片投影出岩石圈六大板块的构成，使学生借助于直观形成对六大板块的认识，理解板块运动与地貌成因之间的关系）
（活动探究）
（P79活动。活动1是对学生是否能学以致用最好的检验，考查学生是否掌握了背斜、向斜的根本判断依据。活动2需要结合背斜、向斜不同部位的受力分析，让学生展开讨论，得出结论）
师活动1向我们展示了一个山岭，一个谷地，究竟哪一个是背斜，哪一个是向斜呢？请大家展开讨论，根据刚才掌握的判断方法回答。
生乙地是背斜，甲地是向斜。甲地由于轴部受压力，岩石坚硬不易被侵蚀，所以最后成了山岭。而乙地是背斜，它的顶部受到的是张力，岩层破碎，容易被侵蚀，反而成了谷地。
师很好！说明大家真正学会了透过现象看本质，掌握了背斜和向斜根本的判断依据。请看活动第2题，思考后回答。
（本题有难度，学生可能回答不够到位，教师评价总结：背斜是天然的拱形构造，安全稳定。而向斜是一种储水构造，不利于施工，且隧道开挖部位受到的是张力，易破碎塌方）
师地壳的运动是塑造地表形态的主要力量，褶皱山脉是其形成的一类，另外一种常见的由地壳运动而形成的山岳是——断块山。
（板书）（二）断块山
（出示动画“断层的形成”）
师根据动画，请说一说断层是怎么样形成的？“断层”和“断裂”一样吗？
生地壳的运动产生了强大的压力和张力，超过了岩石的承受力时，岩石就会断裂破碎，这只是断裂。如果断裂面两侧的岩体沿断裂面发生明显的位移，这才是断层。
师非常好！那么断层会形成哪些地貌呢？
生山岭和谷地，统称为断块山地（断块山）。
师对！断块山是地壳运动过程中形成的一种分布广泛的地貌形态，有的规模很大，如华山。
（出示图片“华山、渭河谷地、泰山”）
师华山、泰山都是中国著名的五岳名山，你知道它们各自以什么特点著称吗？
生华山——“险”，泰山——“雄”。
师很好，说明大家知识面很宽。正因为华山和泰山是由于断层而形成的断块山，耸立在谷地和平原的边缘，才显得那样高大雄险，庐山也是著名的断块山。
（活动探究）
（出示图片“褶皱山——喜马拉雅山、断块山——华山”）
（学生讨论，教师总结）断块山由于受断层控制，所以外形一般呈断块状，较少有绵长的山脉，山地与平原的分界线较明显，往往比较陡峻、挺拔。而褶皱山往往是一系列背斜和向斜，山岭和谷地相间分布在较宽的河谷地带往往形成山区主要的居民点和农耕区。
板书设计
第2课时
教学过程
导入新课
师上一节课我们学习了褶皱山和断块山，它们都是山岳的重要类型，都是由内力作用中的地壳运动形成的。这节课我们要再认识一种成因不同的山岳——火山。
（播放录像“维苏威火山的喷发”，出示图片“长白山主峰白头山”）
推进新课
师哥伦比亚高原和长白山主峰都是由岩浆喷发而形成的，为什么在地貌景观上大不相同呢？
生喷出口不一样。前者是岩浆沿地壳的线状裂隙流出形成的，而后者是岩浆沿着地壳的中央喷出口或管道喷出而成的。
师对。请看图片，说出火山的结构。
（出示图片“火山示意图”）

生火山由火山口和火山锥两部分构成。火山口是岩浆在地表的喷出口，火山锥是火山碎屑物质和喷出的岩浆在流动过程中堆积而成的锥形体。
师不错。火山的规模大小不等。
（材料）世界最高的死火山：阿空加瓜山。海拔6959米，位于阿根廷境内，被公认为西半球的最高峰。山峰座落在安第斯山脉北部，峰顶在阿根廷西北部门多萨省境，但其西翼延伸到了智利圣地亚哥以北海岸低地。
世界最小的火山：菲律宾八打雁省达加泰镇有一座塔尔湖，湖中央有一座小火山岛，是世界上最小的火山，也称“湖中火山”。
（出示资料“火山的利弊”）
烈焰熊熊、烟尘滚滚的火山爆发，吞噬了大片土地森林，毁坏村庄城镇，给人类带来过巨大的灾难。在过去的500年里，约有几百万人死于火山之灾。
但谁知这大自然之凶神恶煞，也能提供给人类有益的礼品。火山活动搅动了地下炽热的岩浆，冲出地面形成火山岩。这些火山岩浆里饱含着各种矿液，经过一系列复杂的物理化学作用后，凝结富集成多种金属矿产和非金属矿产。像南京的梅山铁矿、安徽马鞍山铁矿、安徽庐枞铁矿和安徽、浙江的明矾石，很多地方的硫铁矿、膨润土矿，中国的四大图章石（福建寿山、浙江昌化、浙江清田、内蒙巴林）……都是火山活动铸造成的，也可说是火山在“地下工厂”中加工的“产品”。
火山是天然的化肥厂。有的活火山地区的居民，尽管那里火山频频爆发，他们仍然冒着生命危险在火山虎口底下居住。问他们为何留恋在此，他们则说舍不得离开这世界上最肥沃的土地。因为火山爆发的火山灰是极好的天然肥料，它含有多种农作物所需的养分。蜚声中外的意大利维苏威火山下，意大利人已在火山附近开了几家大型化工厂，利用火山喷发的气体制造硼酸、氨水和硫酸化合物。利用火山的巨大热能发电是顺理成章的。世界上已有几十座热能发电站。常年被冰雪笼罩的冰岛，已有1/5的家庭通过送来的火山蒸汽取暖供热。冰岛不冰，四季如春，原来也是火山的功劳。
诱人的火山风光，更是当今的旅游资源和疗养胜地的热点。日本的富士山、夏威夷岛的火山群、美国的黄石公园、法国的维希公园，都以其火山景观名噪于世。我国黑龙江省五大连池是在1719年才喷发形成的。那里的火山地貌景观多姿多彩，或孤山独耸，或双峰对峙，或如卧虎，或形如蟒蛇，奇异如此。还有5个明珠般的火山湖。云南腾冲火山群，以各种温泉、泉华等火山地貌闻名于世。
1973年，在日本西之岛毗邻，因海底火山从水下冒出一块陆地，与岛连在一起，日本人马上正式命名为西之新岛，以此增加了0.24平方千米的领土，也是值得高兴的。夏威夷群岛附近的洛伊希火山顶峰，现在还位于海平面以下980米处，但它一直不断地上升，这座活火山一旦露出地面，也将增加一个新岛。
师我们了解了山岳是陆地的主要组成部分，也是陆地的主要骨架，它的分布格局影响和制约着人类的生产和生活，它对我们人类的直接影响就表现在对交通运输的影响。
（板书）山岳对交通运输的影响
师请同学们思考，山区与平原相比，在对交通运输的哪些方面影响不同？
生山岳相对高度大，地势崎岖，交通方式比较单调，交通线路的分布和走向也受较大的制约。
师很好。请结合活动题的第1题，理解为什么在山岳地区优先发展公路而不是铁路？
（生回答，师总结）：从表4.1分析，铁路的最大限制坡度远远小于公路，说明其对地形的要求较高。从表4.2分析，山岳地区修铁路的工程量和造价均比平原、丘陵地区高。综合分析来看，在山区修铁路比较困难，而发展公路相对容易些。
（活动第2题，该题难度属中等，要求学生有较高的地理素养和人文素养，可让学生展开讨论）
（引导学生讨论）
图中有哪些自然因素会对公路选线产生影响？（主要是地貌和水文）
公路选线时是如何处理与这些自然因素的关系的？
（让学生仔细观察：在山区，公路线是如何伸展的？河流对公路的造价有着怎样的影响？）
人口的分布是社会经济因素，对公路线的分布有着怎样的影响？
（参考答案）
（1）公路选线时考虑了地形、河流、沼泽等自然因素。公路在山谷中穿行时，呈“之”形弯曲，减少陡坡的影响，同时道路尽量避开陡坡面；公路跨越河流时需要修建桥梁；公路避开沼泽地。
（2）山区人口主要集中在河谷地带。公路在选线时要尽可能多地联系居民点，方便人们出行，这说明人口和聚落等人文因素，也是公路选线时要考虑的。
课堂小结
本节课我们首先学习了另一种原因形成的山岳。然后结合山岳与平原特点的比较，分析山岳对人类生产、生活的影响。
板书设计
山岳对交通运输的影响
活动与探究
把南昆铁路和京九铁路相比较，课后可以从网上或图书馆查阅资料，比较这两条铁路在单位距离上的造价和各自经过的地形区的差别。

第二节 气压带和风带
从容说课
主要内容包括气压带和风带的形成、北半球冬夏气压中心、气压带风带对气候的影响。
本节课教材在第二章“地球上的大气”中起着关键作用，是承前启后的纽带，教学中应强调三个方面：①气压带和风带的分布是基础知识，重点介绍三圈环流和气压带、风带的形成。不仅是上节课“热力环流”“大气的水平运动——风”等知识的延伸、综合和运用，也是学习和探讨“北半球冬夏气压中心”的基础。这部分内容要注重通过“活动—思考—理解—形成结论—实验制作或实践验证”的形式，引导探究学习。既注重让学生理解高低纬之间的受热不均和地转偏向力是最主要的成因，更强调让学生能够掌握气压带和风带的分布规律，并具备绘图说明其分布规律的能力。在学生熟练掌握了气压带和风带的分布规律后，进一步阐明气压带和风带随太阳直射点的季节移动而发生的季节移动规律。②北半球气压中心冬夏季分布及对气候的影响。主要阐述在海陆分布、地形起伏等因素的影响下，尤其是像北半球在海陆热力性质的差异影响下，在海陆相间的纬度地带原本带状分布的气压带被破坏，变成了块状分布，形成了冬夏不同的气压中心，北半球尤为明显。使学生认识到地球上高低压中心的季节变化，对我国以及世界各地的天气和气候有很大的影响。教材以最典型的东亚气候为例说明了大气环流对气候的影响。③气压带和风带对气候的影响。以案例的形式，通过三种气候类型即热带雨林气候、温带海洋性气候和地中海气候三个案例分析说明了气压带和风带对气候的影响，阐明大气环流这种全球性的有规律的大气运动，是形成气候的重要因素，在不同的气压带和风带控制下的地区会形成不同的气候。旨在让学生理解地理环境各要素相互影响、相互联系的关系。
本节难点较多，如：在30°纬度的高空风向与等压线平行，极地东风与中纬西风相遇时气流运动规律，北半球气压中心冬夏季变化规律，亚欧大陆东岸受季风环流影响而西岸受气压带、风带影响的原因，气压带、风带对降水的影响等，应利用实验演示、多媒体演示、图示分析的方法，引导学生深入探究。
三维目标
知识与技能
1.指导学生绘制气压带和风带分布示意图，从中分析大气运动的规律性，并培养和提高学生绘制原理形成示意图的地理技能。
2.运用海陆热力差异原理进行解释，加强学生对北半球冬夏季气压中心的形成和分布的理解。
3.使学生理解气压带和风带对气候的影响。
过程与方法
1.通过三圈环流模拟演示，培养学生的空间思维能力。
2.通过对海陆分布对大气环流影响的两图示的对比分析，让学生读图思考气压带、风带的分布规律和原因。
3.利用成因分析法引导学生探究气压带和风带对气候的影响机制。
情感、态度与价值观
1.培养学生辩证唯物主义观点。
2.培养学生理论联系实际的能力。
教学重点
1.气压带和风带的分布。
2.北半球气压中心冬夏季分布及对气候的影响。
3.气压带和风带对气候的影响。
教学难点
1.三圈环流示意图的绘制与理解。特别是低纬环流圈中高空气流在30°的纬度处的运动规律，极地东风与中纬西风相遇时气流运动规律，内容较抽象，一般学生较难理解。
2.北半球气压中心冬夏季变化规律。
3.亚欧大陆东岸受季风环流影响而西岸受气压带、风带影响的原因。
4.气压带、风带对降水的影响。
课时安排
2课时（因为本节重难点多，也可根据需要多加一课时）
第1课时
教学过程
导入新课
师前边大家学习了热力环流和大气的水平运动。我们先来回顾一下。什么是热力环流？
生地面冷热不均而形成的空气环流叫热力环流。
师近地面大气的风向主要受哪几个力的影响？
生水平气压梯度力、地转偏向力、地面摩擦力。
师大气时刻不停地运动着，运动的形式和规模复杂多样，既有最简单的热力环流，也有规模很大的全球性运动。那么，全球性的大气运动又是怎样运动？
（板书）第二节 气压带和风带
推进新课
师具有全球性的有规律的大气运动形式通常称为大气环流。它会有什么样的作用呢？
生输送和交换热量。
师大气环流是大气运动的一种主要形式，它促进高低纬度间、海陆间的热量和水汽交换，调整全球的水热分布，促进地球上的水量平衡和热量平衡，也是各地天气变化和气候形成的重要因素。这节课我们首先要学习三圈环流。
（板书）一、气压带和风带的形成
师由于不同纬度地区所得到的太阳辐射是不同的，因而高低纬度间因太阳辐射而产生的热量差异，会驱使大气不断的运动。
下面我们一起先做一个活动。
（活动）P36活动1
看图2.9“理想状况下赤道与极地间的热力环流”
师（强调）假设在地表均匀且地球不自转，也就没有了地转偏向力。由于高低纬度获得太阳辐射不同，在赤道和极地间就会产生温度差异，那么在赤道和极地间会形成怎样的大气运动？
生热力环流。就半球而言，是单圈环流。
师在教材图2.9中标出大气运动的方向箭头，表示赤道与极地间的热力环流，并比较赤道与极地近地面气压的高低。
生（标出大气运动的方向箭头）赤道地面气温高，空气受热上升，使地面形成低压、高空形成高压；极地地面气温低空气下沉，使地面形成高压、高空形成低压。所以，高空的空气由赤道向极地流动，近地面的空气由极地向赤道流动。
（投影）理想状况下赤道与极地间的热力环流示意图（北半球部分）
师（在学生回答后分别显示大气运动的方向箭头、高低气压的位置）
想一想，赤道与极地间的热力环流是否能够维持？
生不能。
师为什么不能？
生因为地球在不停地自转，大气一有水平运动，就会受到地转偏向力的影响，气流方向发生偏转，北半球右偏，南半球左偏。
（过渡）
师很好。地球是不停转动的，而且地球的表面并不是均匀的，因此单圈环流是不存在的。那么全球大气到底是怎么运动的呢？我们仍假设地球表面是均匀的，只考虑高低纬间的受热不均和地转偏向力，以北半球为例分析大气的运动状况。
（逐步投影）三圈环流图及低纬环流立体图（北半球）
三圈环流图及低纬环流立体图
师（讲授，引导学生分析理解）
1.低纬环流
（1）赤道地面气温高，空气受热上升，使地面形成赤道低气压带、高空形成高压；
（2）来自赤道上空向北流的空气受地转偏向力的影响变成自西向东的方向，在北纬30°附近的上空堆积产生下沉气流，形成副热带高气压带。
（3）近地面，大气由副热带高气压带流向赤道低气压带，受地转偏向力和摩擦力的影响，偏转成东北信风。
2.中纬环流和高纬环流
（1）在近地面，从副热带高气压带流向高纬地区的气流在地转偏向力和摩擦力的作用下偏转成中纬西风。
（参照讲授情况补充历史故事：在航海路线上，为了确保安全，常选择稳定的信风带航线，而不走多风暴的西风航线，故称信风带为“贸易风”。第二次世界大战震惊世界的珍珠港事件，日本海军就是大胆地选择了多风暴的西风带航线，出乎意料之外偷袭成功的）
（2）北纬90°由于气温低，盛行下沉气流，近地面形成极地高气压带，气流从高纬流向低纬地区偏转成极地东风。
（3）这两支性质不同的气流在北纬60°附近相遇后，暖轻的气流爬升到冷重的气流之上，形成副极地上升气流，近地面形成副极地低气压带。
（4）北纬60°附近高空形成高气压，气流向南北两方分流，形成中纬环流和高纬环流。
南半球的气流受地转偏向力的影响向左偏，因此相反。
（投影）“地球上的风带和气压带示意图”
师由于三圈环流的存在，在全球共形成了相间分布的七个气压带和六个风带。请大家观察气压带和风带的分布特点，熟练画出气压带、风带分布的简图，并记住其名称。在画图的时候，要注意以下两点：
（1）明确赤道和极地的冷热，确定赤道低压和极地高压的位置，归纳出高低压相间分布的规律，画出七个气压带。
（2）根据水平气压梯度力从高压指向低压，地转偏向力“南左北右”的原则画出六个风带。
生（学生到黑板和在草稿纸上反复操练，指认并画出六个风带和七个气压带）
有南北半球的低纬信风带、南北半球的中纬西风带、南北半球的极地东风带。
赤道低气压带、南北半球的副热带高气压带、南北半球的副极地低气压带、南北半球的极地高气压带。
而且气压带和风带相间分布；南北半球对称分布。
师很好。（引导学生思考）赤道低气压带与副极地低气压带的形成有何不同？极地高气压带与副热带高气压带的成因有何差异？
生赤道低气压带和极地高气压带是由于冷热不均引起的空气运动而形成的，所以是热力原因形成的。副极地低气压带和副热带高气压带是大气运动引起空气质量的变化而形成的，因此这两个气压带是动力原因形成的。
（过渡）气压带和风带在一年内作周期性的季节移动，这是怎么回事呢？
（动画演示）气压带和风带的季节移动
师气压带和风带是怎样有规律的移动呢？
生随太阳直射点的南北移动而移动。春秋分时，所有风带、气压带的位置关于赤道对称。北半球夏半年期间，太阳直射点在北半球，各个风带、气压带的位置都比春秋分日向北偏；北半球冬半年期间，太阳直射点在南半球，各个风带、气压带的位置都比春秋分日向南偏。从夏至日开始，各个风带、气压带向南移动；从冬至日开始，各个风带、气压带向北移动。
师风带、气压带季节移动的原因是什么？
生是太阳直射点随季节变化而南北移动引起的。
（投影）气压带和风带的季节移动示意图。
生（观察气压带和风带各个季节时所在的位置）
师如果黄赤交角为0°，还会有气压带、风带的季节性移动吗？
生不会。因为如果黄赤交角为0°，太阳直射点就一直在赤道上，太阳直射点没有了南北向的季节性移动，气压带和风带也就没有了季节移动。
（过渡）上述气压带和风带的分布，是不考虑海陆分布和地形影响的理想模式。但由于地表是海陆相间分布，海陆热力性质差异使同纬度的陆地和海洋在冬季或夏季温度有明显的差异，因此就使气压带和风带局部断裂，分割成一些高低气压中心。使大气环流实际情况比理想模式要复杂得多。
（板书）二、北半球冬夏季气压中心
师海陆热力性质有什么差异呢？
生海洋热容量大，陆地热容量小。
师那么，冬季，大陆与海洋相比较，哪里的气温低？哪里的气温高？夏季呢？
生大陆增温和冷却比海洋快，同纬度的大陆温度夏季比海洋高，冬季比海洋低。
师下面我们一起来做一个活动。
（投影）教材第39页活动3图示（引导学生按步骤分析）
师同纬度的大陆与海洋相比，陆地热容量小，海洋热容量大，相同的太阳辐射使陆地气温变化大，海洋变化小，相比较冬季陆地降温快，气温比海洋低，夏季陆地升温快，气温比海洋高。
那么，冬季大陆会形成高气压还是低气压？
生冬季大陆会形成高气压。
师为什么？
生冬季陆地降温快，气温比海洋低，空气收缩下沉，空气冷而重，近地面形成高气压。
师夏季大陆会形成高气压还是低气压？
生夏季大陆会形成低气压。
师为什么？
生夏季陆地升温快，气温比海洋高，空气受热膨胀上升，空气暖而轻，近地面形成低气压。
师图中两个空气柱分别位于哪个气压带上？
生冬季空气柱位于副极地低气压带上，夏季空气柱位于副热带高气压带上。
师如果分别以这两个空气柱为中心绘出几条闭合的等压线，气压带还呈带状分布吗？
生不会，图中的气压带会被高低压中心切断。
师由此你得出什么结论？
生这说明海陆热力差异对气压带有重大影响。地球上的气压带会被切成块状分布于大陆和海洋上。
师很好。南半球以海洋为主，气压带基本呈带状。北半球海陆相间分布，冬夏季分别形成不同的高低压中心。
（投影）图示和表格（内容待提问学生后逐个显示）
夏季
冬季
气温
气压
气温
气压
原因
陆地
高
低
低
高
海陆热力性质差异
海洋
低
高
高
低
（投影）1月份海平面等压线分布图和7月份海平面等压线分布图。
生（在老师引导下探究分析归纳）
（投影）表格内容待提问学生后逐个显示
生（回答填表）
亚洲大陆
太平洋
大西洋
7月
亚洲低压
夏威夷高压
亚速尔高压
1月
亚洲高压
阿留申低压
冰岛低压
师高低压中心的季节变化，对世界各地的天气和气候有很大影响。冬季的亚洲高压（也叫西伯利亚高压）和夏季的夏威夷高压（也叫西太平洋副热带高气压）对我国天气的影响就很大。
课堂小结
今天我们学习了三圈环流的形成和分布，又学习了海陆分布对大气环流的影响，知道北半球冬夏季的气压中心。
布置作业：
教材第38页活动2：制作三圈环流模型。（通过自己亲手制作三圈环流模型，搞清楚三圈环流的形成原因）
利用硬纸片制作三圈环流模型。
板书设计
第二节 气压带和风带
一、气压带和风带的形成
二、北半球冬夏季气压中心
亚洲大陆
太平洋
大西洋
7月
亚洲低压
夏威夷高压
亚速尔高压
1月
亚洲高压
阿留申低压
冰岛低压
活动与探究
探究课题：东亚季风
探究内容：
（1）分析东亚冬季和夏季各盛行什么风？形成原因是什么？
（2）讨论东亚冬季风和夏季风在冷暖、干湿性质上有什么不同？判断理由是什么？
（3）举例说明季风给我国带来了哪些影响。
探究办法、过程：学生合作完成
探究结果：小组汇报
1.（1）和（2）共同回答：冬季，东亚盛行来自内蒙古—西伯利亚高压前缘的偏北风，低温干燥，风力强劲；夏季，东亚盛行来自太平洋副热带高压西北部的偏南风，高温、湿润和多雨。海陆热力差异。
2.由于我国广大地区盛行季风气候，因此，从太平洋带来的暖湿气流使我国东部地区降水丰沛，形成了森林、草原景观，农业生产也生机勃勃。例如，长江中下游地区，由于降水丰富，为亚热带常绿阔叶林景观，一年四季，大地呈现出一派绿色，水网密布；而纬度位置大致相同的非洲撒哈拉地区，常年受副热带高压的影响，降水稀少，形成沙漠景观。
大小和雨期长短存在明显差异，呈现出由东南部向北、西北部逐渐减少的趋势，因而对农业生产有重大影响。例如，在长江中下游及其以南地区，由于高温多雨，农作物以水稻为主，一年两到三熟。我国华北、东北以及西北地区东部，降水较少，以旱地农业为主，农作物以小麦为主，其次是谷子、高粱、玉米、大豆、土豆等。
第2课时
教学过程
导入新课
通过上节课的学习，同学们对气压带和风带的分布、移动规律已初步掌握。了解到大气环流能促进高低纬度间、海陆间的热量和水汽交换，是各地天气变化和气候形成的重要因素。一般而言，不同的气压带和风带控制下的地区会形成不同的气候。今天这节课就来一起研究气压带和风带对气候的影响。
（板书）三、气压带和风带对气候的影响
推进新课
（投影）世界气候分布图
师请大家在图上标出全部的风带和气压带
生（一学生指投影回答，其他学生在事先发下的空白图上填图）
（在绘图的基础上，教师通过案例分析引导学生自主探究）
师我们在描述气候特征的时候，要把气候的两个最重要的要素——气温和降水的情况描述清楚。在某一种气压带或风带的控制下，其天气状况单一，其气候特征可用“全年怎么样”来描述。在某两种气压带或风带的交替控制下，其天气状况复杂，其气候特征可用“夏季怎么样、冬季怎么样”来描述。
（板书）（一）单一气压带或风带控制下的气候类型
赤道及其南北两侧，即南北纬10°之间的广大地区，气温会有这么样的特征？
生受太阳辐射强，终年高温。
师赤道地区受哪一个环流控制？
生受单一的赤道低气压带控制。
师赤道低气压带控制地区的大气是怎样运动的？
生盛行上升气流。
师多什么样的天气？
生多对流雨。
师那么赤道及其南北两侧地区的气候特征怎么描述？
生赤道及其南北两侧地区终年受赤道低气压控制，形成了终年高温多雨的气候特征。
师很好，这种气候就是热带雨林气候。
（投影）伊基托斯——热带雨林气候的降水和气温直方图
师读出热带雨林气候的降水和气温值。
生全年皆夏，年平均气温在26 ℃左右，年降水量大都在2000 mm以上。
师热带雨林气候主要分布在世界上哪些地区呢？
生赤道及其南北两侧的亚马孙平原、刚果盆地、马来群岛等地。
（动画演示）热带雨林气候的世界分布（学生再跟随演示指认）
师世界上还有哪些地区只受单一的环流控制？
生（教师引导，小组合作探究）南北回归线至南北纬30°的大陆中西部终年受副热带高压带的控制。
生（教师引导，小组合作探究）南北纬40°至南北纬60°的大陆西岸终年受来自海洋的西风控制。
师很好。南北回归线至南北纬30°的大陆中西部终年在副热带高压带的控制下，大气是怎样运动的？
生气流下沉。
师会是怎样的气候特征？
生终年高温少雨。
师这种气候叫热带沙漠气候。
（投影）开罗——热带沙漠气候的降水和气温直方图
（学生读图说出降水和气温值）
师热带沙漠气候主要分布在世界上哪些地区？
生主要分布在非洲北部的撒哈拉、西亚阿拉伯半岛、印度河流域、墨西哥、西南非洲、澳大利亚的中西部、智利北部和秘鲁等地区。（同时动画演示）热带沙漠气候的世界分布。
师终年在来自海洋的西风影响下，南北纬40°至南北纬60°的大陆西岸会是怎样的气候特征？
（投影）伦敦——温带海洋气候的降水和气温直方图
生受海洋湿润气流的影响，终年湿润，年降水量在700—1000 mm，气温年较差小。
师这种气候叫温带海洋气候，温带海洋气候的特征可以描述为：冬不冷、夏不热，全年降水均匀。温带海洋气候主要分布在世界上哪些地区？
（动画演示）温带海洋气候的世界分布
生主要分布在欧洲西部、北美洲美国和加拿大两国交界两侧的西海岸、南美洲的智利南部、澳大利亚的塔斯马尼亚岛、新西兰的南北二岛。
（过渡）
师非常好。我们知道太阳直射点的南北移动会带来风带和气压带的南北移动，这样就会有一些地区夏季受某环流的影响，而冬季又会受另一种环流的影响，下面我们再一起来探讨在某两种气压带或风带交替控制下的气候有什么特征。
（板书）（二）在两种气压带或风带交替控制下的气候类型
（投影）世界气候分布图，标示风带和气压带
（动画演示）南北纬10°—南北回归线之间的区域，南北纬30°—40°的大陆西岸。
师南北纬10°—南北回归线之间的区域因为离赤道较近，故全年高温。看北纬10°—北回归线之间的区域，在夏季哪个环流会移动到这儿呢？会带来什么影响？在冬季哪个环流会移动到这儿？又会带来什么影响？
生夏季赤道低气压会移动到这儿并控制这个地区，会带来丰富的降水；冬季副热带高压带和信风带会控制这个地区，降水稀少。
师这就是热带草原气候。
（投影）——热带草原气候的降水和气温直方图
师看图分析热带草原气候的特征。
生全年高温，夏半年降水多，冬半年干燥。
师正确。热带草原气候有干湿两季。请你找出主要分布的地区。
（动画演示）热带草原气候的世界分布。
生分布在热带雨林气候的南北两侧。
（投影）世界气候分布图，标示风带和气压带。
师很好。再看世界气候分布图（已标示风带和气压带），南北纬30°—40°的大陆西岸。在夏季哪个环流会移动到这儿呢？会带来什么影响？在冬季哪个环流会移动到这儿？又会带来什么影响？
生夏季受副热带高压控制，气流下沉，炎热干燥；冬季西风带南移并影响这一地带，暖湿多雨。
师正确。这种气候在哪儿最典型？
生地中海沿岸地带。
师很好。这就是地中海气候。看图回答，主要分布在哪些地区呢？
生地中海沿岸地带、北美洲的加利福尼亚沿海、南美洲的智利中部、非洲南端的好望角地区、澳大利亚的墨尔本周围和帕斯周围。
师有哪些代表性的城市？
生罗马、雅典、伊斯坦布尔、旧金山、洛杉矶、圣地亚哥、墨尔本、帕斯、好望角、开普敦等。
师这是唯一一种夏干冬湿的气候类型，大家要认真理解记忆。
（过渡）前边我们探讨的五种气候类型都分布于大陆的西部或中西部，大陆东部的气候类型有什么分布规律呢？
师气压带和风带是气候形成的重要因素，但不是唯一的因素。一个地方气候的形成是太阳辐射、大气环流、海陆分布、地形、洋流等因素综合影响的结果。
上节课我们请大家课后完成“活动4”。请几个同学来谈谈大陆东部的气候类型、成因、分布及其特征。
（投影）1月、7月亚洲季风图

（引导学生分析、理解亚洲的季风气候）
生由于海陆热力性质差异，冬季亚洲大陆气温低形成亚洲高压，太平洋北部形成阿留申低压。夏季亚洲大陆气温高形成亚洲低压，太平洋形成夏威夷高压。
生东亚地区——冬季，东亚盛行来自内蒙古—西伯利亚高压前缘的偏北风，低温干燥，风力强劲；夏季，东亚盛行来自太平洋副热带高压西北部的偏南风，高温、湿润和多雨。
生以我国的秦岭—淮河一线为界，分为温带季风气候和亚热带季风气候。
生温带季风气候夏季高温多雨，冬季寒冷干燥。
生亚热带季风气候夏季高温多雨，冬季低温少雨。
生南亚和东南亚地区——热带季风气候——夏季随着太阳直射点移动到北半球，东南信风会越过赤道进入北半球，并向右偏转成西南季风，影响大致位于北纬10°至北回归线之间的南亚和东南亚地区，带来丰富的降水。冬季在因海陆热力性质差异形成的亚洲高压和赤道低压之间存在较强的气压梯度，给本地带来干燥的东北季风。
师刚才大家分析得很准确。在南北纬 25°—35°大陆东岸，即北美洲美国的东南部、南美洲的东南部、澳大利亚的东南部也有类似于东亚亚热带季风气候的亚热带季风性湿润气候。成因也是海陆热力性质差异。请大家在地图上找出来。
（同时动画演示）亚热带季风性湿润气候的分布区
生（指认亚热带季风性湿润气候的分布）
师我们了解了大陆东西两岸的气候类型。想想看，中纬度大陆中部的气候会主要受什么因素的影响呢？
生大陆中部远离海洋，海洋水汽难以到达，全年降水稀少；陆地的热容量小，夏季升温快，冬季降温快，冬夏温差大。
师正确。这就是温带大陆性气候。距海洋近一些的地方降水稍多，植被以草原为主，是温带草原气候；深居大陆内部的地区，降水更少，植被不表现为荒漠，是温带沙漠气候。纬度较高的亚欧大陆北部和北美大陆北部分布有亚寒带针叶林气候，冬季严寒，夏季温暖，气温年较差大，全年降水较少，但因蒸发弱，仍为湿润地带。亚寒带针叶林气候也属于温带大陆性气候。
也请大家在地图上找出来。
（同时动画演示）温带大陆性气候的分布区
生（指认温带大陆性气候的分布）
师极地地带该会是怎样的气候呢？
生冬季酷寒，全年气温低，降水稀少，夏季短促。
师极地气候可分为两种，即苔原气候和冰原气候。
请大家在地图上找出来。
（同时动画演示）极地气候的分布区
生（指认极地气候的分布）
要特别注意：除南极洲外，各大洲都有分布的气候类型只有地中海气候。
我们也分析了其他因素形成的气候类型。下面请大家做一些巩固练习。
练习：填表
气候类型
特点
分布
成因
热带雨林气候
终年高温多雨，没有明显的季节变化
赤道附近的亚马孙平原、刚果盆地、马来群岛等地
所处纬度最低，终年受赤道低气压带控制
地中海气候
夏季炎热干燥，冬季温和多雨
南北纬 30°—40°大陆西岸
夏季受副热带高压控制，冬季受西风带控制
温带海洋性气候
冬季温和、夏季凉爽，年温差小，降水多且分配均匀
南北纬 40°—60°大陆西岸
终年受西风带控制
热带草原气候
全年高温，有明显的干湿季变化
分布在热带雨林气候的南北两侧
夏半年受西风带控制，冬半年受信风带控制
亚热带季风（季风性湿润）气候
夏季高温多雨，冬季温和少雨，四季分明
南北纬 25°—35°大陆东岸
海陆热力差异
学生回答后：（投影答案）
课堂小结
刚才我们主要探讨了气压带和风带对气候的影响，知道：在单一的气压带或风带的控制下形成的气候有三种：热带雨林气候、热带沙漠气候和温带海洋性气候；受气压带和风带的季节移动影响而形成的气候类型有三种：热带季风气候、热带草原气候、地中海气候。
板书设计
三、气压带和风带对气候的影响
（一）单一气压带或风带控制下的气候类型
位置
气候类型
气候成因
气候特点
热带
赤道附近南北纬10°之间
热带雨林气候
地处赤道附近，终年受赤道低气压带控制
终年高温多雨
南北回归线—南北纬30°大陆中西部地区
热带沙漠气候
受信风带和副热带高压带控制
常年炎热干燥
温带
南北纬40°—60°大陆西岸
温带海洋性气候
终年受西风带控制
冬不冷，夏不热，终年降水均匀
（二）在两种气压带或风带交替控制下的气候类型
位置
气候类型
气候成因
气候特点
热带
南北纬10°—南北回归线之间大陆中西部地区
热带草原气候
受赤道低压带（夏）和信风带（冬）交替控制
终年高温、干湿季明显
亚热带
南北纬30°—40°大陆西岸
地中海气候
受副热带高压带（夏）和西风带（冬）交替控制
夏季炎热干燥，冬季温暖多雨
活动与探究
探究课题：活动5——比较欧洲大西洋沿岸地区与北美太平洋沿岸地区温带海洋性气候分布的差异。
探究内容：比较欧洲大西洋沿岸地区与北美太平洋沿岸地区温带海洋性气候分布的差异。
探究办法、过程：让学生利用教材提供的图独立完成。提出如下问题检查学习效果：
（1）概括欧洲大西洋沿岸地区与北美太平洋沿岸地区温带海洋性气候分布的差异（从两个方面来思考：一个是最北达到的纬度，一个是东西跨越的范围大小）。
（2）根据图中的地形分析，从地形的角度看两个地区地形有什么不同？地形是如何影响气候的？
（3）提供洋流图，教师浅释北大西洋暖流与阿拉斯加暖流的不同。说明洋流对气候影响程度有什么差异。
探究结果：小论文
参考答案：欧洲大西洋沿岸地区，温带海洋性气候分布范围较大，而且向纵深发展；北美太平洋沿岸地区，温带海洋性气候分布范围相对较小，而且呈南北狭长分布。这两个地区的气候都受到西风带的控制，但是在北美太平洋沿岸，西风受到科迪勒拉山系的阻挡，加之洋流的影响，使温带海洋性气候呈南北狭长分布。
第二节 自然地理环境的差异性
从容说课
地理环境的整体性是相对的，而差异性才是绝对的。地球表面不可能找到两个完全相同的地区，只有相似的地区。地理环境的差异性体现在不同的空间尺度上，可以是地域性的，也可以是全球性的。教材主要剖析了陆地环境的地域分异规律，主要表现在三个方向上的变化。其中从赤道到两极的地域分异规律和从沿海到内陆的地域分异规律都属于水平方向上的分异规律，还有山地的垂直地域分异规律。该部分内容较为抽象，教师教学时可选取恰当的视听资料来帮助学生建立感性认识，以更好地理解陆地环境的地域分异规律。如教学“从赤道到两极的地域分异规律”时，可选取我国南北向的大铁路——京九线沿途景观的变化让学生体会这种景观的过渡是由热量的变化而引起的，教学“从沿海到内陆的地域分异规律”时，可选取我国东西向的大铁路——陇海线沿途景观的变化，使学生理解从森林—草原—荒漠的景观变化是由于水分的差异而引起的。在教学“山地的垂直地域分异规律”时，可选取不同纬度、不同海拔高度的山体在一起比较，引导学生讨论：为什么这些山体的垂直带谱丰富程度相差很大？最后得出结论，山地的垂直地域分异规律跟山地的高度以及山地所处的纬度有关，并深刻理解这种现象的地理成因。通过本节内容的学习，使学生初步学会立体、动态地分析地理事物之间的内在联系。
三维目标
知识与技能
1.懂得地域差异在自然地理环境中是普遍存在的。
2.了解区域差异有不同的空间尺度，能用地图解释陆地上不同的自然带。
3.会分析地域分异规律的形成和表现。
4.了解人类怎样利用地域分异规律。
过程与方法
1.自主学习，读图分析讨论法。
2.探究与活动，理解地理环境的差异性。
3.利用景观图片分析地理环境的差异性。
情感、态度与价值观
树立地理环境的差异性无处不在的思想，因此在利用自然中要做到因地制宜。
教学重点
1.地理环境的差异性的空间尺度。
2.地理环境的差异性的变化规律。
教学难点
陆地环境的地域性分异规律。
课时安排
2课时
第1课时
教学过程
导入新课
[复习提问]
1.自然地理环境的整体性产生的根本原因？
答：地理要素间进行着物质与能量的交换。
2.自然地理环境的两个整体功能是什么？
答：生产功能和平衡功能。
3.自然地理环境整体性的两个表现是什么？
答：自然地理环境具有统一的演化过程、地理要素的变化会“牵一发而动全身”。
(出示景观图片“西双版纳热带雨林”和“内蒙古草原”)（经济发达地区的教师也可将不同学生在旅游中所看到的不同的自然风光、自然景观作对比）

师这两幅风光迥异的图片说明了自然地理环境具有什么特点？
生自然地理环境具有差异性。
师对。我们刚刚学习了地理环境的整体性，但自然地理环境还具有另一个特点——差异性。
（板书）第二节 自然地理环境的差异性
推进新课
师从整体上看，全球的地理环境是一个统一的整体，但上面两幅图的差异又说明了这样一个问题：地球表面各地之间又存在着明显的地域差异。事实上，地域差异在自然地理环境中是普遍存在的，自然地理环境中只有相似的区域，但不可能存在两个自然状况完全相同的区域。
(出示图片“五带的划分”)
师这反映了自然地理环境中哪个因素在空间上的分异？
生温度。
师这种分异的尺度范围是什么？
生全球性的尺度。
师对。我们在旅行中所感受到的其他地区和我们家乡的差异所体现的是陆地环境的地域分异，这种地域分异的规模比全球性的地域分异规模小。
（提问）陆地上为什么会形成不同的气候类型？
生由于各地所处的纬度位置、海陆位置不同，所产生的热量和水分的组合不同，因此形成了不同的气候类型。
师请说一说，西双版纳的热带雨林中动物、植物都有着怎样的特点。
（生讨论，师总结）在热带雨林中，长年高温多雨，植被常绿，树种繁多，层次复杂，生长茂盛，林内藤本植物纵横交错，附生植物随处可见。森林中的动物种类丰富多样，但茂密的森林使动物行走不便，因而地面上几乎没有善长奔走和长跑的动物，而多营巢树栖、攀缘生活、耐湿热的动物。
师那么在内蒙古大草原上动、植物又有着怎样的特点呢？
（生讨论，师总结）在内蒙古大草原上，典型植被为草类，耐干旱，根系发达。草原开阔而平坦，动物善于奔跑以逃生或捕食。
师从对以上分析知道，自然地理环境有着明显的地域差异性，但在某一地域范围内又表现为景观上的一致性，自然环境的整体性和差异性是辩证统一的。
(出示图片“世界陆地自然带的分布”)
师请同学们结合刚才的分析并观察这幅图片，归纳出“自然带”的概念。
生在陆地上，由相应的气候、植被和土壤共同形成了一种地域组合，在空间上具有一定宽度、呈带状分布的现象。
师很好。从这幅图上我们可以看出，陆地自然带的分布是有规律的。
(出示图片“热带雨林景观”和“苔原景观”)

师请分析造成这两种景观差别的主要因素是什么，为什么。
生热量因素。从赤道到两极太阳辐射逐渐递减，热带雨林分布在赤道地区，苔原分布于高纬度的寒冷地区。
师对。受这种热量由赤道向两极递减的影响，地表景观和自然带沿纬度变化的方向，从赤道到两极有规律地更替。请同学们仔细观察图5.6，找一找哪些自然带横穿整个陆地？说一说在低、中、高不同纬度自然带的分布有何特征？
生苔原带、针叶林带、热带雨林带都是横穿整个陆地的。
师这三个自然带的分布有什么规律？
生苔原带和针叶林带在高纬度地区，热带雨林带分布在低纬度地区。
师自然带在中纬度地区的分布有着怎样的特点？为什么？
生在中纬度地区主要是受到海陆分布的影响。自然带并不像低纬度和高纬度地区那样横穿整个陆地，而是在大陆东岸、西岸和内部形成了三种不同的组合。
师对。请同学们仔细观察“世界陆地自然带分布图”，说一说在中纬度大陆东岸自然带的组合类型。
生在中纬度大陆东岸纬度从低到高依次是亚热带常绿阔叶林带、温带落叶阔叶林带、针阔混交林带。
师在中纬度大陆西岸自然带有着怎样的分异规律？
生在大陆西岸纬度从低到高依次为亚热带常绿硬叶林带、温带落叶阔叶林带。
师对。请同学们看“世界陆地自然带分布图”并回忆气候的相关知识，思考：亚热带常绿硬叶林带对应着什么气候类型？它和同纬度的大陆东岸自然带类型的区别是什么？
生亚热带常绿硬叶林带是在地中海气候下发育的植被类型，而同纬度大陆东岸是亚热带常绿阔叶林带。
师那么请大家思考，为什么会出现这种差别呢？
生大陆东西两岸气候类型不同。
师具体说有何不同呢？
生地中海气候夏天炎热干燥，冬天温和多雨；亚热带季风气候夏天高温多雨，冬天寒冷干燥。
师不错。（出示图片亚热带常绿硬叶林代表植物——橄榄的叶子和果实特征，和亚热带常绿阔叶林树种外表特征作分析比较）
师请大家观察比较这两种气候下生长的植被，在外在特征上有何不同？讨论：它们各自是怎样适合气候的？
（生讨论，师总结）地中海气候夏天炎热干燥，植物为了减少蒸腾作用大量散失水分，所以为了适应这种气候，硬叶林带的植物通常皮厚叶小，表面有腊质，果实的皮也较厚；亚热带常绿阔叶林植物的叶片较大，表面也无腊质，原因是这里的气候特征是雨热同期，植物有足够的水分供应蒸腾作用。
师中纬度的大陆内部又有着怎样的组合类型呢？
生有着两种组合。中部的亚热带和温带荒漠带、两侧的热带草原和温带草原。
师对。这种从赤道向两极的地域分异是以热量为基础的，当然也有水分条件的参与。
课堂小结
自然地理环境的差异性是十分明显的，这种差异性是有规律的。我们这节课主要是认识到其差异性。
板书设计
第2课时
教学过程
导入新课
复习：1.自然地理环境为什么存在地域差异性？
答：陆地上不同地区所处的纬度位置、海陆位置不同，形成不同的水热组合—气候类型。不同的气候类型又对应着与之统一的植被和土壤类型。
2.在由赤道向两极的地域分异规律下，哪些自然带是横穿整个大陆的？它们分布在什么纬度？
答：高纬度的苔原带、针叶林带和低纬度的热带雨林带横穿整个陆地。
3.在中纬度地区自然带的分布有着怎样的规律？
答：在大陆的东岸、西岸和大陆内部各自形成了特定的组合。在东岸是亚热带常绿阔叶林带、温带落叶阔叶林带与针阔混交林带；西岸是亚热带常绿硬叶林带、温带落叶阔叶林带；大陆内部中部为亚热带和温带荒漠带及两侧的热带草原和温带草原带。
推进新课
师这种从赤道向两极的地域分异规律，是以热量为基础的。同学们长途旅行过吗？现在让我们沿着中国东西向的铁路大动脉——陇海铁路做一次旅行。
(出示图片“陇海铁路”)
（在陇海铁路东端、中部、西端相应的地方各出现一幅典型景观图）
(东端动画出示图片“温带落叶阔叶林”，中部出示“温带草原”，西端出示“温带荒漠”)
师请同学们思考，沿陇海铁路为什么会出现这样的三类景观的更替？
（生讨论，师总结）
从沿海向内陆，由于受海洋水汽影响的程度不同，干湿状况差异很大，自然景观呈现出森林带—草原带—荒漠带的有规律的变化。
师这种变化在什么纬度体现得最明显？
生中纬度。
(活动)
我国西北地区生态建设中，有人主张造林，有人主张种草，也有人建议种植灌木。请讨论，哪种主张较合理，并说明理由。
（生讨论）
师为什么我国东部地区生长的典型植被是高大的树木，而西部地区则是以草原和荒漠景观为主？
生水分条件不同。东部地区水分充足，而西部地区水分缺乏。
师对。森林、草原、荒漠植被三者对比，它们生长的速度有何不同？为什么？
生森林生长得最快，因为单位土地面积上叶片总面积最大，光合作用的产物最多。荒漠植被单位土地面积上的叶片总面积最小，光合作用的产物最少，因此生长得最慢。草原介于森林和荒漠植被两者之间。
师事物都是辩证的，森林虽然生长得快，可单位土地面积上叶片总面积最大，耗水量也最多。荒漠植被单位土地面积上的叶片总面积最小，需水量也最少，草原的需水量则介于森林和荒漠植被两者之间。那么，在我国西部地区生态建设中究竟应该种植什么呢？
生不一定。
师为什么？
生因为西部地区也因地区的不同而具有不同的水分条件，要结合当地情况具体问题具体分析。
师很好!北京奥运提出的口号是“绿色奥运”。有人建议在北京大量种植常绿阔叶树种，请同学们结合北京的气候和所处的自然带，想一想，这样做合适吗？
生北京是温带季风气候，属于温带落叶阔叶林，因此在北京的绿化中，应该以种植温带落叶树种和适应温带地区的草类植物为主。常绿阔叶树种不能很好地适应北京的气候，成活难度大，养护费用会很高。
师对。因此在生态建设中应该尊重自然规律，因地制宜，这样才能更科学地建设和保护环境。
（过渡）从赤道向两极的地域分异和从沿海向内陆的地域分异都是水平方向的分异规律。在地球表面上有许多高大的山岭，随着海拔的变化，从山麓到山顶的水热状况差异很大，从而形成了垂直气候带，自然景观也相应地呈现垂直分布规律。
师请同学们看P98“活动”，分析为什么喜马拉雅山南北坡的垂直带谱有着很大差异？
（生思考讨论）
师查看地图，请说一说喜马拉雅山的纬度大约是多少，属于什么气候带。
生大约处于北纬30°，属于亚热带气候。
师对。这里平地上应该是怎样的植被景观？
生亚热带常绿阔叶林。
师对。喜马拉雅山南坡和北坡的山麓地带为什么自然带不同？
生南坡山麓的海拔低，只有1000米左右；而北坡的山麓海拔高，达4000米。
师除了这个原因，还有其他原因吗？
生有。南坡处于北印度洋夏季风的迎风坡，降水量大，而北坡处于背风坡。
师很好。为什么南坡的自然带谱比北坡丰富得多？
生因为北坡相对高差小，而南坡相对高差大，水热变化的空间大，因此南坡的自然带谱比北坡的复杂得多。
师很好，而且南坡的纬度也比北坡低。综合以上原因，所以南坡自然带谱较北坡复杂。
师查看地图，思考为什么乞力马扎罗山自然带谱非常丰富？
生乞力马扎罗山的纬度很低，山麓属于热带草原，海拔高，水热状况垂直变化明显。
师对。因此，山麓与水平带是一致的，山地所处的纬度越低，海拔越高，垂直自然带的数目就越多，垂直带谱也就越完整。
(P99“阅读”)
师农业生产为什么要因地制宜？
生自然环境的地域分异要求农业生产要因地制宜。
师我国自南向北、自东向西在气候要素上有着怎样的变化？这种变化如何影响我国的农业的地域差异？
生我国自南向北热量条件越来越差，自东向西降水越来越少，这种热量和水分条件自东南向西北的逐渐变化，引起了我国自东南向西北动植物种类、生长期、耕作方法等也发生相应的变化，生产力也呈现地域性差异。
师对。在我国贵州有“地无三里平，天无三日晴”的说法，为什么？对农业有着怎样的影响？
生贵州地处我国云贵高原，垂直高差显著，气温和水分随海拔的升高而逐渐变化，水热的垂直差异使土地形成了立体利用。
师对。
课堂小结
通过学习，我们了解了自然地理环境有地域差异，陆地环境的地域分异具有规律性。请大家用一幅简略图总结本节的知识结构。
第四节 全球气候变化
从容说课
主要内容包括全球气候在不断变化之中、全球气候变化的可能影响、气候变化的适应对策。
“全球气候在不断变化之中”的教学要使学生明白气候变化是长时期大气状态变化的一种反映，了解气候变化的主要表现，知道区域性气候的变化要比全球性变化复杂得多。全球气候变暖是第一部分内容的核心。人为因素在全球气候变暖中的作用，也越来越被人们重视；但全球气候变化是一个自然规律，人为因素在其中起着加速或延缓的作用。因此，要正确地分析人类在气候变暖过程中所能起的作用，包括正面的和负面的作用，首先应该从宏观背景上了解气候变化大的规律，从而在尊重自然规律的前提下，规范我们自己的行为。教材中列举了不同时间尺度的气候变化情况，这是本节的一个重点，为的是说明一个问题：全球气候是在不断变化之中的。
“全球气候变化的可能影响”的重点在“影响”上，而有些影响可能尚未发生，是预测性的。教材中主要讲了以下几个方面的可能影响：沿海低地可能被淹、不同地区的农作物产量可能有减有增、自然灾害的频次和强度可能会增强、水资源的不稳定和供需矛盾可能会增加。围绕这个内容，教材还设计了一个“活动”，选择了一个“案例”，以增强思考性和实证性。“活动”的设计比较开放，一方面通过科学家的预测，扩展了教学内容；另一方面给学生提供了部分预测的线索，让他们自主探究。“案例”的选择，事实材料比较具体，让学生能够理解。但全球气候变化后果的巨大和严重性是宏观、大范围而又不易觉察的变化，容易让学生感到与己无关。
“气候变化的适应对策”的教学中，要让学生了解气候变化是一个不可抗拒的自然规律，人类应该积极地去适应它，并在尊重自然规律的前提下，采取应对措施。人类对气候变暖的影响，主要是通过生产活动中向大气排放温室气体而施加的，因此，教学要从如何减少二氧化碳谈起，“活动”的设计也应围绕着这个主题。
三维目标
知识与技能
1.通过资料认识全球气候一直处于波动变化之中并呈现一定的变化周期。
2.举例说明全球变化对人类活动的影响。
3.了解人类对全球气候变化的对策。
过程与方法
1.初步学会通过多种途径、运用多种手段收集有关的气候资料，并将气候变化资料进行整理分析运用在地理学习过程中。
2.从不同温度带的代表性气候变化，去发现问题，并以小组的形式合作开展调查、研究，探究解决目前气候变化的应变措施与对策。
情感、态度与价值观
1.培养学生尊重自然规律、积极地适应自然规律，并在尊重自然规律的前提下改造自然的观念。
2.激发学生探究地理问题的兴趣和动机，提高地理审美情趣。
教学重点
1.全球气候在不断变化。
2.全球气候变化的可能影响。
3.气候变化的适应对策。
教学难点
1.历史时期和19世纪末以来气候的变化。
2.全球气候变化的可能影响。
课时安排
1课时
教学过程
导入新课
（投影）珠峰、岛国图瓦卢的美丽海岸线、企鹅照片
师据报道，南极地区的阿德利亚企鹅数目从1975年的1.5万对减少到目前的9000对左右。你们知道这与什么因素有关吗？
生（学生回答）
师在南极考察的美国科学家指出，此类企鹅通常喜欢在海面浮动冰山的顶部群居生活。据统计，南极的平均气温近50年来升高了2.5 ℃，导致浮动冰山顶部的大量积雪融化，淹没了企鹅赖以产卵和孵化幼仔的地方，导致企鹅数量剧减。
据新华社沈阳2003年9月14日电（记者张玫、沈科）中国科学家测量发现，世界之巅——珠穆朗玛峰峰顶覆盖的千年积雪30余年来正在不断融化变薄。使珠峰的雪面高程33年持续下降了约1.3米。
2004年2月19日拍摄的照片显示了南太平洋岛国图瓦卢的美丽海岸线。这个四季风景如画的南太平洋小国目前正面临被海水吞没的危险。
世界最高峰珠峰雪面高程出现持续下降，世界上海拔最低之一的岛国图瓦卢却因海平面升高而面临“灭顶之灾”，造成两地变化的原因是什么？其实，不仅这几个地区，近年来气温升高，全球气候都有变暖的趋势。
这就是我们这节课研究的主题：全球气候变化。
（板书）第四节 全球气候变化
推进新课
师气候变暖问题已经成为全球变化的热点问题，引起了世界各国的高度重视。著名的《京都议定书》就是针对气候变暖而制定的全球性文件。我们对气候变化感觉不明显，因为气候变化是长时期大气状态变化的一种反映。课前请同学们向自己的家长或熟悉的老年人作了一些调查，他们对气候变化的感受是怎样的？
生从前河里的水在冬季结冰很厚，而现在冬季结冰较薄，说明现在比过去气温升高了。
师大家思考这样的问题，地球上的气候从古到今是不是都是这样的呢？
生不是。
师全球气候处在不断的变化之中，而且还将继续发生变化。
（板书）一、全球气候在不断变化之中
师气候的变化主要表现在哪些方面？
生主要表现在不同时间尺度的冷暖或干湿变化。
师20多亿年来地球气候的变化分为哪三个阶段？
生时间跨度大，变化周期最长的气候变化称为地质时期的气候变化；距今1万年以来的气候变化称为历史时期的气候变化；最近一二百年有气象观测记录时期的气候变化叫做近代气候变化。
师20多亿年以来的地球气候，冷暖干湿相互交替，变化的周期长短不一。那么全球气候发生了什么样的变化？
（投影）P49图2.25和图2.26
师请大家看图2.25。图示的时间段为过去1万年。图中的纵横坐标分别是什么？请你解读这个图示。
生（合作探讨）横坐标是指距今的年代，纵坐标是气温变化数值。图中展示了1万年来气温的变化（实线）与20世纪初期气温（虚线）的差值。
师通过读图你能得出什么结论？
生（合作探究）气温变化呈波动上升。
师气温变化曲线说明了气候不断变化的事实。再请大家看图2.26，通过读图你能得出什么结论？
生近百年来，气温曲线呈上升趋势。
师很好。如果从图2.25中取近百年这个时段来看，气温曲线呈上升趋势，但看不出波动。如果把这个“放大”，如图2.26，就可以看到气温仍然是波动上升的，1860年以来，全球平均气温升高了0.6℃。将这两幅图对照，可以看出，这反映了教材中讲的“长时期尺度的气候是较短时间气候状态的背景和分析依据，而小尺度气候变化反映了长时期尺度气候变化中的细节”。
师下面大家做第49页读图思考：确定全球近百年来两次明显升温的大致时期。
生（合作探究）图中可看出，气温有两次高峰，一次出现在20世纪40年代，一次出现在20世纪90年代。
师由此可以看出，气候的确是在不断变化的。
请大家阅读“我国近百年来的气候变化”的内容，说明气候变化的特点。
生（阅读，讨论，回答）
师大家阅读的内容说明：全球气温的升高并不是每个地区都发生。例如，我国北方地区气温增高比较明显，而有些地区（如我国长江流域一带）气温上升并不明显，甚至下降。这说明区域性气候的变化要比全球性气候变化复杂得多。
下面我们再一起做P50活动1。
（投影）图2.27“近现代全球年平均气温变化曲线”
思考下列问题：
（1）单纯考虑自然因素得到的气温模拟结果，能否解释近50年来的气候变暖问题？为什么？由此你将得出怎样的结论？
（2）近现代气候变化主要受哪两方面因素的影响？对于近50年来的气候变暖，哪方面因素起主导作用？收集相关资料，说明该因素是通过什么方式促使气候变暖的。
生（分组合作探究）
（1）单纯考虑自然因素的气候模拟结果，不能解释近50年来气候变暖问题。因为实际的气温变化曲线，比自然变化模拟值高很多。由此可知，影响气候变暖的因素不仅有自然因素，还有其他因素，可以概括为人为因素，而且人为原因的作用较大。
（2）近代气候变化主要受自然因素和人为因素的共同影响。近50年来人为因素起主导作用。
师课前我们大家通过收集相关资料，请你分析近50年来的气候变暖的人为原因可能有哪些。
生近50年来的气候与人类大量使用矿化燃料和破坏森林有关。
（过渡）
师全球气候在不断的变化，这可能会带来哪些影响？
（板书）二、全球气候变化的可能影响
（投影）图2.28“因海平面上升而受到威胁的海岸”
师这幅图说明了什么问题？
生全球气候变暖会带来海平面上升。
师气候变暖为什么会带来海平面上升？
生气候变暖会使冰川融化，海水热膨胀，所以海平面上升。
师很好。冰川融化、海水热膨胀导致海平面上升是长期而缓慢的。许多科学家预测，到2100年，全球海平面将会上涨88厘米。海平面的上升会带来什么样的后果？
生海平面的上升会改变海岸线，给沿海地区带来巨大影响，海拔较低的沿海地区将面临被淹没的危险。
师我们前边投影的照片显示了南太平洋岛国图瓦卢的美丽海岸线。这个四季风景如画的南太平洋小国目前正因海平面升高而面临被海水吞没的危险。图瓦卢将因此成为全球第一个因海平面上升而进行全民迁移的国家。
全球气候变暖对人类会产生什么影响？
生影响农业的生产。全球气候变暖预示着积温增加，生长期延长，对提高农作物产量无疑是有利的。但是，温度升高往往伴随着干旱的加重，造成供水不足，这又会使作物减产。
师大家看书，看看气候变暖对不同地区农业的影响是怎样的，并分析里面道理。
生就地区而言，位于低纬度的大部分国家，农作物的产量将减少。而位于高纬度的国家，农作物产量有可能增加。由于不少发展中国家位于低纬度地区，因此，气候变化的这种区域差异性，可能会使发展中国家所面临的问题更严峻。
师全球气候变暖对水循环过程会产生什么影响？
生会使蒸发加大，改变区域降水量和降水分布格局，增加降水极端异常时间的发生。导致洪涝、干旱灾害的频次和强度增加，以及地表径流发生变化。随着径流减少，蒸发增强，全球变暖将加剧水资源的不稳定性雨供需矛盾。
（过渡）
师刚才我们一起学习了全球气候变暖可能会带来三个方面的影响，对人类有有利的方面，但许多是不利的。我们应该如何应对气候变暖，化害为利？下面我们一起来学习今天的第三个内容：气候变化的适应对策。
（板书）三、气候变化的适应对策
师气候变化是一个不可抗拒的自然规律，人类应该积极地去适应它，并在尊重自然规律的前提下，采取应对措施。因此这段内容的标题加注了“适应”二字。
人类对气候变暖的影响，主要是通过什么途径产生的？
生主要是在生产活动中向大气排放温室气体。
师我们来看P53活动3。
（投影）活动3背景资料内容
师思考：大气中温室气体增加的途径主要有哪几个？
生主要有两个。一是由于人口的剧增和工业化的发展，人类社会消耗的煤炭、石油和天然气等化石燃料急剧增加，化石燃料燃烧产生大量的二氧化碳进入大气，使大气中的二氧化碳浓度增加。二是森林毁坏使被植物吸收利用的二氧化碳的量减少，造成二氧化碳被消耗的速度降低。
（投影）思考题
（1）你认为应该采取哪些措施减少大气中二氧化碳的数量？
（2）与同学讨论：应当采取哪些措施削减二氧化碳的排放量？
师请大家先阅读第54页的“阅读”部分：气候变化的适应对策，再来回答。
生（1）（合作探究，答案开放）制定适当的能源发展战略；逐步稳定和削减温室气体排放量；增加吸收量。
生（2）（分别详尽叙述）……
师还有哪些适应对策？
生培养农作物的品种、调整农业生产结构、规划和建设防止海岸侵蚀的工程等。
生政策手段：对温室气体排放实行直接控制，应用经济手段，鼓励公众参与。
生技术手段：节能技术、生物能技术、二氧化碳固定技术等。
生（课上模拟不同的社会角色，进行关于气候变化适应对策的动员演说。如对于削减二氧化碳的排放量这一方面，学生可模拟城市环保局的负责人对此做出要求，也可以模拟一个曾排放较多二氧化碳的企业负责人对此做出回应性的演说，等等）
练习：
1.二十多亿年来地球气候的变化分为哪三个阶段？
2.全球气候变暖会带来哪些影响？
参考答案：
1.时间跨度大，变化周期最长的气候变化称为地质时期的气候变化；距今1万年以来的气候变化称为历史时期的气候变化；最近一二百年有气象观测记录时期的气候变化叫做近代气候变化。
2.海平面上升、影响农业的生产、影响水循环过程。
课堂小节
回顾本节课，主要是三方面的内容，全球气候在不断变化之中、全球气候变化的可能影响、气候变化的适应对策。
板书设计
活动与探究
探究课题：活动2——全球变暖导致生态恶化。
探究内容：对全球变暖将导致的后果进行预测。
探究办法、过程：课后收集资料、整理、分析，有根据地进行预测。
探究结果：撰写一篇小论文。
第四节 地球的圈层结构
从容说课
地球的圈层结构包括内部圈层和外部圈层。对内部圈层内容的教学，关键要使学生抓住地震波、横波、纵波的概念和特征，知道不连续面的含义，地震波传播速度的变化及原因，再引导学生分析教材23页图1.26，划分出地球的内部圈层。岩石圈概念的教学要据图讲授，划出范围，强调岩石圈与地壳的区别。外部圈层则要重点讲明各圈层的空间分布和物质形态，知道外部圈层是同心圈层。教学方法可采取多媒体演示，对内外圈层逐个显示和叠加，并初步使学生了解各圈层之间的相互联系。
三维目标
知识与技能
1.了解地球的圈层构造，初步掌握地球内部圈层的组成和划分依据（有关地震波的基本知识、地震波在地球内部的传播情况及两个主要的不连续面）。
2.掌握地壳、地核、地幔的基本特征（界线、厚度、物理性状和物质组成等）。
3.了解地球的外部圈层——大气圈、水圈和生物圈的基本特征。
过程与方法
1.初步学会读地球内部地震波与地球内部圈层构造图，了解地球内部圈层的划分。
2.运用比较法学习各内部和外部圈层的特点。
情感、态度与价值观
1.通过地球内部圈层划分的教学，培养学生“本质是通过现象表现出来的，而现象总是表现本质”的辩证唯物主义观点。
2.通过教学对学生进行热爱自然、热爱科学的教育。
教学重点
1.了解地球的内部圈层和外部圈层结构，并能概括出各圈层的主要特点。
2.利用“地震波的传播速度与地球内部圈层的划分示意图”，初步掌握读图分析技能。
教学难点
1.地震波在地球内部传播速度的变化与地球内部物质组成的关系。
2.地球的内部圈层。
课时安排1课时
教学过程
导入新课
前边我们学习了地球的宇宙环境，“谈天”是为了“说地”，整个地球不是一个均质体，而是一个由不同物质、不同状态组成的同心圈层结构，每个圈层的成分、密度、温度等各不相同。以地心为共同球心，地球圈层分为地球外圈和地球内圈两大部分。下面我们就来学习第四节——地球的圈层结构。
（板书）第四节 地球的圈层结构
师我们先来看看地球的内部圈层。
（板书）一、地球的内部圈层
推进新课
师地球内部究竟是什么样子？钻探是了解地球内部情况的直接手段，最好把地球挖开来看看。我国地处江苏省东海县茆北村的亚洲第一井也就深5000多米，目前挖出来最深的井为12000 m，还不到地球半径的1/500，矿山的采挖就更浅了，目前最深的矿井可达3000 m。
目前的科学技术日新月异，载人宇宙飞船可以在外太空遨游，宇宙探测器甚至能飞出太阳系，可谓上天有路。然而对于我们脚下6371 km半径的地球，却至今还是入地无门。我们如何得知地球内部结构呢？不妨借鉴一下夏季我们挑选西瓜的方法，为了能够吃到可口的西瓜，我们通常把西瓜托在手上，用另一只手敲打西瓜，靠听这种敲打产生的震动在西瓜内部传播的声音来判断西瓜的生熟、质量的优劣。我们也可以在地球内部制造某种震动，通过分析这种震动在地球内部传播的情况来了解地球的内部结构、组成。我们知道，地震常常给人类带来巨大的灾难，但对于科学工作者来说，地震波却带来了地球内部的信息。那么什么是地震波？
（板书）1.地震波
生当地震发生时，地下岩层受到强烈的冲击会产生弹性震动，并以波的形式向四周传播。即地震波。
师很好。地震波可以分为哪两类呢？
生有纵波（P波）、横波（S波）之分。
（方法引导）
师那么纵波（P波）和横波（S波）各有什么特性？（提示：地震波特性——速度、通过介质）
生（看书讨论回答）纵波：传播速度快，可以通过固体、液体、气体传播。横波：只能通过固体传播。纵波和横波的传播速度都随着所通过物质的性质而变化。
师正确。为什么能用地震波探测地内结构？
生（讨论回答）地球内部物质性质不均一，不同深度上性状、组成不同。
［活动与探究］
探究课题：地震波的利用
探究内容：
（1）在莫霍界面和古登堡界面地震波波速的突然变化说明了什么问题？
（2）推测地幔和地核的物质状态可能是什么？
（3）我们还可以通过哪些渠道或方法获取地球内部的信息？
探究办法、过程：观察、分析、推理、讨论
探究结果：
（1）说明物质状态可能发生了变化。
（2）地幔物质是固态，地核物质状态可能是液态。
（3）还可以从火山喷发出来的物质、钻探得到的岩芯，来了解地球内部的信息。
师地震波在地球内部的传播规律是怎样的？
（投影）地震波的传播速度与地球内部圈层的划分示意图（先投影左半部分，待学生分析推测后再投影右半部分进行对比）
生地震波在地球内部的传播规律：总的趋势——速度随深度递增，但不均匀，有突变现象。
师地震波在地下传播速度会发生变化，而某些地区一定深度处，地震波有明显的突变，这种波速发生突变处的层面叫不连续面。请大家看投影“地震波的传播速度与地球内部圈层的划分示意图”（左半部分），找出地球内部两个明显的不连续面，填写表格。
（叠加投影表格）不连续面的特征
生（观察、讨论、回答、填表）
（方法引导）
师（据学生回答逐个投影填充表格内容）
特点
界面
深度
纵波、横波传播速度
发现者
发现时间
莫霍界面
33 km
纵波、横波传播速度明显增加
莫霍洛维契奇
1909
古登堡界面
2900 km
纵波速度明显下降，横波消失
古登堡
1914
师两个明显的不连续面为什么会出现？
生不连续面上下的物质性状发生了变化。
师根据两个最主要的不连续面，地球内部可划分为几个圈层？
生三个圈层。（对比）
（投影）地震波的传播速度与地球内部圈层的划分示意图
师很好。再看投影的右半部分，地球被分成哪几个圈层？
生地壳、地幔、地核。
师（投影）地球的内部圈层示意图
生（指认地球的内部圈层：地壳、地幔、地核）
师下面大家一起来研究这三个圈层。
（板书）2.地球内部圈层的划分
（投影）地球的内部圈层结构示意图
师请看图说出三个圈层的划分依据、两个最主要的界面、各圈层的范围。
生地壳、地幔、地核的划分依据是莫霍界面和古登堡界面。莫霍界面以上是地壳，莫霍界面和古登堡界面之间是地幔，古登堡界面以下是地核。
师很好。根据地震波的传播状况，判断地幔的形态是怎样的？
（合作探究）
生（讨论回答）固态，因为横波能通过。
师软流层的位置和形态是怎样的呢？
生（讨论回答）软流层在上地幔的上部，由于这层放射性元素大量集中蜕变生热温度高，呈融熔状态。
师答的很不错。岩石圈与地壳有什么区别与关系？
生（讨论回答）范围和界面不同。岩石圈包括地壳和上地幔的顶部，物质都由坚硬的岩石组成。
师很好。根据地震波来分析，地核又分为外核与内核，外核形态是怎样的？
生（讨论回答）因为横波不能通过，所以外核是液态，温度高于熔点。
师那内核的形态呢？
生（讨论回答）固态，因为地震波速度加快，随深度增加压力和密度都增大，其熔点升高得比温度升得快。
（知识拓展）
师刚才同学们作了细致的观察和分析，回答得很正确。我们下面作一个全面的分析。地壳：在地面以下，莫霍面以上，由岩石组成。大陆部分的平均厚度为33 km，大洋地壳的平均厚度为5—8 km，整个地壳平均厚度为1７ km。地壳最厚的地方在青藏高原。地壳又分为双层结构：上层是硅铝层，下层是硅镁层，在大陆地壳中，两个层次都有；在大洋地壳中，硅铝层变薄甚至缺失。所以大洋地壳比较薄。
地幔：地幔的范围是从莫霍面到古登堡面，它位于地壳与地核之间，是三大圈层中的中间层，厚度为2800多千米。根据地震波的传播状况可把地幔分为上地幔和下地幔两层，地幔圈占了地球大部分的质量。在上地幔的上部，有一个物质呈融熔状态的软流层，一般认为软流层是岩浆和地震的发源地。软流层物质仍是岩石（主要是橄榄岩、榴辉岩等），为硅酸盐类、氧化物等。由于这层放射性元素大量集中蜕变生热温度高，岩石处于塑性状态，局部地区呈融熔流动状态，犹如倾倒的浆糊。根据地震波变化情况推测，软流层物质的物理性状与上下层物质都不同，并构成一个圈层，在地质构造学中称软流圈。软流圈层厚度范围并不是从莫霍面算起，约在地下60—250 km，它属上地幔部分，但位置并不在地幔的顶部。因此，软流圈层与地壳之间（即与莫霍面之间）还有一层物质存在，即上地幔的顶部，也是岩石，并构成了一个圈层，它和地壳共同组成了岩石圈。
岩石圈是指软流层以上的部分，物质由岩石组成，包括地壳的全部和上地幔的顶部。
地核：因为横波不能通过外核，所以外核部分呈液态，主要成分是铁镍等重金属元素，而液态铁的运动形成一个巨大的磁场。因为地震波速度在内核处加快，随着深度增加，压力和密度都增大，其熔点升高得比温度升得快，所以内核呈固态。
（投影）表格
内部圈层
组成
分层
状态
地理意义
地壳
岩石
硅铝层
固态
硅镁层
地幔
富含铁镁的硅酸盐类
上地幔
固态
岩浆和地震
下地幔
地核
铁镍等重金属元素
外核
液态
磁场
内核
固态
师（小结）可以用半熟的鸡蛋来形象直观地记忆地球内部圈层的划分和物质组成。蛋壳为地壳；蛋白为地幔，由于是半熟，所以有些蛋白浆代表软流层中的岩浆；蛋壳与蛋白之间的膜和地壳合起来就是岩石圈；蛋黄为地核。
我们了解了地球的内部圈层，我们再来学习地球的外部圈层。
（板书）二、地球的外部圈层
师地球外部圈层包括大气圈、水圈和生物圈，一般用直接观测和测量的方法进行研究。首先看大气圈有什么特点？
（板书）1.大气圈
（投影）地球外部圈层示意图
生物质组成——气体和悬浮物。主要成分：氮和氧。
师很好。大气圈是地球外圈中最外部的气体圈层，它包围着海洋和陆地。大气圈没有确切的上界，在2000—16000千米高空仍有稀薄的气体和基本粒子。在地下，土壤和某些岩石中也会有少量空气，它们也可认为是大气圈的一个组成部分。地球大气的主要成分为氮、氧、氩、二氧化碳和不到0.04％比例的微量气体。由于地心引力作用，几乎全部的气体集中在离地面100千米的高度范围内，其中75％的大气又集中在地面至10千米高度左右的对流层范围内。
再来看水圈有什么特点？
（板书）2.水圈
生由地球表面水体构成，连续但不规则。包括地表水、地下水、大气水、生物水等。水圈的水在不断地循环运动之中。
师水圈包括海洋、江河、湖泊、沼泽、冰川和地下水等，它是一个连续但不很规则的圈层。从离地球数万千米的高空看地球，可以看到地球大气圈中水汽形成的白云和覆盖地球大部分的蓝色海洋，它使地球成为一颗“蓝色的行星”。如果整个地球没有固体部分的起伏，那么全球将被深达2600米的水层所均匀覆盖。大气圈和水圈相结合，组成地表的流体系统。
师生物圈有什么特点呢？
（板书）3.生物圈
生是地球表层生物及其生存环境的总称。占有大气圈的底部、水圈的全部、岩石圈的上部。
师很好。由于存在地球大气圈、地球水圈和地表的矿物，在地球上这个合适的温度条件下，形成了适合于生物生存的自然环境。人们通常所说的生物，是指有生命的物体，包括植物、动物和微生物。据估计，现有生存的植物约有40万种，动物约有110多万种，微生物至少有10多万种。据统计，在地质历史上曾生存过的生物约有5亿—10亿种之多，然而，在地球漫长的演化过程中，绝大部分都已经灭绝了。现存的生物生活在岩石圈的上层部分、大气圈的下层部分和水圈的全部，构成了地球上一个独特的圈层，称为生物圈。生物圈是太阳系所有行星中仅在地球上存在的一个独特圈层。
小结：今天我们学习了地球的圈层结构，知道地球内部的三个圈层和外部的三个圈层。下面大家来做些巩固习题。
练习：
1.填表
特点
界面
深度
纵波、横波传播速度
发现者
发现时间
莫霍界面
古登堡界面
2.填表
内部圈层
组成
分层
状态
地理意义
地壳
地幔
地核
3.地球外部圈层包括_________________、_________________、_________________。
4.水圈有什么特点？
5.生物圈的范围。
（布置作业）：填图册第四节
答案：
1.填表
特点
界面
深度
纵波、横波传播速度
发现者
发现时间
莫霍界面
33 km
纵波、横波传播速度明显增加
莫霍洛维契奇
1909
古登堡界面
2900 km
纵波速度明显下降，横波消失
古登堡
1914
2.填表
内部圈层
组成
分层
状态
地理意义
地壳
岩石
硅铝层
固态
硅镁层
地幔
富含铁镁的硅酸盐类
上地幔
固态
岩浆和地震
下地幔
地核
铁镍等重金属元素
外核
液态
磁场
内核
固态
3.大气圈 水圈 生物圈
4.连续但不规则。包括地表水、地下水、大气水、生物水等。
5.占有大气圈的底部、水圈的全部、岩石圈的上部。
课堂小结
地球所有的外部圈层是相互渗透、相互影响，甚至相互重叠的，在太阳和人类生活的参与下，整个地球生机盎然；同时，它们起着保护地球的作用，可以减弱太阳和宇宙辐射对地表的影响，减少宇宙中的陨石对地球表面的撞击。外部各圈中的物质运动和循环，是促使地表物质和形态演变的重要动力。
板书设计
活动与探究
探究课题：认识地球的圈层结构
探究内容：
（1）理解下列观点，选择一个写出一篇小论文。
人类生活的地球表面是岩石圈、大气圈、生物圈、水圈等共同作用的界面，它具有三个特点：①它是一个开放的系统，与系统外的宇宙空间和地球内部始终保持着物质和能量联系；②它是一个不均一的层面，存在明显的地域差异；③它在不断的变化着。
（2）你认为要真正认识人类生活地球表层，需要了解哪些方面的知识，把他们列出来，交给老师。
（3）用厚纸板剪成扇状，在上面画出地球内部圈层，注明厚度、界面、名称。
探究办法、过程：上网或到图书馆查阅资料，小组探究并提交作业。
探究结果：小论文，剪纸制作。学生更进一步掌握了地球的圈层结构。

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