冷热不均引起大气运动教案_冷热不均引起大气运动
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《冷热不均引起大气运动》第一课时教案
南京师范大学地科院地理教育06级1班
周蕾
10060120
一、教材分析
本节教材主要由大气的受热过程、热力环流和大气的水平运动三部分组成。第一课时中主要介绍大气的受热过程和热力环流。本课《冷热不均引起大气运动》的课程标准旨在认识导致大气运动的基本原理，为后面学习大气环流、天气系统以及全球气候变化打下理论基础。因此本节内容是本单元学习的基础。
第一部分“大气受热过程”主要包括以下几个要点：①太阳辐射能是地球大气最重要的能量来源； ② 太阳辐射穿过大气层的过程；③ 地面吸收太阳辐射而使地面增温，又以长波辐的形式把热量传递给大气； ④ 地面是近地面大气主要的直接热源；⑤ 大气受热过程的重要性。核心结论“地面是近地面大气主要的、直接的热源”，“活动”说明大气对地面的保温作用，利用大气保温和削弱原理解释自然现象。由于大气的受热过程复杂，环节多，涉及到许多专业的术语和名词，需补充大气的基本组成及影响，强调三种辐射的性质，理顺太阳、地面、大气和宇宙四者之间的能量转换关系。
第二部分“热力环流”主要包括以下几个要点： ① 引起大气运动的根本原因； ② 热力环流形成的过程；③ 热力环流是一种常见的自然现象。热力环流这部分内容虽然在课标里没有明确提出，但它却是本章的关键部分，起到承上启下的作用，是大气水平运动和后面垂直运动的学习基础，特别是气压带、风带和常见天气系统的成因均是建立在热力环流基础之上的，所以对这部分内容的学习应给予足够的重视。
二、学生分析
新课程改革中高中地理教材比较强调知识的应用，这与初中地理学习有很大的不同。由于学生在学习的过程中缺乏相关的知识，学生在学习的过程中往往会碰到比较多的问题，人教版的高中地理3本必修教材中，必修1是最难的，教材的重难点也教多，在学习的过程中，学生要处理好这些重难点是有一定的困难的。但是学生对学习这些内容有很大的兴趣，求知欲也较高。如“热力环流”这一重难点的掌握。从教材的内容安排来看，这一重难点安排在第二章，高一新生的物理基础知识还不是十分好，要理解“热力环流”的形成必须掌握物理学习中有关“大气受热不同对气压的影响”的相关知识。在学习过程中，学生通过具体例子的分析来理解“热力环流”可以达到事半功倍的学习效果。
三、设计思想
高中地理课程注重与实际相结合，要求学生在分析地理事实的基础上，逐步学会运用基本的原理探究地理过程、地理成因以及地理规律等。在教学的过程中通过选用联系学生实际的素材来实现教学目的，包括选择学生熟悉的地理事象，学生生活中遇到的地理问题，符合学生兴趣和年龄特征的地理问题等。在设计教学时要充分考虑高中学生的心理发展规律和不同的学习需要，积极探索和运用自主学习、合作学习、探究学习等学习方式，提高学生分析解决地理问题的能力。
四、教学目标
1、知识和技能
①会运用大气对太阳辐射的削弱作用和对地面的保温作用及原理解释现实生活中的大气现象。
②能运用图示说明大气的受热过程，了解大气运动的能量来源、根本原因。③能叙述出热力环流的形成过程，绘制热力环流示意图，并且能够用事实解释自然界中的热力环流。
2、过程和方法
①通过绘制大气的受热示意图、热力环流模式图，提高学生分析问题的能力。
②通过知识 整合、梳理，学会分析地理事物因果关系，建构知识体系的方法，通过具体的活动观察分析生活中的地理现象，在活动中感悟知识。
3、情感态度和价值观
理解大气对地球保温作用的重要性，培养学生热爱自然的品质和保护环境的意识。
五、教学重点和难点
重点：大气的受热过程、热力环流的原理
难点：大气对不同波长的电磁波的选择性吸收、大气的受热过程、热力环流的原理、高低气压的比较。
六、教学方法
1．教法
情景设问法、启发式教学法、多媒体辅助教学法。2．学法
自主学习法、探究学习法。
七、教学过程
新课导入
（板书）第二章
地球上的大气
师：同学们，我们在第一章中学习了地球的圈层结构，探索了地球的内部圈层，也了解了地球的外部圈层，那么现在我来找同学回忆一下地球的外部圈层有哪几个？
生：大气圈、水圈、生物圈。
师：大气圈作为地球外部圈层之一对人类生存的意义重大。从今天开始，我们就来学习——第二章地球上的大气，深入学习地球上的大气对自然地理环境的形成、变化产生的深刻影响和对人类的生产、生活的重大作用。
师：同学们请你们观察一下地球与月球两幅图片，注意地球与月球表面的温度，发现有什么不同？
生：月球表面温度的昼夜变化很大，地球却很小。
师：大家都知道太阳辐射既能到达地球表面，也能到达月球表面，为什么地球表面温度的昼夜变化不像月球那样强烈？同学们知不知道这其中的原因？
生：
师：这是因为地球上有厚厚的大气层而月球没有。那么大气层是怎么影响地球表面的温度的呢？今天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（板书）
一、大气的受热过程
师：同学们知道地球上的能量主要是从哪儿获得的吗？
生：太阳。
师：我们知道万物生长靠太阳，这说明太阳光热的重要性，而且太阳辐射能也是地球大气最重要的能量来源。那么太阳辐射能够完全穿透大气层到达地面吗？太阳辐射进入厚厚的大气层受到什么作用的影响呢？要回答这个问题请同学们先看一下课本28页图2.1。
师：好现在请同学说一下，太阳辐射进入厚厚的大气层受到什么作用影响？
生：吸收作用、反射作用
师：回答得很好，其实太阳辐射进入大气层还会受到散射作用的影响，我们把吸收作用、反射作用、散射作用这三种作用统称为大气对太阳辐射的削弱作用。师：首先我们来看一下大气对太阳辐射的吸收作用：同学们你能根据这幅图说一说大气对太阳辐射的吸收作用吗？ 生：
师：从这幅图我们可以看出太阳辐射在穿透大气层时，高层大气中的氧原子吸收波长较短的紫外线，平流层中的臭氧吸收波长较短的紫外线，对流层中的水汽和二氧化碳吸收波长较长的红外线。大气中不同成分对太阳辐射吸收的波长范围不同，因此我们可以得出大气对太阳辐射的吸收作用具有选择性。
师：接下来我们来看一下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。并且反射作用具有无选择性。
师：大气对太阳辐射的散射作用，在太阳辐射的可见光中，波长较短的蓝光、紫光最容易被空气分子和微小尘埃散射。并且大气对太阳辐射的散射作用具有选择性。
师：投射到地球上的太阳辐射，要穿过厚厚的大气，才能到达地球表面。太阳辐射在传播的过程中一部分被大气吸收、反射和散射，大部分到达地面，地面吸收太阳辐射增温，所以太阳是地面的直接热源。这个过程我们把它概括为太阳暖地面。
（板书）太阳暖地面
师：下面请同学们读一下教材28页页脚处的说明。
师：从这里我们可以得知一个规律凡是温度在绝对零度以上的物体，都会以辐射的形式把热量散发出来。太阳表面温度达到6000 K，所以太阳辐射为短波辐射，而地面温度和大气温度远远低于太阳表面温度，所以地面辐射、大气辐射都属于长波辐射。从太阳暖大地这个过程看，我们知道地球大气对太阳短波辐射吸收得比较少，大部分太阳短波辐射能够穿透大气射到地面，而大气对地面长波辐射吸收得比较多，地面长波辐射只有一小部分能穿透大气层射向宇宙空间，绝大部分能够被大气截留下来，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。所以地面是近地面大气主要、直接的热源。同学们你们能不能用五个字把大气受热过程的这个环节概括一下。
（板书）地面暖大气
师：大气增温后会出现什么样的情况？大气在增温的同时，也向外释放长波辐射。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，称为大气逆辐射。大气逆辐射使地面辐射损失的热量得到一定程度的补偿，将热量还给了地面，下面我请同学说一下大气逆辐射的存在对地面有什么作用？
生：保温作用。
师：非常好。大气逆辐射对地面的保温作用我们可以用五个字概括为大气还地面。
（板书）大气还地面 师：通过刚才的学习，我们知道了大气的受热过程。现在我们再来看一下刚才提出的这个问题。同学们谁能具体回答一下。
生：地球上有大气层，由于大气对太阳辐射的削弱作用，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：有大气的地球，白天一部分太阳辐射在穿过大气层时被大气反射、散射和吸收，到达大气上界的太阳辐射不能全部到达地面，使地面温度不会上升太高。夜间大部分地面辐射被近地面大气吸收，然后以辐射和对流的方式层层上传，使大气温度不至于降得太低。更重要的是大气在吸收热量的同时，又以逆辐射的方式把热量还给地面，在一定程度上补偿了地面辐射热量的损失，使地表夜间的降温速度减慢。正是由于大气对太阳辐射的削弱作用和对地面的保温作用，使得地表温度变化比较缓和。
没有大气的月球，白天，太阳辐射全部到达月面，使月面温度迅速升高。夜晚，月球表面辐射强烈，没有大气对月球的保温作用，温度下降速度很快。所以月面温度昼夜变化比地球剧烈得多。
师：大气的受热过程实际上是太阳辐射、地面辐射和大气辐射之间的相互转化的结果。下面请同学们说一下大气受热的过程的意义。
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。承接
师：通过对大气受热过程的学习，我们知道太阳辐射是地球大气最重要的能量来源，下面我请一位同学说一下大气运动的能量来源是什么？ 生：太阳辐射
师：回答得非常好，太阳辐射是大气运动的能量来源，同时太阳辐射在各纬度间的分布不均引起的大气受热不均而产生温度差异，会引起大气的运动，大气受热不均是大气运动的根本原因，那么接下来我们就来学习一下大气运动最简单的形式——热力环流。
（板书）
二、热力环流
师：首先我们来看一下热力环流的定义。由于地面冷热不均而引起的温度环流即热力环流。
（板书）1 定义
师：在学习热力环流之前我们先来看一下知识铺垫，了解一下等压面的性质。空间气压值相等的各点所组成的面称为等压面。等压面凸起的地方是高气压，等压面下凹的地方是低气压。同一水平方向上，在温度不同的地方，由于热胀冷缩作用的影响，一般气温高的地方，空气密度相对较低，气压低；气温低的地方，空气密度相对较高，气压高。同河水从地势高的地方流向地势低的地方一样的道理，空气从气压高的地方流向气压低的地方。师：下面我们来看一下本节课的重点热力环流的形成过程。（板书）2 形成过程
(1)假设A、B、C三地接受的太阳辐射相同，即三地受热均匀，则
①三地气温相同；②三地气压相同；③三地气压随高度递减的规律相同；④三地上空同一水平面上各点的气压相等，等压面为互相平行的水平面。
(2)假设A、B、C三地接受的太阳辐射发生了变化，A地接受的太阳辐射多，B、C两地接受的太阳辐射少，三地受热不均匀，则
①A地气温较高，B、C两地气温较低；②A地空气受热膨胀上升，B、C两地空气相对冷却下沉，引起空气的垂直运动；③A地近地面空气膨胀上升，密度减小，气压降低，B、C两地近地面空气相对冷却下沉，密度增大，气压升高，三地近地面处同一水平面上的气压A地较小，B、C两地较大，迫使空气从B、C流向A，导致空气水平运动，此时三地近地面的等压面不再是水平面，在气压较低的A处，等压面往下移，在气压较高的B、C处，等压面往上移；④A地上空一定高度A′处，因上升的空气聚积密度增大，气压比同一水平面上周围地区高，B′、C′处因空气下沉后密度减小，气压比同一水平面上的周围地区低，空气就从气压较高的A′处流向气压较低的B′、C′处，形成热力环流。由于同一水平面上的A′、B′、C′点三地气压不再相等，等压面也不再是水平面，在A′处往上移，在B′、C′处往下移，形成弯曲的等压面。师：下面我面来总结概括一下热力环流的过程。
师：同学们，我们夏季在沿海度假时有没有发现在海边白天一般吹的是偏南风，晚上一般吹的是偏北风，在海边这种风向在每天发生明显的变化的现象在我们地理学上称做海陆风，那么海陆风是怎么产生的？其实海陆风是热力环流在自然界的一种表现形式。下面我们来具体分析一下海陆风的成因及其对海滨地区气温的调节作用。
(板书)实例1：海路风
师：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。
师：白天：陆地受热升温快，海洋受热升温慢，从而产生了受热不均冷热差异，白天陆地气温比海洋高，空气陆地上为低气压，海洋上为高气压。风从高气压吹向低气压。因此近地面大气白天风从海洋吹向陆地。夜间的情况正好相反。现在我请一位同学说一下夜间的情况。
生：夜间：陆地降温快，海洋降温慢，从而产生了冷热差异。风从高气压吹向低气压。夜晚风从陆地吹向海洋。
师：下面我们来看一下海陆风对海滨地区气温的调节作用。
生：引导
师：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：我们分析一天之中由于温度的日变化，产生的冷热不均，引起海洋和陆地之间风向的变化。如果将白天换成夏季，将夜间换成冬季那么随着季节的变化，海陆之间近地面风向又会发生什么变化呢？这是我们后面要学习的季风的知识，大家如果有兴趣可以思考一下季风是怎么形成的？
师：热力环流是自然界常见的自然现象，在日常生活中，我们身边热力环流的实际例子很多。城市与郊区之间也存在着热力环流——城市热岛环流。下面我请一位同学帮我读一下这段文字。
（板书）：城市热岛环流
“城市热岛”的成因是市区的热量收支状况与郊区不同，其主要原因是：城市人口集中、工商业繁荣、交通发达、生活、生产和交通消耗大量能源，每天有大量的人为热释放。那么下面给同学们两分钟的时间来画一幅城市热岛环流的示意图。请同学到黑板来画。
师：下面我们来一起做一下课堂练习。
师：本节课主要讲了大气的受热过程，分为太阳暖大地、大地暖大气、大气还大地三个环节，大气大受热过程实际上是太阳辐射、地面辐射和大气辐射之间的相互转化的结果。在热力环流这部分主要讲了热力环流的形成过程，以及热力环流在自然界的实例。今天这节课就上到这，同学们课后注意复习一下大气的受热过程和热力环流的形成图，下课。
