《大气环境——对流层大气的受热过程》教案_对流层大气的受热过程

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湘教版高中地理必修1第二章“第三节 大气环境——对流层大气的受热过程”

教案

学 校： 年级及班级： 授课教师：

授课时间：第十一周星期三第9节

上课题目：普通高中课程标准实验教科书

地理1 必修

湖南教育出版社

2007年5月第2版 第二章

自然环境中的物质运动和能量交换

第三节

大气环境

一、对流层大气的受热过程

P43 【教学目标】

1、知识与技能

（1）了解大气的垂直分层，以及每个层的主要特征及与人类的关系；（2）知道大气的削弱和保温作用，并能解释日常生活中的一些现象；（3）能用图示说明大气受热过程；（4）知道影响地面辐射的主要因素。

2、过程与方法

（1）运用图表说明大气的垂直分层及对太阳辐射的削弱作用，培养学生对

地理知识归纳总结的能力。

（2）探究法分析影响地面辐射的主要因素。

3、情感态度与价值观

（1）通过认识大气对整个地理环境及人类活动的影响，树立学生正确的人地观、科学的环境观；

（2）理论联系实际，运用大气的削弱作用和保温作用去解释生活中的一些现象，从而激发探究地理问题的兴趣和动机，树立求真、求实的科学态度。

【教学重点】

1、大气对太阳辐射的削弱作用

2、太阳辐射和地面辐射、大气逆辐射的关系 【教学难点】

1、太阳辐射和地面辐射、大气逆辐射的关系

2、影响地面辐射的主要因素 【课型】综合课

【教学方法】讲述法、讲练法、讨论法。【教具】小黑板

【教学课时】45分钟 【教学过程】

一、组织教学（1分钟）

二、引入新课（2分钟）情境导入：

[教师提问] 同学们，在讲述新课之前，老师想问大家一个问题，在刚刚过去的军训中，大家都非常辛苦。那在军训的过程当中，同学们是比较喜欢阴天呢？还是晴天呢？

[学生回答] 阴天！

[教师讲述] 为什么是阴天？

[学生回答] 因为阴天比较凉快！

[教师讲述] 是的，那么大家有没有想过为什么阴天的时候比较凉快呢？我们这节课就带着这个问题来学习新的内容。请同学们翻开课本43页，浏览课本43页的内容，同时观察图2-23，找出大气分为哪三个层，每个层各有什么样的特点。

[板书]第三节 大气环境 大气的垂直分层：

三、讲授新课（36分钟）

[教师提问]同学们找到了没有？大气共分为哪三个层？ [学生回答]对流层、平流层、高层大气。[板书]对流层：

平流层：

高层大气：

[教师提问]对，非常好。下面我们就来学习这三个分层，大家看图，最底下的是哪个层？

[学生回答]对流层。

[教师提问]没错。我们知道，对流层是和人类活动关系最密切的，那么对流层有什么样的特点呢？大家都有过登山的经历吗？

[学生回答]有！

[教师提问]那大家回想一下，夏天的时候，我们在山脚下的时候比较凉快还是登上山顶的时候比较凉快呢？

[学生回答]登上山顶的时候比较凉快。

[教师提问]那大家可以从这里推出对流层中气温随海拔高度变化的规律吗？

[学生回答]对流层的气温随着海拔的升高而逐渐降低。[板书]对流层：高度↑，温度↓

[教师讲述]没错。这就是对流层的一个特点，从这个特点我们可以得出对流层的温度是上冷下热的，这就有利于空气的对流，从而导致对流层的天气现象复杂多变。因此，对流层的对流运动是比较显著的。

[教师提问]那么平流层温度的垂直变化是不是也和对流层一样呢？ [学生回答]不一样。

[教师提问]没错。那么平流层的温度是如何变化的呢？ [学生回答]随高度的上升而上升。[板书]平流层：高度↑，温度↑

[教师提问]刚才我们说到对流层以对流运动为主，那么平流层以什么运动为主呢？

[学生回答]以平流运动为主。

[教师讲述]是的，这是因为平流层水汽含量极少，天气晴朗，能见度好，并且平流层上热下冷，大气稳定，不易形成对流，所以以平流运动为主，利于飞行。

[教师提问]最后我们来看一下高层大气。我们知道，高层大气是最接近太空的大气层。2000~3000千米的高空就是地球大气的上界。大家有没有看过电视里宇航员进入太空都要穿宇航服呢？

[学生回答]有。

[教师讲述]除了穿上太空服，宇航员还要带上氧气瓶，这是为什么？ [学生回答]因为太空的空气很稀薄。

[教师提问]没错，那么我们可以由此推断出，高层大气中的空气也是比较稀薄的了。空气稀薄，说明空气密度比较？

[学生回答]小。

[教师提问]没错，那么空气密度小，气压就比较？ [学生回答]低。

[板书]高层大气：气压低，密度小

[教师讲述]是的。除此之外，高层大气也是电离层所在的地方，电离层能够反射无线电波。

[教师提问]那同学们观察了课本当中的图，有没有发现高层大气中还有一种非常美丽的现象？

[学生回答]极光。

[教师讲述]没错，那关于极光呢，有兴趣的同学也可以上网查找资料，了解一下极光具体是怎么形成的。

[教师提问]好，大气层的三个分层我们都了解到了。那我们刚才说到，与人类活动最密切的是哪个层呢？

[学生回答]对流层。

[承转]没错，下面我们要学习的大气对太阳辐射的削弱作用就是位于对流层当中。好，现在请同学们翻开课本45页，观察图2-24，同时思考课本44页思考一个问题：假设到达大气上界的太阳辐射是100%，那为什么最终到达地面的太阳辐射只有47%呢？好，同学们带着这个问题浏览课本44页到45页的内容。

[板书]

一、对流层大气的受热过程

（一）大气对太阳辐射的削弱作用

[承转]大家思考好了吗？我们一起来解决这个问题吧。

[教师提问]假设到达大气上界的太阳辐射是100%，那为什么最终到达地面的太阳辐射只有47%呢？我们首先看一下右边这个箭头，它是直接指向大气层对吧？

[学生回答]对。

[教师讲述]它表示的是大气吸收太阳辐射。

[教师提问]我们再来看左边的两个箭头：太阳辐射经过大气层，最终到达地面，在这整一个过程中，大气将太阳辐射怎么样了？

[学生回答]反射和散射了。

[教师提问]对，没错。从这幅图中，同学们能不能总结出，大气对太阳辐射的三种作用形式？

[学生回答]是吸收、反射和散射。

[承转]好，我们现在就来学习这三种作用形式。请同学们翻开课本44页，观察课本44页的这个表格，找出太阳辐射分为哪三类光。

[板书]吸收

反射 散射

[教师提问]同学们观察得怎么样了？我请一位同学来回答，请XXX同学。[学生回答]太阳辐射可分为紫外光、可见光、红外光。

[承转]请坐，回答得非常好。那么这三种光经过大气层时都发生了哪些情况呢？我们一一来看。

[教师讲述]首先我们来看紫外光，紫外光根据波长可以分为两种情况。波长较短的主要被上层大气吸收，而波长较长的部分主要被臭氧层吸收。

[教师提问]我们再来看可见光，可见光经过大气时发生了哪些情况？请XXX同学来回答一下。

[学生回答]可见光中，波长较短的蓝色光等为大气分子所散射，水汽、云和浮尘等可阻挡、反射和吸收一部分可见光，绝大部分可见光能够直接到达地面。

[教师讲述]请坐，回答得非常好。最后我们来看红外光，红外光主要是被对流层大气中的二氧化碳、水汽、云和浮尘所吸收。

[承转]简单了解这个表格之后，我们重点来学习大气对太阳辐射的三种作用形式。

[教师讲述]首先我们来学习吸收作用。

[教师提问]太阳辐射到达地球首先经过哪一个层？ [学生回答]高层大气。

[教师提问]对。刚才我们说高层大气吸收波长较短的？ [学生回答]紫外光。

[教师提问]好，太阳辐射经过高层大气后就来到了平流层，我们知道平流层当中有臭氧层，那么臭氧层吸收的是？

[学生回答]波长较短的紫外光。

[教师提问]没错。最后太阳辐射到达了对流层，我们知道对流层当中含有大量的水汽和二氧化碳等物质，那么这些物质吸收什么光？

[学生回答]波长较长的红外光。

[教师提问]没错。我们从高层大气、臭氧、水汽和二氧化碳的吸收作用中，能够得出大气吸收作用具有什么样的特点？

[学生回答]选择特性。

[教师提问] 没错。我们再来看反射作用。假设地球上没有大气，那么太阳辐射将全部到达地球。但当有了大气层之后，大气层就会反射部分太阳辐射。那有哪些光不能被反射吗？

[学生回答]没有。

[教师提问]这说明反射的特性是？ [学生回答]无选择性。

[教师提问]那么影响反射的因素是什么呢？我们知道，参与反射作用的大气成分是云层和尘埃，而云层越厚，尘埃越多的话，反射作用就越强。同学们现在能不能够解释，为什么阴天的时候比较凉快了啊？

[学生回答]因为阴天的时候云层比较厚，反射作用就越强，温度就不会太高。[教师讲述]我们再来看散射作用。太阳光是平行射向地球表面的，而参与散射作用的大气成分是空气分子和微小尘埃，这时候太阳辐射就会向四面八方散射，这也使得到达地面的太阳辐射被削弱。

[教师提问]我们举一个散射作用的例子。晴天的时候，天空呈现的是什么颜色？

[学生回答]蓝色。[教师提问]为什么呢？

[学生回答]因为有散射作用。

[教师讲述]没错，因为太阳辐射中波长较短的蓝紫光容易被散射，而肉眼对紫光并不敏感，因此最终大量的蓝色光就经过散射而被我们的肉眼所接收。

[教师提问]好，三种作用形式我们都讲完了，现在我们来小结一下。首先，吸收作用中参与作用的大气成分有？

[学生回答]臭氧、水汽和二氧化碳。

[教师提问]对。臭氧吸收波长较短的紫外线，而水汽和二氧化碳吸收波长较长的红外线。因此，吸收作用的特点是？

[学生回答]有选择性。

[教师提问]没错。那反射作用中参与作用的大气成分是什么？ [学生回答]云层和尘埃。[教师提问]波长范围呢？

[学生回答]各种波长都能被反射。[教师提问]因此它的特点是？ [学生回答]无选择性。

[教师提问]散射作用的大气成分是？ [学生回答]空气分子和微小尘埃。[教师提问]它们散射的是？

[学生回答]波长较短的蓝紫光。[教师提问]作用特点是？ [学生回答]有选择性。

[承转]看来同学都学得不错。那么大气除了对太阳辐射具有削弱作用，大气还有一个保温作用。现在就请同学阅读课本44页到45页的内容，同时思考什么是地面辐射、大气辐射和大气逆辐射。

[板书]

（二）大气的保温作用

[教师提问]同学们找到答案了吗？我们一起来学习吧。太阳辐射到达地球的时候首先经过哪里？

[学生回答]大气层。

[教师提问]我们刚才学习了，大气会削弱太阳辐射，通过哪三种作用形式？ [学生回答]吸收、反射、散射。

[教师提问]大地接收太阳辐射之后会怎么样？ [学生回答]增温。

[教师讲述]对。所以我们把这个概括为“太阳暖大地”。

[板书]太阳暖大地

[教师提问]我们继续来看。大地增温后，会产生什么辐射？ [学生回答]地面辐射。

[教师提问]没错，地面辐射遇到大气层大部分会被大气怎么样？ [学生回答]吸收。

[教师提问]少部分的地面辐射会射向？ [学生回答]宇宙空间。

[教师提问]大气吸收了地面辐射后，大气也会怎么样？ [学生回答]增温。

[教师讲述]对了。我们就把这个过程概括为“大地暖大气”。[板书]大地暖大气

[教师提问]最后，大气增温也会产生？

[学生回答]大气辐射。

[教师讲述]没错，我们把大气辐射射向地面的部分称为“大气逆辐射”，并且大气向上的部分同样是射向了宇宙空间。我们把这个过程概括为“大气还大地”。

[板书]大气还大地 [教师提问]好，这就是大气的保温作用。接下来我们一起来做一个活动探究。大家知道，月球是地球唯一的卫星，也就是说，月球与地球到达太阳的距离是比较相近的，但是同学们月球的昼夜温差有多大吗？老师给大家两个数据。白天，月球表面的温度最高能达到127℃，而到了夜间，月球的温度能降到-183℃。这温差是不是特别大？

[学生回答]是。

[教师讲述]月球的昼夜温差比地球上任何一个地方的昼夜温差都大，这是为什么呢？好，同学们自由讨论一下，等一下老师请一位同学来回答。请XXX同学来回答一下。

[学生回答] 主要原因是大气。地球表面有大气层，白天对太阳辐射有削弱作用，这使得白天温度不至于升得太高；夜晚因为大气层的保温作用，使得温度不至于降得太低，这样昼夜温差就不会太大。而月球因为没有大气层的削弱作用，白天温度很高；夜晚也没有大气层的保温作用，温度就降得很低，所以月球的昼夜温差就很大了。

[教师讲述]好，请坐。回答得非常好，大家掌声鼓励一下。看来大家对这部分的知识掌握得还是不错的。那接下来我们再来学习今天的最后一个知识点：影响地面辐射的主要因素，请同学们快速浏览课本45页到46页的内容，找出影响地面辐射的主要因素有哪几个。

[板书]

（三）影响地面辐射的主要因素

[教师提问]同学们找到答案了吗？影响地面辐射的主要因素有什么？ [学生回答]纬度因素和下垫面因素。[板书]纬度

下垫面

[教师讲述]好，首先我们先来了解纬度因素。我们知道，纬度不同，意味着年平均正午太阳高度就不同，那么我们讨论纬度因素的时候，主要就是讨论太阳高度不同对地面辐射有什么影响。

[教师提问]我们来看图，假设这是地球表面，这是大气层，当太阳高度角最大的时候，太阳光就垂直到达地面，这时候接收到太阳辐射的区域我们假设它为a，这种照射的情况我们假设为A。当太阳高度角不是最大的时候，照射的情况是这样的。这时候接收到太阳辐射的区域我们假设它为b，这种照射情况我们假设为B。那么同学们请观察，在A和B哪种情况下，a地区接收到的太阳辐射比较集中？

[学生回答]A情况下。

[教师提问]好，这是一方面。另一方面，A和B两种情况，哪种情况下太阳辐射经过的路径比较短？

[学生回答]A情况下比较短。

[教师提问]对。那么光热越集中，路径越短，说明a地区地面得到的太阳辐射就越？

[学生回答]多。

[教师提问]因此，产生的地面辐射就越？ [学生回答]强。

[承转]非常好。接下来我们来看第二个因素，下垫面因素。

[教师提问]同学们认真观察课本46页图2-27，从这幅图中，同学们有没有发现陆地的反射率与海洋的反射率有什么不同？我请一位同学来回答。

[学生回答]陆地的反射率普遍比海洋的反射率高。

[教师讲述]好，请坐。没错，我们可以发现陆地的反射率和海洋的反射率差别很大，并且陆地上不同性质的地面反射率也不一样，反射率不一样，吸收和反射的太阳辐射也就不一样，最终产生的地面辐射也就不一样。这就是下垫面因素了。最后，课本还补充了一个因素是什么因素？

[学生回答]气象因素。[板书]气象

[教师提问]好，那究竟气象因素如何影响地面辐射呢？我们举一个例子来看，我们知道，拉萨和重庆大致位于同一纬度线，但是拉萨的年日照时数远远比重庆多得多，这是为什么呢？我们来分析一下。拉萨地区位于我国的什么高原？

[学生回答]青藏高原。

[教师提问]我们说，高原地区的空气比较？ [学生回答]稀薄。

[教师提问]空气稀薄意味着大气对太阳辐射的削弱作用就？ [学生回答]弱。

[教师提问]对了。那重庆地区呢？我们知道，重庆地区多雨雾，这就意味这大气当中的水汽比较多，在这种情况下，大气的削弱作用是比较？

[学生回答]强。

[教师提问]那大家现在能理解气象因素对地面辐射的影响了吗？ [学生回答]能。

四、总结新课（3分钟）

[教师提问]我们来总结一下这节课学习的内容。首先我们学习了大气的垂直分层，大气共分为哪三个层？

[学生回答]对流层、平流层、高层大气。

[教师提问]接着我们学习了大气受热过程的两种表现形式，分别是大气对太阳辐射的削弱作用和大气的保温作用。那同学们说大气的削弱作用有哪三种作用形式？

[学生回答]吸收、反射、散射。

[教师提问]大气的保温作用是哪三个过程？

[学生回答]太阳暖大地、大地暖大气、大气还大地。

[教师提问]最后我们学习了影响地面辐射的三个因素，分别是什么？ [学生回答]纬度因素、下垫面因素和气象因素。[教师讲述]非常好，看来同学们都掌握得不错了。

五、复习巩固（3分钟）

1、气象谚语有“露重见晴天”的说法。就此现象，下列叙述正确的是

（）A．天空云量少，大气保温作用强

B．地面辐射强，地表降温慢

C．空气中水汽少，地表降温慢

D．大气逆辐射弱，地表降温快

附：板书设计

第三节 大气环境

大气的垂直分层

对流层：海拔↑，温度↓ 平流层：海拔↑，温度↑ 高层大气：气压低，密度小

一、对流层大气的受热过程

（一）大气对太阳辐射的吸收作用

（二）地面辐射和大气辐射

太阳暖大地 大地暖大气 大气还大地

（三）影响地面辐射的主要因素

纬度

下垫面

气象