热力环流 Microsoft Word 文档.docx

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第二章地球上的大气

第一节冷热不均引起的大气运动

三维目标

知识与技能

1、获得大气运动的基础知识，认识大气的保温作用

2、了解大气对太阳辐射的削弱作用，理解“太阳暖地面，地面暖大气，大气还地面”的原理

3、掌握大气环流的基本原理

4、理解大气的受热过程图，掌握阅读、分析、运用地理图表的技能

过程与方法

1、初步学会通过多种途径、手段收集地理信息，尝试运用所学地理知识和技能，对地理信息进行整理、分析，并把地理信息运用于地理学习过程

2、尝试从学习和生活中发现地理问题，提出探究方案，与他人合作，提出解决问题的对策

3、运用适当的方法和手段，表达、交流自己地理学习和探究的体会

情感、态度与价值观

1、激发探究地理问题的兴趣和动机，养成求真、求实的科学态度，提高地理审美情趣

2、树立辨证唯物主义观念，认识事物是运动、普遍联系的

3、增强对资源、环境的保护意识，形成可持续发展观念，增强关心和爱护环境的社会责任感，养成良好的行为习惯

1、识记与理解

①知道由于地面冷热不均而形成的空气环流，称为热力环流，这是大气运动中的最简单的形式。

②理解等压面的凹凸与气压高低的对应规律。

2、过程与方法

①会分析大气运动的根本原因，由于温度的高低造成了气压的差异，因而形成了大气运动

②分析在不同情况下形成的热力环流，如城市与郊区、海陆风、山谷风等

3、情感态度与价值观

①人类活动可改变下垫面状况，如扩大湖面、森林面积，从而导致局部的环流状况改变，创造良好的人类生存环境。

②学会做热力环流的小实验。

【教学重点、难点】

1、教学重点：

热力环流的形成。

2、教学难点：

等压面的凹凸变化规律；用热力环流的原理解释实际现象。

【教学过程设计】

教学重、难点

1、地面是大气的直接热源

2、大气的受热过程

3、热力环流的形成过程

教学方式

探讨--启发式

课时安排

1课时

 教学过程：

复习导入：

我们在上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。

外部圈层包括水圈、大气圈、生物圈，其中大气圈是与人类关系最为密切的圈层，对人类的生存意义重大。

可以说，如果地球上没有大气圈，就没有今天千姿百态的地表形态，更没有人类赖以生存和发展的自然环境。

从今天开始，我们将学习新的一章。

一课时：

大气的受热过程

引入：

为什么“人间四月芳菲尽，山寺桃花始盛开”？

（学生讨论）

山上温度比地面低，这说明了什么？

（设问）要解答这个问题，就要知道大气的热量来源。

通过上一单元学习，我们了解了太阳辐射是地球上一切能量之源。

太阳辐射又可分为三个能量区，紫外区、可见光区、红外区。

太阳的辐射能量到大气层后，是怎样把能量传递给大气的？

板书：

一、大气的受热过程

（一）引入课题：

“温室效应”的是与非

在人们的印象中温室效应总是与灾难联系在一起，以至于人们都欲除之而后快。

其实，“温室效应”并不可怕，相反它还是地球上众多生命的保护神，是地球上生命赖以生存的必要条件，这是为什么呢？

原来，如果地球表面象一面镜子，直接反射太阳的短波辐射，则这种能量将会很快穿过大气层回到宇宙空间去，那么地球平均气温将下降33℃，地球上将会是一个寒冷寂寞的荒凉世界。

幸好，有了温室效应，才使地球保持了相对稳定的气温，从而使生命世界繁衍生息，兴旺发达。

什么是“温室效应”，它如何对地球起着保护作用呢？

提问导入：

太阳辐射在穿过大气层时，是先到达珠穆朗玛峰山顶还是先到地面？

珠穆朗玛峰山顶气温高还是地面气温高？

为什么先到达的反而气温更低？

要回答这个问题，我们得先从地球大气的受热过程学起。

  一、          大气的受热过程

过渡：

地球上的能量绝大部分来自太阳辐射能，大气的能量也一样来自太阳辐射能。

那么，太阳辐射能是怎样穿过大气层呢？

（引导学生观察教材图2.1地面辐射使大气增温）

（板书）：

太阳暖地面

（强调：

这一过程中只有小部分被大气吸收，大部分穿过大气层到达地面）

过程

（2）：

地面由于吸收热量而增温，在增温的同时，又以地面辐射的形式把热量传给大气。

除了少数透过大气层外，绝大部分被大气强烈吸收。

（板书）：

地面暖大气

问：

为何大气对太阳辐射吸收少，而对地面的辐射却能强烈吸收？

（补充：

课本页脚处太阳辐射属于短波辐射，地球辐射属于长波辐射。

而大气中的水汽和二氧化碳对太阳短波辐射吸收少，而对地球长波辐射却能强烈吸收）

  所以，大气温度上升是由于吸收了地面的热量，地面才是大气主要、直接的热源。

大气的热量并非直接来自太阳辐射能，而是太阳辐射能先传给地面，然后再传给大气。

 活动1.1：

一天中太阳辐射最高值出现在什么时候？

 活动1.2：

一天中气温最高值出现在什么时间？

为什么？

（答案：

一天中气温最高值出现在午后2点，并非大家所认为的中午12点。

中午12点是太阳辐射最强的时候，但这时的太阳辐射要先传给地面，地面再传给大气，大气吸收地面的热量后气温才升高，而这一过程需要将近2小时的时间。

）

 过程（3）：

大气在增温的同时，也向外辐射能量，大气辐射一小部分射向宇宙空间，大部分向下射向地面。

由于其方向与地面辐射正好相反，故称为大气逆辐射。

可见，大气通过大气逆辐射又把热量还给了地面，在一定程度上补偿了地面损失的能量，从而对地表起到了保温作用。

 （板书）：

大气还地面（保温作用）

小结：

大气对太阳短波辐射吸收少，大部分太阳辐射能透射大气层射到地面上，使地面升温；但大气对地面的长波辐射却是隔热层，把地面辐射放出的热量绝大部分截留在大气中，并通过大气逆辐射将辐射还给地面。

我们把大气的这种作用，称为大气的保温作用。

 活动2.1：

白天多云时气温更高还是更低？

晚上多云时气温更高还是更低？

活动2.2：

分析月球表面昼夜温差超过300多度的原因？

 活动2.3：

为了改善农业生产，人们喜欢采用塑料大棚和玻璃温室进行生产，说一说塑料大棚和玻璃温室的设计原理和生产原理？

（塑料大棚和玻璃温室的设计原理和生产原理与大气的受热过程基本相同）。

对于太阳辐射来说，塑料大棚和玻璃几乎是“透明”的，太阳辐射可以大部分进入。

但对于地面长波辐射来说，塑料大棚和玻璃却是不“透明”的，长波辐射很少能透过。

这样，温室和大棚就使得外界的太阳能量能不断进入室内，而室内的热量却很少散失出去，从而起到调节温度的作用。

教师引导学生阅读图表活动：

结合下图和表格分析

• 分别用红色和蓝色表示热辐射的波长。

红色表示短波辐射，蓝色表示长波辐射。

• 根据资料思考：

太阳辐射主要被大气吸收还是地表吸收？

为什么？

• 使大气增温的直接热源是太阳还是地面？

• 在下图中用1、2、3等数字按顺序标出热辐射从太阳、地面到大气的主要传导过程。

• 运用图表说明大气的受热过程。

2．图中，昼夜温差最大的是（）

2.1冷热不均引起大气运动

（三）青藏高原平均海拔在4000米以上，太阳辐射很强，是我国太阳能最丰富的地区,比同纬度的平原地区多一倍或三分之一,日照时数也是全国的高值中心。

但同时又是我国最冷的地区，最热月平均最高气温只有10～15℃左右，年平均气温只有7.1℃。

如拉萨、日喀则这些城市的年平均气温和最热月气温就比相近纬度的重庆、武汉、上海低了10～15℃。

结合下图分析：

（请下面简图中标出太阳辐射、地面辐射和大气辐射，并运用此图进行解释）

1．青藏高原为什么能够成为我国太阳能最丰富的地区？

2．青藏高原的太阳辐射很强，但气温却很低，这两者之间有矛盾吗？

为什么？

3．为了满足城市居民对副食品的需求，在城市周围往往利用塑料大棚进行蔬菜种植，请简述其原理。

第一节理解热力环流应注意的问题：

①气压是指单位面积上所承受的大气柱的质量，因此在同一地点，气压随高度的增加而减小；

②通常所说的高气压、低气压是指同一水平高度上气压高低状况。

比较气压的高低要在同一水平高度上进行比较，垂直方向气压下面高于上面。

③等压面是空间气压值相等的各点所组成的面，等压面突起的地方是高压区；等压面下凹的地方是低压区。

地面受热均匀等压面一般呈水平状态，地面受热不均匀，则往往因其等压面的上凸或下凹。

④判断气压高低，既要考虑高度因素又要结合等压面的凹凸状况。

[导入新课]

1、知识准备：

①空气密度与气压的关系怎样？

②气压在垂直方向上是如何分布的？

2、学生活动：

采用小组合作方式活动，形成热力环流的感性认识。

想象实验

实验步骤：

①将一盆热水和一盆冰块分别放置在玻璃缸的两端；

②用塑料薄膜将玻璃缸上部开口处盖严；

③在塑料薄膜的（装冰块的盆上方）开一个小洞；

④将一束香点燃，放进小洞内。

思考：

烟雾在玻璃缸内会如何飘动？

你发现了什么规律？

由实验可以得出什么样的结论？

类比迁移：

烟雾在玻璃缸内是如何飘动的？

[学习新课]

一、热力环流过程

1、原始状态

假设地面受热情况是均匀的时候，在同一高度空气密度相同吗？

空气会不会运动起来？

如下图：

以上为原始状态的气温气压图，气温气压的状况表明A、B、C三地气温相等，气压相同，大气处于静止状态。

学习“等压面”概念。

2、空气垂直运动

实际上各地受热是不均的。

如下图：

思考：

①A、B、C三地的近地面空气怎样运动？

②A、B、C三地的近地面和高空空气密度发生了怎样的变化？

③A、B、C三地的近地面和高空的气压又发生了怎样的变化？

④此时的等压面将如何变化？

小结：

A地受热多，B、C两地受热少，A地近地面空气受热膨胀上升，到上空聚积起来，使上空的空气密度增大，形成高气压；B、C两地的空气冷却收缩下沉，上空的空气密度减小，形成低气压。

在近地面，A地空气上升后向外流出，使A地近地面的空气密度减小，形成低气压；B、C两地因有下沉气流，近地面的空气密度增大，形成高气压。

此时的等压面在高压处会凸起，在低压处会凹下。

强调：

高压与低压是相对同一高度的周围地区气压而言的。

拓深：

近地面的高低压与上空的高低压在成因上一样吗？

为什么？

近地面的气压分布状况是由于热力原因（空气受热或冷却）形成的，而上空的气压分布（在同一高度）状况往往是因空气密度大小而引起的上升或下沉气流造成的，此属动力原因。

过渡：

此时同一水平面上的气压还相等吗？

空气将会怎样运动？

3、空气水平运动

近地面B、C两处气压高，A处气压低，大气由B、C处流向A处，高空，则由A处流向B、C两处。

拓展：

学生讨论：

从热力环流原理图中可获取哪些信息？

强调：

可由一信息推导出其他信息。

总结：

热力环流是大气运动的一种最简单的形式，也是一种常见的自然现象。

在一定条件下，地表的冷热差异会产生环流。

二、知识应用

1、列举热力环流现象

2、人类活动可如何改变下垫面状况，从而导致局部的环流状况改变，创造良好的人类生存环境。

（如扩大湖面、森林面积）

[总结全课]

[板书设计]

1．冷热不均与气压分布

[经典例题1]读图6－2,判断正确的叙述。

A．图中四点的气压①＜②＜③＜④

B．甲地多晴朗天气

C．甲地温度高于乙地

D．气流由甲地流向乙地

一、           课前预习指导：

1、找出近地面大气主要、直接的热量来源

2、观察、分析图2.1，掌握大气的受热过程

3、阐述地面大气的保温作用

4、找出大气运动的根本原因，掌握大气的热力环流原理

（2）活学活用

1、太阳辐射既到达地球表面，也到达月球表面。

但是月球表面白天的温度高达127℃，夜晚则降至-183℃，昼夜温差达300多度，而地球表面的昼夜温差则要小得多。

这是为什么？

2、为了改善农业生产条件，人们喜欢采用塑料大棚和玻璃温室进行生产，说一说塑料大棚和玻璃温室的设计原理和生产原理？

（3）举一反三

3、白天多云时气温是较高还是较低？

晚上多云气温是较高还是较低？

4、冬春季节，霜冻为什么常常出现在晴朗的夜晚？

为了防止庄稼受冻，农民常在田间燃烧起一堆潮湿的柴草？

为什么？

[预习导读]

运动→表现为气流的和

三、大气的运动

运动→就是我们平常所说的

1.热力环流

⑴概念：

热力环流是由于而形成的空气环流，它是大气运动的形式。

⑵热力环流的形成过程：

地面不均空气的运动同一水平面的差异大气的水平运动

在自然界中，常见的热力环流形式有山谷风、海陆风、城市风等，如图所示：

三、课外知识拓展

城市热岛效应和城市风

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，自己居住的城市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4℃，远郊为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℃）。

可见，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。

近几年来，随着城市建设的高速发展，城市热岛效应也变得越来越明显。

城市热岛效应形成的原因主要有以下几点：

首先，是受城市下垫面特性的影响。

城市内有大量的人工建筑物，如混凝土、柏油路面，各种建筑墙面等，改变了下垫面的热力属性，这些人工建筑物吸收快而热容量小，在相同的太阳辐射条件下，它们比自然下垫面（绿地、水面）升温快。

另一个主要原因是人工热源的影响。

工厂生产、交通运输以及居民生活都需要燃烧各种燃料，每天都在向外排放大量的热量。

此外，城市中绿地、林木和水体减少以及大气污染也是一个重要原因。

由于城市好象一个“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，既形成所谓的“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。

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。

活动：

（1）根据教材中大气热力环流原理图，画出城乡间热力环流示意图。

（2）城市热岛效应对当地大气污染的扩散有哪些影响？

[巩固练习]

1.关于热力环流的叙述，错误的是（）

A.地区间的地面冷热不均是形成大气运动的根本原因

B.热力环流是大气运动的一种最简单的形式

C.同一水平面上的气压差异是形成大气水平运动的直接原因

D.无论水平方向还是垂直方向，空气总是从高压流向低压

4.有关大气环流的叙述，正确的是（）

A．大气高空气压的高低状况与地面相同

B．高空气压高，近地面气压低的地方空气就会做垂直下沉运动

C．近地面热的地方形成高压，冷的地方形成低压

D．大气在水平方向上总是从高压流向低压

6.读下面四幅“海陆风示意图”，判断近地面大气运动的流向正确的是（）

①②③④

A.①②B.②③C.③④D.①④

一、热力环流1．概念：

冷热不均引起的大气运动，是大气运动最简单的形式2．形成：

冷热不均（大气运动的根本原因）→空气的垂直运动→同一水平面气压差异→大气水平运动→热力环流。

（如图6-1）3．理解热力环流应注意的问题：

①气压是指单位面积上所承受的大气柱的质量，因此在同一地点，气压随高度的增加而减小；②通常所说的高气压、低气压是指同一水平高度上气压高低状况。

（二）实验：

P32活动

（三）启发学生描绘热力环流原理图，并归纳热力环流形成的纲要图式

（七）知识迁移：

分析以下材料：

资料1、青岛的市民说，青岛一般白天感到空气潮湿，夜晚感到空气比较干爽。

为什么？

资料2、三国时期，诸葛亮于农历6月的一天，在葫芦峪设下伏兵，打算用火攻全歼司马懿。

这一天，晴空万里暑热难耐，真乃火攻之良机。

诸葛亮依计将司马懿之众诱入谷中……

然而，正当大火冲天，司马懿全军行将覆灭之时，一场大雨不期而至，大雨浇灭了诸葛亮扶汉反魏的壮志，使他喊出了“谋事在人，成事在天，不可强也”的千古悲歌

1、大气运动最简单的形式：

热力环流。

根本原因是：

地面冷热不均；直接原因：

水平气压梯度力——水平运动（风）。

形成过程：

地面冷热不均→气流垂直运动→水平气压差→大气水平运动（风）（图一）（图二）（图三）垂直气流近地面气压高空气压水平气流受热（A）上升低压高压F（近地面风）高压低压冷却（B、C）下沉高压低压2、在垂直方向上，越往上气压越低；高压和低压是相对于同一水平面而言，水平方向上风总是由高压吹向低压。

3、等压面向上凸出，则该处气压值比同一海拔高度上的其他地方高，反之则低。

4、几种常见的热力环流①城市风：

由城市热岛效应形成，风有郊区吹向城市，工厂应位于城市热力环流之外。

②海陆风：

白天，陆地增温比海洋快，风由海洋吹向陆地，这就形成了海风。

夜间，陆地冷却比海洋快，风由陆地吹向海洋，这就形成了陆风。

③山谷风：

白天，山坡上的空气增温强烈上升，形成谷风；夜间因山坡空气迅速冷却下沉，形成了山风。

④荒漠与绿洲

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 二、热力环流

提问导入：

沙漠地区的气温高还是低？

草原地区的气温高还是低？

根据物理学热胀冷缩的原理，沙漠地区气温高空气膨胀上升，使上空的空气密度增大，形成高气压；而草原地区气温低空气冷缩下沉，上空的空气密度减小形成低气压。

在上空，空气便从气压高的沙漠地区向气压低的草原地区扩散。

在地面沙漠地区空气上升后向外流出，使近地面的空气密度减小，形成低气压。

草原地区因有下沉气流，近地面的空气密度增大，形成高气压。

于是，近地面的空气又从草原地区流回沙漠地区，从而形成了热力环流。

 引出概念：

像这种由于地面冷热不均匀而形成的空气环流，称为热力环流。

它是大气运动最简单的形式。

 （引导学生观察图2.3热力环流的形成）

 分析大气运动的根本原因：

大气运动同一水平面空气的垂直地面受热太阳

存在气压差运动不均辐射

说明：

热力环流是自然界的一种常见现象。

在一定的条件下，只要地表存在冷热不均，就会形成热力环流。

比如，城市和郊区，海洋和陆地之间都存在热力环流。

 活动：

城市热岛效应和“城市风”形成原理图？

及对植树和工业布局的影响？

（参见自学材料）

 思考题：

大气的保温作用和二氧化碳的温室效应有什么联系？

 板书设计

一、大气的受热过程

太阳暖地面地面暖大气大气还地面（保温作用）

二、热力环流

大气运动同一水平面空气的垂直地面受热太阳

存在气压差运动不均辐射

一、冷热不均引起的大气运动

假设地面上有A、B、C三地，用三条线表示等压面（参考本节教材中的“冷热不均引起的大气运动图”），由下往上依次是1010，1005，1000（百帕）。

冷热均匀状态，同一水平面气压相等，等压面与地面平行。

提问：

此时三地的大气处于什么状态？

观察

思考

回答

A地受热，B、C两地遇冷，冷热不均匀状态，A地大气膨胀上升，B、C两地大气收缩下沉。

提问：

A、B、C三地的近地面和高空的气压分别有什么变化？

等压面有什么变化？

此时，同一水平

观察

判断

推理

回答

续表

教学环节及使用媒体

教师引导过程

学生认知活动 

面上的气压还相等吗？

这种气压差异会带来什么结果？

小结热力环流的形成过程

【板书】

边引导学生归纳小结，边板书：

地区间的冷热不均→大气垂直运动→同一水平面产生气压差→大气水平运动。

（热力环流）

看课文

复习

归纳

【语言启发】导入新课]：

学生分组实验：

实验工具：

蜡烛、松香、三面环绕的黑色纸皮（减少风的干扰、便于观察烟的漂动）

实验步骤：

1、在黑色纸皮内将一支点着的蜡烛靠近两支点着的松香。

2、观察松香烟的飘动方向如何、松香两侧条件有何不同，并思考：

松香烟飘动的原因是什么。

实验结果2.3大气的运动（2课时）

教学目标 ：

1． 热力环流：

a.引起大气运动的原因 b.热力环流的产生及图示

2． 大气的水平运动——风：

a.水平气压梯度力 

b.水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力对风的不同影响及图示

教学重点、难点：

热力环流、风的形成及影响风的各种作用力

知识结构：

来源：

太阳辐射

大    根本原因：

太阳辐射强度的唯独差异

气    最简单的形式：

热力环流（地面冷热不均—大气垂直运动—水平气压差—大气水平运动）  

的                      原动力：

水平气压梯度力

运    大气的水平运动   只改变方向的力：

地转偏向力

动                      阻力：

摩擦力

大气水平   低气压中的大气，逆时针方向旋转辐合（北半球气旋）

运动形式   高气压中的大气，顺时针方向旋转辐散（北半球反气旋）

教学过程 ：

引入：

冬季风带来了寒冷，夏季风带来了雨水，热量和水汽的输送全靠大气运动。

大气运动的最简单的形式是什么？

一、            

热力环流          

1．热力环流的成因：

地面冷热不均。

指出：

高低纬度的温度差异是全球最基本的冷热不均。

2．形成过程：

（1）      地面冷热不均首先产生大气的垂直运动。

大气受热上升，冷却使大气下降。

（2）      大气的上升和下降引起同一高度的气压差异。

（3）      水平气压差异形成大气水平气压梯度力，引起

大气水平运动——风。

水平运动梯度力总是由高压指向低压；即风总是由高压吹向低压。

小结：

冷热不均——大气垂直运动——同一高度水平气压差异——大气水平运动——热力环流

3．热力环流的图上判断:

（1）   等压面向上凸表示高气压，向下凹为低气压。

等压面上各点气压相等。

（2）   海拔低处气压总是高于海拔高处。

（3）   相同高处气压，冷处高于热处。

练习：

图中①②③④⑤各点，                                    ①

气压最高的是           ；最低的是          。

解：

①＝②＝③，④>①（∵④海拔低于①，∴④气压高于①）         ④    ②     ⑤

⑤海拔高于③，∴⑤气压低于③。

判断：

书P34《城市与郊区间的热力环流》                                   ③

①城区因工业生产与汽车等人类活动，气温高于农村，称为“城市热岛”。

②图中热力环流称为“城市风”。

③规划时应将有污染的工厂布局在城市风的下沉气流距离之外。

练习：

下列图示中，正确表示北半球风向的是 C

1006                                      1012

1008                                      1010

1010                                      1008

1012                                      100