2.1大气圈与大气运动 教案

第一节　大气圈与大气运动
【教学目标】
1.大气的组成、垂直分层、各层特点与人类生产生活的关系。
2．大气受热过程图示、原理，削弱作用、保温作用原理解释相关现象。
3.热力环流图示、形成过程，城市热岛、海陆风、山谷风等形成原理。
4.大气水平运动的规律，区分水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力。
5.等压面、等压线图上判定风力及风向。
【教学重难点】
1.掌握大气受热过程，削弱作用、保温作用原理解释相关现象。
2.掌握热力环流的形成过程，城市热岛、海陆风、山谷风等形成原理。
3.理解大气水平运动的规律，并且会在等压线图上判定风力及风向等。
4.学会判读等压线与等压面图。
【教学过程】
【导入】课件展出教材26页引言文字和图示，提出问题。
引出话题：这种变化是因为不同高度的大气层天气特点不同造成的。那么，地球大气如何分层、各层有何特点？与人类生产生活有什么关系呢。
今天我们就来学习，主要有三个内容：大气有哪物质些组成和垂直方向上怎样分层？大气怎样受热增温降温？大气怎样运动？
组织学生阅读教材26至33页及图示完成以下任务：
（1）文字提纲式梳理低层大气的组成和作用；
（2）绘制垂直分层简图并文字梳理各层特点与人类生产生活的关系。
（3）绘制大气受热过程图示，文字梳理削弱作用、保温作用原理。
（4）绘制热力环流图示，梳理城市风、海陆风、山谷风等形成原理。
（5）绘制并区分等压线图上的水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力。
（6）在等压线图上判定风力及风向等。
学生发言：略。
课件展示学生的梳理、绘图结果并点评。
教师小结，课件展示梳理归纳教材内容如下：
、 大气圈的组成与结构
1．低层大气的组成及作用
(1)干洁空气
①氮：含量最多，是地球生物体内蛋白质的重要组成部分。
②氧：含量次多，是人类和动物维持生命活动必需的物质。
③二氧化碳
④臭氧：强烈吸收太阳辐射中的紫外线，被誉为“地球生命的保护伞”。
(2)水汽是成云致雨的必要条件，固体杂质可促进云雨的形成。
2．大气圈的分层
(1)依据：温度、密度垂直方向上的差异及运动状况。
(2)分层
分层 高度范围 主要特点 特点成因 与人类 的关系
对流层 一般为8～16千米，平均12千米 气温随高度的增加而递减(每升高100米，气温平均下降0.6 ℃) 地面是对流层大气的主要的直接热源 人类生活在对流层底部，与人类关系最密切　
空气对流运动显著 该层上部冷，下部热
天气现象复杂多变 集中了几乎全部水汽、杂质，对流运动显著，易成云致雨
平流层 距地面大约50千米 气温随高度增加呈明显递增趋势 该层中臭氧吸收太阳紫外线 人类生存环境的天然屏障，利于航空飞行
以平流运动为主 该层大气上热下冷，大气平稳
天气晴朗 水汽、杂质含量极少，大气平稳
高层大气 从平流层顶到3 000千米 大气密度非常小 距地面远，受到引力小 电离层能反射无线电短波
技能：逆温及危害
(1)逆温现象：对流层气温随高度增加而升高或者气温随高度增加而降低的幅度小于垂直递减率，称为“逆温”。
(2)危害
①出现多雾天气。能见度降低，出行带来不便，导致交通事故。
②加剧大气污染。空气垂直对流受阻，染物不能及时扩散，危害人体健康。
③对航空造成影响。“逆温”多出现在低空，多雾天气给飞机起降带来不便。
、大气的受热过程
1．口诀：太阳暖大地，大地暖大气，大气还大地 具体图解如下：
思考　“我欲乘风归去，又恐琼楼玉宇，高处不胜寒。”请问“高处不胜寒”是如何形成的？
提示：地面是近地面大气的主要直接热源，越往高处接收到的地面辐射就越少。
2．大气的受热过程在生活中的应用
(1)温室气体大量排放使全球气候变暖
→→→→
(2)霜冻多出现在晴朗的早晨(夜晚)：保温作用弱，热量散失，气温降低，水汽易凝华。
(3)沙漠地区气温日较差大：晴沙漠地区天多，白天削弱作用弱，夜间保温作用弱。
(4)青藏高原是我国太阳辐射最强的地区：青藏高原海拔高，空气稀薄，大气中水汽、杂质少，对太阳辐射的削弱作用弱，所以太阳辐射强。
(5)应用于农业生产实践，提高生产效益
①采用塑料大棚发展反季节农业，利用玻璃温室育苗等。塑料薄膜、玻璃能使太阳短波辐射透射进入棚内或室内，而地面长波辐射却不能穿透塑料薄膜或玻璃把热量传递出去，从而使热量保留在塑料大棚或玻璃温室里。
②人造烟雾、浇水防冻。秋冬季节，我国北方常用人造烟雾来增强大气逆辐射，使地里的农作物免遭冻害。浇水可增加空气湿度，增强大气逆辐射；水汽凝结释放热量；水的比热容大，浇水可减小地表温度的下降速度和变化幅度，减轻冻害。
技能：昼夜温差大小的原因分析
结合大气受热过程原理，从地势高低、天气状况、下垫面等方面分析。
(1)地势高低：地势高→空气稀薄→白天削弱作用和夜晚保温作用弱→昼夜温差大。
(2)天气状况：晴朗，白天大气的削弱作用和夜晚大气的保温作用都弱→昼夜温差大。
(3)下垫面：比热容大→地面增温和降温慢→昼夜温差小，如海洋的昼夜温差小于陆地。
小结
第2课时　大气的运动
一、 热力环流
1．概念：由于地面冷热不均而形成的空气环流。是大气运动最简单的形式。
2．形成过程(如图)
近地面冷热不均→气流的垂直运动(上升或下沉)→近地面和高空在水平面上的气压差异→大气的水平运动→形成高低空热力环流。
3．常见的热力环流形式
(1)海陆风
(2)山谷风
(3)城市风
巧记热力环流规律
(1)近地面气压：热低冷高。
(2)等压面：高凸低凹。
(3)垂直运动：冷沉热升。
(4)水平运动：高压→低压。
二、大气的水平运动
1．风的慨念：大气的水平运动
2．形成原因
3．影响风的三种力
作用力 方向 大小 对风的影响
风速 风向
水平气压梯度力 始终与等压线垂直，由高压指向低压 等压线越密集，水平气压梯度力越大 水平气压梯度力越大，风速越大 垂直于等压线，由高压指向低压
地转偏向力 始终与风向垂直 大小随纬度增大而增加，赤道为零 不影响风速大小 北半球使风向右偏，南半球使风向左偏
摩擦力 始终与风向相反 大小与下垫面性质有关，下垫面越粗糙，摩擦力越大，反之越小 使风速减小 与其他两力共同作用，使风向斜穿等压线
4.力的作用效果
(1)在高空，风向主要取决于水平气压梯度力和地转偏向力，风向可偏至平行于等压线。
(2)在近地面，风在水平气压梯度力、地转偏向力与摩擦力的共同作用下，风向总是与等压线斜交。
随堂练习
霜是贴近地面的空气受冷却降温到0℃以下，水汽在地面或物体上直接凝华而成的白色冰晶。民间有“雪落高山，霜打洼地”之说。下图示意山谷风的形成原理。据此完成。
1．造成“霜打洼地”的是图示气流(　　)
答案： ④箭头
提示：左图盛行谷风在白天，不会出现“霜打洼地”，①②错。右图吹山风，表示夜间，夜间山坡冷空气下沉至洼地聚集，对应④。④正确。
2．该地“夜雨”较多，其直接原因是该地区(　C　)
A．夜晚①下沉气流 B．夜晚②谷风影响 C．夜晚③上升气流 D．夜晚④山风影响
提示：①②气流在白天不是夜晚，A、B错。夜晚，谷地气温较高，盛行上升气流③，上升中水汽凝结成雨，C正确。
下图为我国部分区域2021年6月19日20：00等压线分布形势图(单位：hPa)。据此完成。
3．图中四个城市，风力最大的是(　　)
A．拉萨　　　　　　　B．西宁 C．北京 D．成都
提示：拉萨的等压线分布最密集，水平气压梯度力最大，风力最大，A正确。
4．此时，四个城市的风向表述正确的是(　　)
A．北京偏南风 B．西宁偏北风 C．拉萨偏东风 D．成都偏西风
提示：由水平气压梯度力和地转偏向力绘出四地风向，可知，西宁吹偏北风，B正确。
答案：3.A　4.B
读图回答。
5．图中正确指示北半球近地面风向的是(　　)
答案：D箭头
提示：近地面空气运动受水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力三力共同影响，风向与等压线斜交。北半球右偏，南半球左偏。
6．从图示来看(　C　)
A．水平气压梯度力不能影响风速 B．地转偏向力只改变风的速度
C．高空大气运动受摩擦力作用不明显 D．摩擦力只影响风速，不影响风向
提示：水平气压梯度力与摩擦力既影响风速，又影响风向；地转偏向力只影响风向、不影响风速；高空大气运动可忽略摩擦力的影响，风向与等压线平行，故C正确。
小结：