必修1 2.1 冷热不均引起大气运动教案

人教新课标版高一必修1 2.1 冷热不均引起大气运动教案
【教学目标 】
1、运用图示说明大气的受热过程；
2、通过实验说明热力环流的形成，并且能够用事实解释自然界中的热力环流；
3、运用图示解释风的形成。
【教学重点】
说明大气的受热过程和大气的保温作用。
应用热力环流原理解释海陆风、山谷风、城市风的形成。
解释在水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力的作用下风的形成和风向变化。
【教学难点】
大气的保温作用原理。
热力环流系统中地面与高空气压关系。
三力作用下风向的变化。
【课时安排】1课时
【教学过程】
【导入新课】
【引发思考】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）
【学生回答】略
【讲解】要解答这个问题，就要知道大气的热 ( http: / / www.21cnjy.com )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。太阳的辐射能量是怎样把能量传递给大气的？
【板书】一、大气的受热过程
【讲解】分析“大气受热过程”图
投射到地球上的太阳辐射，要穿过厚厚的 ( http: / / www.21cnjy.com )大气，才能到达地球表面。太阳辐射能在传播过程中，一小部分被大气吸收或者反射，大部分能够到达地面，并且被地面反射和吸收。地面吸收了太阳辐射能而增温，同时又以长波辐射的形式把热量传递给近地面的大气。近地面的大气吸收了地面辐射以后增温，又以对流、传导等方式，层层向上传递热量。大气在增温的同时，也向外辐射热量。大气辐射的方向既有向上的，也有向下的。大气辐射中向下的部分，因为与地面辐射方向相反，称为大气逆辐射，它可以对地球起到保温的作用。
分析结果
A: a、b、c过程是大气增温的变化过程，大部分
太阳辐射到达地面的使地面增温，地面又以长
波辐射的形式向近地面大气传递热量；近地面
空气吸收了地面辐射后，又以对流、传导等方
式层层向上传递能量。
B: 地球大气对太阳辐射吸收得少而对地面长
波辐射吸收得却很多。
结论：地面是近地面大气主要、直接的热源。
课本p29活动：
大气对地面的长波辐射几乎全部吸收，同时又以 ( http: / / www.21cnjy.com )大气逆辐射的方式向地面输出能量，对地面起了极为重要的保温作用。地球表面及大气层里保存着这部分热量，是地理环境中发生的众多自然现象及其过程的能量源泉。
有大气的地球，白天一部分太 ( http: / / www.21cnjy.com )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，使地面温度不致上升太高。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的太低。更重要的是大气在吸收热量的同时，又以大气逆辐射的方式，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 ( http: / / www.21cnjy.com )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。
【讲解】大气对太阳辐射的削弱作用
大气对太阳辐射吸收—具有选择性
平流层的O3:紫外线
对流层的CO2、H2O:红外线
天气中的云层和尘埃对太阳辐射有反射作用—云层越厚、云量越多、反射就越强。(大气保温作用)
夏天多云时，白天的气温不会很高；冬天多云时，晚上
的气温不会太低。接收遥感信号应选择无云天气。相对地球而
言，月球表面昼夜温差大。
散射作用—具有选择性
实质是改变太阳辐射的方向，而增加了其他方向的辐射。
【提问】无云的晴空为什么呈现蔚蓝色？
【学生讨论】略
【讲解】 这是散射现象的结果。清洁 ( http: / / www.21cnjy.com )大气中的粒子直径比太阳辐射波长小得多，蓝色光波长短，散射作用强度大，因此蓝光向四面八方散射，使整个天空成蔚蓝。
【提问】晴朗的白天和多云的白天，哪个温度高？
晴朗的夜晚和多云的夜晚，哪个温度高？
【学生讨论】略
晴朗的白天和多云的白天，哪个温度高？ 晴朗的白天
晴朗的夜晚和多云的夜晚，哪个温度高？ 多云的夜晚
总结：大气大受热过程实际上是太阳辐 ( http: / / www.21cnjy.com )射、地面辐射和大气辐射之间的相互转化的结果。大气的受热过程就是太阳晒热了地面，地面烘热了大气。太阳辐射是大气的根本热源，地面辐射是大气的直接热源。这就是为什么海拔越高，气温越低的原因，难怪高处不胜寒！
影响：大气的热状况、温度分布和变化、制约着大气的运动状况。
【转承】
大气的直接热源是地面，不同性质的地面温度是不同的，同纬度，海洋和陆地就有温差。
【板书】二、热力环流
观察现象，哪种情况会更符合事实？（铺垫，只问不答）
【讨论】在自然状态下，在青藏高原上煮饭为什么会煮生？
【讲解】近地面气压高，高空气压低。
在所有条件都一直的情况下：
1、同一水平面气压没有差异。
2、等压线（面）相互平行，同一地点，气压随高度升高递减。
若地面冷热不均，A地受热多，B、C两地受热少 ( http: / / www.21cnjy.com )，则A地近地面空气就会膨胀上升，到上空聚集起来，使上空的空气密度增大，形成高气压；B、C两地的空气就会冷却收缩下沉，上空的空气密度减小，形成低气压。于是，在上空，空气便从气压高的A地向气压低的B、C两地扩散。在近地面，A地空气上升后向外流，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，形成高压。于是，近地面的空气又从B、C两地流回A地，以补充A地上升的空气，从而形成了热力环流。
这种由于地面冷热不均而形成的空气环流，称为热力环流。它是大气运动最简单的形式。
特征：
1、近地面温度高，气压低，温度低，气压高。
2、近地面与高空的高低气压相反。
3、高低气压是在同一水平面比较而言，在垂直方向上，同一地点，气压随高度升高始终下降。
4、等压线在高压处上凸，低压处下凹。
活动：课本p30
白天陆地温度比海洋高，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。
风从高压吹向低压。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。
略
白天来自海洋的风比较凉爽湿 ( http: / / www.21cnjy.com )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。
【讨论】有人说“乡下的风，城里的雨”，看“城市风”示意图，加以说明。
1、城市风对城市大气环境有何不良影响？
　　　2、我们在城市建设中应采取什么样对策？
　　　　（如有大气污染的企业、卫星城、绿地）
【讲解】地面受热不均，导 ( http: / / www.21cnjy.com )致空气上升和下沉运动，这种空气的垂直运动，使同一水平面上的气压产生了差异。单位距离的气压差叫气压梯度。空气会从高压流向低压，这种驱使空气由高压流向低压的力，叫水平气压梯度力，在它的作用系，大气由高压流向低压，形成了风。
水平气压梯度力是形成风的直接 ( http: / / www.21cnjy.com )原因，它垂直于等压线，由高压指向低压，如果没有其他的力影响，风向将和力的方向一致，垂直于等压线，由高压指向低压。但是当风一旦形成，马上受地转偏向力的影响，最终风向与等压线平行。
高空大气只在气压梯度力和地转偏向力作用 ( http: / / www.21cnjy.com )下运动，近地面的大气还会受到摩擦力的作用，大气最终是在气压梯度力、地转偏向力和摩擦力这三个力作用下达到平衡的。在三力作用下，风向与等压线斜交。
【小结】
【教后记】
本节内容较为紧凑，可以用一 ( http: / / www.21cnjy.com )课时来讲，如果时间紧张也可以用两课时的时间。热力环流系统中地面与高空气压关系，不同地点同一水平面气压的比较，两个知识点，学生容易出错，但是放在课堂里过多讲解有可能影响课程进度，可以在随堂练习里以题目的形式出现，再给学生加以解释。
大气上界
射向宇宙空间
射向宇宙空间
吸收
地面辐射
太阳辐射
太阳辐射
短波辐射
长波辐射
吸收
大气辐射
大气逆辐射
过程：
冷热不均
空气的垂直运动
同一水平面气压差异
空气的水平运动
高压
低压
气压差
气压梯度
水平气压梯度力
大气水平运动
(风)
直接原因
原动力
1002
1010
1008
1006
1004
(北半球)
等压线
水平气压梯度力
等压线
1002
1010
1008
1006
1004
(北半球)
1002
1010
1008
1006
1004
(北半球)
水平气压梯度力
地转偏向力
摩擦力
太阳辐射
冷热不均
大气垂直运动
水平气压差异
大气水平运动
热力环流