冷热不均引起大气运动 同步练习(一)
【巩固教材-稳扎稳打】
1.对地面起保温作用的辐射形式是 ( )
A.大气逆辐射 B.大气辐射 C.地面辐射 D.太阳辐射
2.在图2-1中,a,b,c,d四处气压高低比较正确的是 ( )
图2-1
A.a>b>c>d B.b>c>d>a C.d>a>b>c D.c>d>a>b
3.形成风的直接原因是 ( )
A.地转偏向力 B.冷热不均
C.水平气压梯度力 D.惯性离心力
4.图2-2的四幅等压线分布图中,①②③④四地风力由大到小的正确排序是 ( )
图2-2
A.②>①>③>④ B.①>②>③>④
C.①>③>②>④ D.④>③>①>②
5.关于大气水平运动的叙述,正确的有 ( )
A.水平气压梯度力是形成风的直接原因 B.摩擦力只改变风向
C.水平气压梯度力和摩擦力均不影响风向 D.地转偏向力和摩擦力均影响风速
6.读风向示意图图2-3,当风速稳定后,判断下列叙述正确的是 ( )
图2-3
A.等压线数值①<②<③ B.a是地转偏向力
C.此风形成于南半球 D.该风形成于高空
【重难突破—重拳出击】
1.下列自然现象与大气对太阳辐射削弱作用无关的是 ( )
A.低云笼罩的白天,天空仍然明亮 B.晴朗的天空呈蔚蓝色
C.白天的气温,晴天比阴天高 D.夜间的气温,晴天比阴天低
2.有关热力环流的叙述,正确的是 ( )
A.形成热力环流的原因是海陆之间的冷热不均
B.热力环流是由大气的水平运动引起的
C.气流总是由高压流向低压
D.在近地面,温度高处形成低压
3.从北京到乌鲁木齐的直达民航班机,飞行时间约为3个半小时,该机从乌鲁木齐返航北
京,大约只需要3个小时,原因是 ( )
A.两地时差的关系 B.水平气压梯度的影响
C.地球自转的直接影响 D.中纬上空西风的影响
4.读热力环流的示意图2-4,正确的是 ( )
图2-4
图2-5为某区域海平面等压线分布图,箭头为气流方向,空间高度为对流层厚度。据图判断5~6题。
图2-5
5.图示空间位于 ( )
A.南半球低纬度 B.北半球低纬度
C.南半球中纬度 D.北半球中纬度
6.设A、B、C、D四处的气压值分别为PA、PB、PC、PD,则 ( )
A.PA>PB>PC>PD B.PD > PC >PA >PB
C.PC >PD >PB >PA D.PB > PA >PD > PC
7.图2-6中,能正确表示地面和高空等压面分布的是 ( )
图2-6
A.①② B.②③ C.③④ D.②④
8.下列三幅等温线图和一幅等压线图(图2-7)中,表示北半球7月份的是 ( )
图2-7
【巩固提高—登峰揽月】
1.读“等压线图2-8”,回答下列问题。
图2-8
(1)A、B两地的气压____________高,判断理由________________________。
(2)A地为____________天气,B地为____________天气。
(3)将C→G的气压由高到低依次排列:____________。
(4)比较下列各点的气压高低:B____________G,A____________C
2.读图2-9,完成下列题目。(单位:hPa)
图2-9
(1)图中V箭头表示A空气匀速运动方向,此图是(南,北)半球气压分布图。
(2)F1是力 ,与等压线 ,且由 气压指向 气压,大小 。
(3)F2是 力,它与风向V ,对风速 影响。
(4)F3是 力,它与风向V 。
(5)F1、F2、F3三种力的合力为 。
【课外拓展—超越自我】
1.读图2-10回答:
图2-10
(1)简答:导致城市气温高于郊区,形成城市热岛的原因?(2)在图中用粗线标出城市与郊区之间的热力环流的方向。(3)这种热力环流称城市风。若在郊区甲地建设卫星城或建设有大量排出大气污染物工厂,是否合理?为什么?(4)广州市近年来在郊区封山育林,来解决市区因地价高,绿化面积少,大气质量差状况,这种做法可行吗?应着重考虑什么条件?2.图2-11中A、B、C、D点为北半球中纬度海平面上的点。
(1)在A、B、C、D点上精确测定水的沸点时,则A、B点为99. 95℃,在C、D点为99.80℃,试回答下列问题:(沸点越高,气压越高)
图2-11
①用箭头表示O点处的风向,海平面上的摩擦因素可略去不计。
②试写出①题的解答理由:
③如果考虑摩擦力O点将吹什么方向的风 。
(2)假设A、B、C、D四点沸点全部为99.80°,O点的沸点为99.95°,则O点垂直方向上盛行 气流。天气以 为主。
冷热不均引起大气运动
【巩固教材-稳扎稳打】
1.A 2.C 3.C 4.A 5.A 6.B
【重难突破—重拳出击】
1.D 2.D 3.D 4.D 5.D 6.C 7.D 8.C
【巩固提高—登峰揽月】
1.(1)A A地的等压面凸向高处 (2)晴朗 阴雨
(3)F>E=C>D>G (4)> >
2. (1)南 (2)水平气压梯度 垂直 高 低 不变
(3)地转偏向 垂直 不 (4)摩擦 相反 (5)零
【课外拓展—超越自我】
1.(1)城市人口集中,工业发达、居民生活、工业生产。交通工具大量消耗矿物燃料,释放大量的人为热量。城市建筑层数高。而密不易通风散热。
(2)图略
(3)不合理 ∵ 工厂排出大气污染物及卫星城排出污物会从近地面流向城市,加剧城市污染和相互污染。
(4)可行,但应着重研究城市风的下沉距离,造林应在城市风的下沉距离之内2.(1)①北风 ②水的沸点是由气压决定的,沸点相同的地点气压相等,沸点高的地方气压高。故A、B两点气压相等且为高压。如不考虑摩擦力,即可认为O点空气平行于等压线的均匀运动 ③西北风
(2)下沉 晴朗
冷热不均引起大气运动 同步练习(三)
1、读“大气对地面的保温作用图”,下列各
个箭头代表辐射中,表示大气逆辐射的是:( )
A、A1 B、A2
C、B1 D、C1
2、在低层大气(主要是对流层),越往高处,气温越低。这说明:
太阳辐射是地球大气最重要的能量来源
大气主要吸收太阳辐射而增温
地面是近地面大气主要的、直接的热源
低层大气对太阳辐射吸收得很少
3、青藏高原与四川盆地的纬度相当,但青藏高原比四川盆地气温日较差大得多,原因是:青藏高原的
①地势高,离太阳近 ②太阳高度角小得多 ③云层厚,而且夜长
④地势高,空气稀薄 ⑤白天太阳辐射较强 ⑥夜晚大气逆辐射较弱
A、①②④⑤⑥ B、③④⑤⑥ C、④⑤⑥ D、①④⑤⑥
4、下列关于大气运动的叙述,正确的是:
A、地面冷热不均是大气运动的直接原因 B、近地面空气冷却会收缩下沉
C、水平气压梯度力是形成风的根本原因 D、近地面的风向垂直于等压线
5.利用人造烟幕可以防御霜冻,因为人造烟幕能够( )
A.提高大气反射能力 B.提高大气逆辐射能力
C.降低大气逆辐射能力 D.降低大气反射能力
6.地球大气中最重要的温室气体是 ( )
A.水汽 B.氟氯烃 C.甲烷 D.二氧化碳
7.大气运动最简单的形式是( )
A.空气的水平运动 B.空气的垂直运动
C.气旋与反气旋 C.热力环流
答案:1.C 2.C 3.A 4.C 5.B 6.D 7.C
(第二套)
1.形成“早穿棉袄午穿纱”这一现象的主要原因是( )
①大气对太阳辐射的反射作用强 ②夜间大气逆辐射弱 ③大气对太阳辐射的削弱作用少 ④大气吸收太阳辐射能少
A.①② B.②③ C.②④ D①③
2.以下现象与大气对太阳辐射的削弱作用无关的是( )
夏季天空多云时,白天气温不太高
臭氧能够防止紫外线对地表生物的危害
夜晚多云比白天多云气温高
多云的夜晚比晴朗的夜晚温暖
3.成风的直接原因是( )
A、水平气压梯度力 B、地转偏向力
C摩擦力 D、前三个力的合力
4.图2—5中,昼夜温差最小的是 ( )
5.图为南半球等压线分布示意图,
风向正确的是( )
6.关于气压、高度、气温三者的关系叙述正确的是( )
气压随高度的增加而增加
同一高度上气温高则气压高
同一高度上气温高则气压低
空气是由气压低的地方流向气压高的地方
答案:
1.B 2.D 3. A 4. .A 5.A 6.C
冷热不均引起大气运动 同步练习(二)
一、单项选择题 1.与同纬度的长江中下游平原相比,青藏高原气温日较差大的原因为( ) ①青藏高原距离太阳近 ②青藏高原比长江中下游平原太阳高度角大 ③地势高,空气稀薄 ④白天太阳辐射强 ⑤云层厚 ⑥夜晚大气逆辐射弱 A.①②③ B.④⑤⑥ C.③④⑥ D.②⑤⑥ 2.天气晴朗且大气污染较轻时,下列叙述正确的是( ) ①夜晚气温较阴天高②白天气温较阴天高③气温日变化幅度大④白天大气反射加强 A.①② B.②③ C.③④ D.①④ 3.以下现象与大气对太阳辐射的削弱作用无关的是( ) A.夏季天空多云时,白天气温不太高 B.臭氧能够防止紫外线对地表生物的危害 C.夜晚多云比白天多云气温高 D.多云的夜晚比晴朗的夜晚温暖 4.撒哈拉大沙漠地区气温日较差较大的原因是( ) A.沙漠地区太阳辐射热量少 B.沙漠地区水汽少,大气对太阳辐射的削弱和保温作用差 C.沙漠地区人类活动少 D.沙漠地区的风沙大 读右图,分析回答5~7题。 5.如果此图为热力环流侧视图,则以下说法正确的是( ) A.引起热力环流的原因是地面冷热不均 B.温度:A>B>C>D C.热力环流是大气运动最复杂的形式 D.气压:D>A>B>C 6.如果此图是城市热岛环流侧视图,在②处进行植树造林,对城市空气起到的作用是( ) A.增温和增湿 B.净化和增温 C.净化和增湿 D.减湿和减温 7.如果此图表示的是山谷风示意图,那么上升气流③表示的可能是( ) ①白天的谷地 ②白天的山坡 ③夜晚的谷地 ④夜晚的山坡 A.①② B.②③ C.③④ D.①④ 8.年太阳辐射总量最大值不在赤道,而在北回归线附近的原因是( ) A.赤道上白昼时间比北回归线上长 B.赤道上正午太阳高度比北回归线上小 C.赤道上森林覆盖率高 D.赤道上云雨天气比北回归线上多 9.在好望角背风而立的人,其高压位于他的( ) A.左后方 B.右后方 C.左前方 D.右前方 10.北半球高空一架飞机自西向东飞行,飞机的右侧是高压,左侧是低压。下面的叙述正确的是( ) A.飞机逆风飞行 B.飞机顺风飞行 C.风从南侧吹来 D.风从北侧吹来 二、综合题 11.读“相同纬度的拉萨和宁波海拔示意图”,分析回答下列问题。
(1)在同等天气条件下,两地中太阳辐射较强的是___________,理由为 _____________________________________________________________。 (2)两地中白天气温较高的是___________,理由为______________________________________________________。 (3)两地中夜晚气温较高的是___________,理由为______________________________________________________。 12.读下面“我国东部沿海某地热力因素形成的高空等压面示意图”,完成下列要求。
(1)高空C比D的气压__________(高或低),地面A比B的气压__________(高或低)。 (2)A比B的温度___________(高或低)。 (3)ABCD之间的热力环流呈__________(顺或逆)时针方向流动。 (4)如果A地是海洋,B地是陆地,则此时应该是__________(白天或夜晚),此时A地与B地间吹__________风。 (5)此时高空C与D之间吹__________风。
选择题答案:
CBDBA CBDAB
11、答案:(1)拉萨海拔高,空气稀薄 (2)宁波拉萨地区地势高,空气稀薄,近地面空气得到的地面辐射和太阳辐射都比较少 (3)宁波宁波海拔低,水汽和二氧化碳含量多,大气逆辐射强
12、答案:(1)高低 (2)高 (3)顺 (4)夜晚西北 (5)南
冷热不均引起大气运动 同步练习(四)
1.图2—2中气流运动是由热力原因引起的a、b、c、d
四点气压由高到低排列正确的是( )
A.a、b、c、d B.b、d、c、a
C.a、c、b、d D.d、c、b、a
2.北半球一飞机向西飞,飞行员左侧是高气压,右侧
是低气压,下列叙述正确的是( )
A.飞机逆风飞行 B.飞机顺风飞行
C.风从南侧吹来 D.风从北侧吹来
3.图3中的四幅小图能正确反映北半球近地面风向的是 ( )
4.引起大气运动的根本原因是( )
高空和地面之间气温的差异
高低空之间气压差存在
同一水平面上存在的气压差异
高低纬之间的热量差异
图阴影部分表示林地、空白部分表示均质裸地。若此时反映的是北半球中纬度某地区的冬季情况,据此分析回答5——6题。
5.图中甲、丙两处的风向分别是( )
A.西北风和东南风 B.西风和东风
C.东南风和西北风 D.西南风和东北风
6.目前,有部分城市在城郊建设人工生态林,此举的意义在于( )
①减少风沙对城市的侵袭 ②避免郊区工厂的污染物带入城市
③避免城市的污染场带到郊区 ④避免城市出现“热岛效应”
A.③④ B.①② C.①②③ D.①③④
7.图2—4中正确表示图2—3乙处等压面图的是 ( )
答案:1.B 2.B 3D 4.D 5.A 6.B 7.C
第2套
1.在实际大气水平运动中,近地面的风向与等压线有个交角,这主要是由于( )
水平气压梯度力的作用
水平气压梯度力与地转偏向力的共同作用
水平气压梯度力、地转偏向力与摩擦力的共同作用
水平气压梯度力与摩擦力的共同作用
2.读北半球某地海平面等压线分布图,回答问题
(1)写出气压名称:甲 ,乙 。
( 2)图中A、B两处风力较大的是 ,请
在图上画出A、B两处的风向
3.形成风的直接原因是( )
高低纬度间的热量差异
空气的上升与下沉
地球自转偏向力
水平气压梯度力
4.在北半球,面对风吹来的发方向,其高压中心在( )
A.正前方 B.左前方 C.右前方 D.正左方
5.一架飞机在北半球自东向西飞行,飞机左侧是高压,可判断( )
A.顺风飞行 B.逆风飞行 C.飞机在信风带中飞行 D.风从北侧吹来
答案:
1.C 2.(1)低,高(2)A,画图略 3.A 4.B 5.B
第二章 地球上的大气
2.1 冷热不均引起大气运动
学案导学
一、课标解析
课标:运用图表说明大气受热过程。
知道这里的“大气”仅指低层大气。理解大气的热量来源和大气的受热过程,掌握大气运动的主要原因、热力环流的形成和大气的水平运动。
二、主干知识点梳理
能量来源: (特点: 辐射)
大气对太阳辐射的 作用形式: 、 等。
影响因素: 、 等。
地面辐射:地面吸收大部分 而产生。
大气对地面的 作用 大气辐射:大气吸收绝大部分 而产生。
辐射:对地面起到保温作用。
结论: 是近地面大气主要的直接热源。
概念: 。
形成:冷热不均引起空气 的运动,导致同一水平面上的 差异,形成大气的 运动。
举例并图示:城市风、海陆风、山谷风
根本原因:
直接原因:
受力:
风向:
受力:
风向:
三、典题解析
1、读图,判断A、B两处的温度差异。
解析:在垂直方向上,高度高则气压低,高度
低则气压高。故a>c,b<d,而c=d,所以a>b。
根据高空气压状况与地面相反的特点,可以确定A
处气压较低(注意,A处气压低不是与其高空的a处相比,而是与近地面的B相比而言的),B处气压较高。而AB两处的气压差异是由地面冷热不均引起的空气上升或下沉运动所致。因此,可以根据地面气压高低,反推地面的冷热状况。A处近地面气压低,说明空气受热上升,从而判断出A处温度较高,B处温度较低。
2、如图所示,一架飞机在北半球自东向西飞行,
飞机左侧是高压,判断( )
A、顺风飞行
B、逆风飞行
C、风以南侧吹来
D、风从北侧吹来
解析:飞机在高空飞行故不考虑摩擦力的影响,只考虑水平气压梯度力和地转偏向力。北半球空气在此二力作用下,风向右偏成与等压线平行,吹西风。与飞机飞行方向相反,逆风飞行。风向的判断依据是气压差异状况和所在半球,若不考虑摩擦力,则水平气压梯度力方向偏转90°,与等压线平行;若考虑摩擦力则水平气压梯度力方向偏转一锐角,与等压线相交。
四、课堂练习
1、读“北半球中纬度某地连续三天的天气状况示意图”,下列叙述正确的是( )
A、10月4日平均气温最高 B、10月5日昼夜温差最大
C、10月6日最易出现霜冻 D、10月5日恰逢冷锋过境
下图中甲、乙两地的纬度相同,读图做2-3题。
2、a处气温比近地面气温低的主要原因是( )
A、地面是大气的主要直接热源 B、太阳辐射是大气的主要直接热源
C、a处大气的散射作用比近地面强 D、a处的太阳辐射比近地面弱
3、b处气温比同纬度平原地区低的主要原因是( )
①到达b处的太阳辐射少 ②b处的地面辐射弱
③b处大气吸收的地面辐射少 ④b处大气的保温效应差
A、①② B、③④ C、①④ D、②④
4、下图中,符合南极大陆极地东风、南半球气旋、我国台风、我国江淮地区的伏旱示意图的顺序是( )
A、①②③④ B、②①④③ C、④③②① D、②④①③
5、关于右图的错误叙述是( )
A、甲地温度高于乙地
B、丁处的气压高于丙
C、若丙处气温为1℃,则乙处气温一般低于25℃
D、甲、乙、丙、丁之间形成的热力环流呈顺时针方向流动
读甲、乙两幅等压线分布图,判断下题。
6、有关甲、乙两点风的叙述,正确的是( )
A、甲点盛行西南风 B、乙点盛行东北风
C、甲、乙两点风力大小相等 D、甲点风力小于乙点
7、根据城市环流原理,上海市今后的造林重点区应在( )
A、农村
B、近郊
C、郊区
D、市区
8、根据如图所示垂直剖面气压变化判定热力环流方向( )
A、①→②→③→④→①
B、①→③→④→②→①
C、①→②→④→③→①
D、②→④→③→①→②
9.假设在北半球各高度水平气压梯度力相同,自地面向上一定高度内,风力的变化情况为( )
A.风速变小,风向不变
B.风速变大,风向不变
C.风速加大,风向逆时针方向偏转
D.风速加大,风向顺时针方向偏转
二、综合题
1、右图是我国某地阴天和晴天
时气温日变化示意图,读后回答:
(1)表示阴天气温日变化曲线
的是 (A、B),形成这种变化
的原因是 。
(2)霜冻为什么多出现在晴天夜里? 。
2、读北半球因热力原因造成的近地面与高空气压状况如图所示,回答:
(1)在A、B、C、D四处用箭头表示出热力环流的方向
(2)B地的气温比A地 。
(3)C处气压比D处 。
(4)高空的气压高低往往与近地面 。
(5)若A在B的西方,则AB之间的地方吹 风。
3、读下面实际大气中的风向图,回答下列问题:
(1)图中箭头表示的含义是:
① ,② ,
③ ,④ 。
(2)①与等压线的关系是: ,
其方向是 。
(3)若无④,只受①③影响,则②与等压线的关系是 ;此时①与③的关系是 。
(4)实际大气中的②与等压线的关系是 。此图表示的地区在 (南或北)半球,理由是 。
(5)图中M、N两地相比,风力较大的是 地,原因是 。
五、能力提高
1、读“北京市某年3月8日和3月9日的气
温变化曲线图”判断,下列叙述正确的是( )
A、3月9日白天与黑夜的气温都比3月8日低
B、3月8日是晴天,3月9日是阴天
C、云层对大气不一定具有保温作用 D、体现了云层对太阳辐射和地面辐射的反射作用
2、图中①②③④表示等温线,其中表示7月份等温线的是( )
A、①③
B、①④
C、②③
D、②④
3、如图所示中数字表示的地区,七月份气温按由高到低顺序排列的是( )
A、①②③④
B、②①③④
C、①②④③
D、②①④③
图5为美国某城市某年8月某日22时等温线图。回答4-6题。
4.O、P两点的温差最大可超过
A.4℃ B.3℃ C.2℃ D.1℃
5.若只考虑温度因素,则近地面N点的风向为
A.东北风 B.东南风 C.西北风 D.西南风
6.图6中与M、P、N一线上空等压面的剖面线相符合的示意图为
A.① B.② C.③ D.④
图1示意某一等高面。M、N为等压线,其气压值分别为PM、PN,M、N之间的气压梯度相同。①~⑧是只考虑水平受力,不计空气垂直运动时,O点空气运动的可能方向。回答7-9题。
7、若此图表示北半球,PM>PN,则O点风向为
A.⑥或⑦ B.②或⑥ C.④或⑧ D.③或④
8、若此图表示高空等高面,PM<PN,则O点风向为
A.③或④ B.②或⑧ C.③或⑦ D.⑥或⑦
9、近地面,空气作水平运动时,所受摩擦力与地转偏向力的合力方向
A. 与空气运动方向成180°角 B. 与空气运动方向成90°角
C. 与气压梯度力方向成90°角 D.与气压梯度力方向成180°角
六、课后学习反思
参考答案
课堂练习
(一)单项选择题:
1、B 2、A 3、B 4、B 5、B 6、D 7、C 8、B 9、D
(二)综合题
1、(1)B 白天云层反射削弱了到达地面的太阳辐射,气温不很高;夜间云层使大气逆辐射强,对地面的保温作用强,气温不会降得很低,故日较差小。
(2)晴天夜间大气逆辐射弱,地面降温幅度大。
2、(1)图略(方向应为:从A→B→C→D→A)
(2)高 (3)高 (4)相反 (5)西北
3、(1)水平气压梯度力 风向 地转偏向力 摩擦力
(2)垂直 由高气压指向低气压
(3)平行 大小相等,方向相反 (4)相交 北 风向向右偏
(5)N N处等压线密集,水平气压梯度力大
冷热不均引起大气运动
一、教学目标
(一)知识与技能
1.掌握太阳辐射及其到达地球以后在地面与大气之间的能量转换的基本原理。
2.理解大气对太阳辐射的削弱作用和大气的保温效应。
3.了解大气的保温作用原理,并能解释相关现象。
4.掌握大气运动的根本原因;大气热力环流的形成。
5.了解大气运动的分类;理解水平气压梯度力、地转偏向力、近地面摩擦力对大气水平运动的影响。
6.运用等压线分布图,分析高低气压的分布,判断某地风向。
二、教学设计
包围地球的空气称为大气。像鱼类生活在水中一样,我们人类生活在地球大气的底部,并且一刻也离不开大气。大气为地球生命的繁衍,人类的发展提供了理想的环境。它的状态和变化,时时处处影响到人类的活动与生存。
大气的运动变化是由大气中热能的交换所引起的,热能主要来源于太阳,热能交换使得大气的温度有升有降。空气的运动和气压系统的变化活动,使地球上海陆之间、南北之间、地面和高空之间的能量和物质不断交换,形成复杂的气象变化和气候变化。
(一)大气的受热过程
对流层大气的受热过程是本节教材的重点和关键性知识之一,因为它说明了由于大气的热力作用,才使地球地面和大气得以保持一定的温度,而且变化不大。同时,发生在大气里的各种现象,如大气运动、天气系统的变化等,都是以大气的热状况为基础的。
大气的受热过程 此课题知识覆盖面广、概念多,为了便于掌握,列出下列提纲:
教学进程中,讲大气对太阳辐射的削弱作用有两点很重要:
①抽象知识要形象说明。例如:讲选择吸收,先要利用课本中的图像,又如讲反射、散射,让学生从图中自己发现、自己解释其原理。②把握前后知识之间的内在联系,例如:讲太阳高度越大,到达地面的太阳辐射越多,必须与第一章的“正午太阳高度的变化”前后联系;又如讲太阳辐射经过大气路程长短要与大气对太阳辐射的削弱作用大小相联系。
大气的保温效应 教学应当紧扣三个要点:
(1)理解大气对地面保温作用的三个物理过程一①“太阳辐射到达地面,地面吸收热量”,②“地面辐射热量,大气吸收”,③“大气逆辐射”(归还地面散失的热量),所以说,大气对地面起了保温作用。
(2)大气的保温效应这个课题,教学时可采用文图对应的阅读方法更为有效。
(3)明确:讲大气对太阳辐射的削弱作用和大气对地面的保温作用的重要意义—一二者作用的综合,才使地表形成适宜人类生存的温度(15°С)环境。
由于太阳辐射是地气系统能量的根本来源,因此,要使学生理解大气的热力作用,首先应让学生回忆太阳辐射的概念,了解太阳辐射能量在不同波长区间的分布状况,并指出太阳辐射能主要集中在波长较短的可见光部分;其次,可通过一些实际事例,尤其是学生熟悉的事例导出课题内容。例如,太阳辐射既能到达地球表面,也能到达月球表面,但月球表面白天温度可高达100°С以上,夜间温度可降至一180℃以下,而地球表面的昼夜温差比月球要小得多,原因何在?因为地球上有大气而月球上没有,这说明大气既能削弱太阳辐射,又能对地面起保温作用,由此引出大气的热力作用这一课题。
讲述大气对太阳辐射的削弱作用,可引导学生回忆大气的组成等有关知识,明确大气对太阳辐射的吸收和散射作用因辐射波长不同而有选择性。例如,大气中的臭氧主要吸收太阳辐射中波长较短的紫外线辐射,大气中的二氧化碳和水汽主要吸收太阳辐射中波长较长的红外线辐射。又如空气的散射作用的强弱取决于散射质点的大小,散射质点能将波长小于自身直径的光散射,也具有一定的选择性,而反射作用没有选择性。总的来说,通过大气的吸收、散射和反射作用,太阳辐射被削弱的主要是红外线、紫外线以及可见光的短波部分(蓝、紫光)。在讲述大气对太阳辐射的削弱程度与太阳高度的关系时,既可引导学生阅读图2-26来
加以理解,也可引导学生根据对太阳的实际观察来加以理解。例如:正午前后看太阳时总是特别刺眼,而在旭日东升或是夕阳西下时看太阳就不怎么刺眼。此时,可让学生自己来解释,教师作出概括和总结。
讲大气对地面的保温效应时,关键在于阐明地面辐射与大气辐射的关系。首先应向学生阐述一个基本规律,即物体的温度愈高,其最强辐射的波长愈短。温度愈低,其最强辐射的波长愈长。显然,地面辐射和大气辐射均属长波辐射。然后再来阐述地面辐射与大气辐射的关系:第一,大气主要吸收地面的长波辐射,将其能量贮存于大气中,不致于使地面辐射散失掉;第二,大气辐射中的大部分能量又射向地面,补偿了地面辐射的部分损失。由于这两方面的关系,使大气对地面起到了保温作用。这些知识可结合教材中的插图进行讲解。
读图指导:“不同太阳高度辐射强度变化示意”图
太阳高度角不同时,地表单位面积上所获得的太阳辐射也就不同。这又有两方面的原因:①太阳高度角愈小,等量的太阳辐射分布的面积就愈大,因而地表面单位面积上所获得的太阳辐射就愈小。②太阳高度角愈小,太阳辐射穿过的大气层愈厚,被大气的反射、散射和吸收作用削弱的就愈多,因而到达地面的太阳辐射就愈小。总之,太阳高度与太阳辐射面积呈反比,与太阳辐射经过的大气路程呈反比,与到达地面的太阳辐射呈正比,这是太阳辐射有显著的年变化、日变化和随纬度变化的原因之一。
学法指导:数形结合学习法
有些图像中标注着很多地理数据,只要依据图像展示的意义,对这些数据稍作分析、整理、计算,就会发现某种地理事物的发展、变化规律。
地球上的大气不停地运动,大气运动通过多种形式在不同地区、不同高度之间进行着热量交换、水汽输送。
本部分教材有四个内容:第一部分讲大气运动的基本原理,探讨大气为什么会运动——大气运动的原因,这是教材的基础。第二部分讲大气运动的基本形式——垂直运动与水平运动,后者是重点,两种形式的综合形成热力环流,它是大气运动最简单的形式。第三部分是大气的水平运动,这是大气运动最基本的规律,掌握了这一规律,为讲大气环流、季风环流以及天气系统打下知识基础。
(二)热力环流
教材包含四个重点:①大气运动的能量来源——太阳辐射;②引起大气运动的根本原因——高、低纬度冷热不均匀(或温度差异);③大气运动的重要意义——热量交换、水汽输送;④大气运动的基本形式——垂直运动(在先)和水平运动(在后)。
热力环流 难点的突破需要:①师生共同边讲边画;②明确热力环流基本概念的内涵是由空气的垂直运动和水平运动所组成;③热力环流的外延知识涉及较广,因此要正确处理以下几个关系:
空气密度大小与气压高低的关系示意 气压分布与水平气流方向的关系示意
从上述图中分析,应特别强调:第一,气压的高低都是指在同一高度上相比较而言的。第二,近地面的高压或低压分布状况一般是由于热力原因(温度冷或热)形成的;而高空在同一高度上的高压与低压分布,通常是由于空气的升降运动(密度大小)而形成的。
热力环流是大气运动的最基本形式。
(三)大气的水平运动
大气的水平运动——风
主要解决两个问题:①大气为什么会运动,这在“热力环流”的学习中已经得到解决。②大气是怎样运动的,这就是我们接着要讲的“大气的水平运动——风”、“气旋与反气旋”以及“大气环流”和季风环流。
就大气的水平运动——风来讲,教材重点叙述了两个主题,一是大气水平运动的“力”来自何处,通过叙述几个概念(地表受热不均一气压差异一气压梯度一水平气压梯度力)——在“力”的作用下,大气由高气压区向低气压区作水平运动,就形成了风。二是大气水平运动——风的形成过程:
1.风的形成——水平气压梯度力的作用,其中有两个规定:①水平气压梯度力垂直于等压线;②是高压指向低压。
2.风的偏向——地转偏向力的作用,也有两项规定:①逐渐偏离气压梯度力的方向(北半球向右偏,南半球向左偏);②地转偏向力与风向垂直呈 90°(在画图时)。
3.实际风向——摩擦力的影响(指近地面的风)。摩擦力的两大影响:①改变风向(风向与等压线之间有夹角);②减小风速。
小结:人们平时所说近地面的风,就是在水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力共同作用下形成的。
学法指导:逆向思维
为了检查自己对所学知识的基本原理是否真正理解了,有时还需要改变一下正常的思维程序,把它倒过来想一想。例如,由团到果改为由果到因,本节学了冷。热。冷形成的热力环流图,你再画一画热、冷、热的环流图,这样通过逆向思维开辟创造的通道,对提高思维的变通性大有好处。逆向思维常被认为是通向自学的重要途径。
例:依照“北半球在水平气压梯度力与地转偏向力共同作用下形成的风”,画出南半球的风向图。
[解题思路]画等压线、水平气压梯度力(高压指向低压)、地转偏向力(南半球向左偏)、最后画风向。
画风向图方法及熟练技巧如下:
①画几条平行的等压线(注明气压值)。
②在最上与最下两条等压线之间,画一圆弧线(虚线),这一条线是准备用作画风向箭头的(这是最妙的技巧),在临近气压值最小的那条等压线处,要画成与等压线相平行的虚线。
③画气压梯度力要以圆弧线与等压线的相交点作为起点(高压指向低压,与等压线相垂直)。
④逐渐偏转,偏转到风向(即虚线)与等压线相平行。
【课后反思】
地理必修一教案:
2.1 冷热不均引起大气运动
【教学目标】
知识与技能
明确大气的热量来源,即导致大气运动的能量来源,使学生能运用图示说明大气的受热过程。
能阐述大气温室效应及其作用、大气热力环流等基本原理。
理解水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力对风向的影响,能运用图示解释风的形成,培养学生理论联系实际并且能用理论知识指导实践的能力。
二.过程与方法
1.通过探讨学生理解“太阳暖地面、地面暖大气、大气还地面”的原理。
2.利用图表分析归纳“温室效应”。
3.通过实验活动理解热力环流的原理。
4.理论联系实际,促进对“风的形成”的理解,学会在等压线图上判断某一地的风向。
三.情感、态度与价值观
树立辨证唯物主义观念,增强大气环境保护意识。
【教学重点】
地面是大气的直接热源。
分析热力环流形成的过程与方法。
近地面风向确定方法。
【教学难点】
大气受热过程。
热力环流。
地转偏向力对大气运动方向的影响。
【教学设计】
(引入)通过第一章,我们了解了地球所处的宇宙环境。从第二章开始,我们将缩小研究范围,从茫茫的宇宙回到地球上来,重点研究人类赖以生存的地理环境,首先学的是“大气”。
补充:
(讲述)大气圈的作用:它影响着地球上生物的生存、水的循环、地貌的形成以及人类的生存和发展,是人类地理环境的重要组成部分。
大气的组成
低层大气和干洁空气的组成
大气是多种气体的机械混合物。低层大气是由干洁空气、水汽和固体杂质组成的。其中干洁空气是不含水汽和固体杂质的空气,也是由多种气体组成的混合物。其主要成分是N和O,二者共占干洁空气体积分数的99%。
2.大气各组成成分对生命活动和地理环境的影响
气体成分
体积分数(%)
质量分数(%)
作用
干洁空气
氮
78.09
75.52
地球上生物体的基本成分
氧
20.95
23.15
人类和一切生物维持生命活动所必须的物质
氩
0.93
1.28
二氧化碳
0.03(变动)
0.05
①光合作用的基本原料
②对地面有保温作用
臭氧
0.00006
(变动)
能大量吸收太阳紫外线,保护地球上的生物免受伤害
水汽
①水汽的相变产生了云、雨、雾、雪等天气现象
②伴随着热量的吸收和释放,直接影响地面和大气的温度
固体杂质
作为凝结核,是成云致雨的必要条件
3.人类活动对大气成分的影响
由于人类活动造成的大气污染,已导致大气成分比例的变化,并造成了全球性的大气环境问题。
燃烧矿物燃料,使得大气中二氧化碳含量增加
广泛使用电冰箱、冰柜,使得大气中的氟氯烃化合物含量增加。
二.大气的垂直分层
地球大气从地面向上可延伸到数千千米高空,根据温度、密度和大气运动状况,可将其划分为对流层、平流层和高层大气。各层基本情况如下:
大气分层
高度
气温垂直变化
空气运动
天气现象
与人类关系
规律
原因
高层大气
自平流层顶以上到大气上界2000-3000千米
80-500千米高空有若干电离层,能反射无线电波,对无线电通信有重要作用
平流层
自对流层顶至50-55千米
下层随高度变化很小,30千米以上气温随高度增加而迅速上升
该气温基本上不受地面影响,而靠臭氧大量吸收太阳紫外线而增温
平流运动为主
天气晴朗
①臭氧大量吸收紫外线,为人类生存环境的天然屏障;②大气稳定,利于高空飞行
对流层
低纬17-18千米,10-12千米,高纬8-9千米
气温随高度增加而递减
地面是对流层大气的主要的直接热源,离地面越高,气温越低
对流运动显著
复杂多变
人类生活在对流层底部,与人类关系最密切
三.大气的热力作用
1.太阳辐射光谱
(提问)太阳辐射光谱中包括哪些电磁波?
——电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等。
(提问)太阳辐射的主要波长范围怎样?
——0.15——4um
(提问)可见光区、紫外线区、红外线区的波长范围分别是多少?其辐射能量占太阳辐射总量的百分比是多少?
——可见光区: 0.4um-0.76um,50%
紫外线区: <0.4um, 7%
红外线区: >0.76um, 43%
大气的热力作用
——假设到达大气上界(2000—3000KM)的太阳辐射为100%的话,那么最后到达地球表面的太阳辐射却不到大气的一半(约47%),另外53%的太阳辐射到哪里去了?
——这就是由于地球大气对太阳辐射的削弱作用。投射到地球上的太阳辐射要穿过厚厚的大气层,才能到达地球表面,由于大气对太阳辐射具有吸收、反射、散射作用,从而削弱了到达地面的太阳辐射。
(一)削弱作用
削弱形式
选择性
大气成分
易被削弱辐射
形成的常见自然现象
吸收作用
平流层大气中的臭氧吸收紫外线;对流层大气中的水汽和二氧化碳吸收红外线
臭氧
水汽
二氧化碳
紫外线辐射
红外线辐射
反射作用
无选择性特征
云层
较大尘埃
太阳辐射
多云的白天气温不太高
散射作用
空气分子或微小尘埃发生散射时具有选择性(颗粒较大的尘埃散射时无选择性)
空气分子
微小尘埃
可见光中的蓝、紫色光
(1)晴朗的天空蔚蓝色,阴沉的天空灰白色
(2)日出天已亮,日落天不黑
(提问)1.为什么晴朗的天空呈蔚蓝色,而阴天则是灰白色?
为什么日出前的黎明和日落后的黄昏,天空是明亮的?
为什么在夏天,多云的白天比晴天气温低?
(二)大气的温室效应
由于大气对太阳辐射有削弱作用,使得到达地面的太阳辐射只有到达大气上界总量的47%,这47%的太阳辐射将被地面吸收,但是地面吸收了这些太阳辐射后,又要对外进行辐射,我们将地面产生的辐射称为地面辐射。
(提问)太阳辐射与地面辐射有什么区别?
——人们发现,物体的温度越高,辐射的波长就越短,反之则越长。所以相对于太阳短波辐射来说,地面为长波辐射。
(讲述)对流层大气中的水汽和二氧化碳,吸收长波辐射的能力很强,所以除了一小部分长波辐射可以射到宇宙空间外,绝大部分大气吸收了,大气因此增温,所以说地面是对流层大气主要的直接热源。
大气在吸收了长波辐射,温度升高以后,也会向外释放出长波辐射。这一长波辐射的方向与刚才的地面辐射相反,所以就被称为大气逆辐射。通过这一逆辐射,热量又被还给了地面。所以,这一过程对地面起到了保温作用。
太 地 大
阳 面 气
辐 辐 逆
射 射 辐
射
我们把大气的这种作用,称为大气的保温效应。(大气层的这一作用与我们建造的温室中那层玻璃的作用类似),所以也叫做大气的温室效应。
三.全球的热量平衡
1.全球的热量平衡
就整个地球多年平均状况看,地球(地面和大气)收入的热量与支出的热量是相等的,即热量收支平衡。
2.全球热量平衡与人类生存发展的关系
(1)全球每年平均气温比较稳定,有利于人类的生存与活动。
(2)人类活动使大气中的二氧化碳浓度不断增高,可能导致全球变暖。
二.热力环流
(讲述)宇宙中一切物质都处于不断的运动之中,地球上的大气同样也在不断的运动。
(提问)大气运动的能量来源是什么?
——太阳辐射。由于各纬度获得太阳辐射能量多少不均,造成高低纬度间的温度的差异,从而引起大气运动。
(提问)大气运动有哪些类型?
——垂直运动和水平运动。
(讲述)认识大气运动,我们从最简单的形式(热力环流)入手。
(1)近地面有A、B、C三点,温度相同,处于同一个等
压面上。
(2)A地受热,近地面空气受热后膨胀上升,越来越多
的堆积在A地上空,于是A地上空的空气密度就变大,形成高气压。而B、C两地则相反,它们受热少,空气冷却收缩下沉,结果B、C两地上空的空气密度减小,形成低气压。
等压面的变化:A地高空为G,B、C两地高空为D,使得等压面向上弯曲。A地近地面为D,B、C两地为G,使得等压面向下弯曲。
(3)高空空气就从气压高的A地向气压低的B、C两地扩散,近地面的空气又从B、C两地流回A地。
于是就形成了两个热力环流圈。这就是热力环流形成的过程。
(总结)热力环流的形成过程:
冷热不均 空气垂直运动 同一水平气压差异
水平运动
(讲述)热力环流是一种最简单的大气运动形式,海陆热力性质不同、山谷山坡冷热不均及人类活动都有可能导致热力环流的形成。
海陆风
山谷风
城市风
三.大气的水平运动
1.大气水平运动受到的作用力
作用力
概念
对风速风向的影响
水平气压梯度力
促使大气由高气压区流向低气压区的力
大气水平运动的原动力,是形成风的直接原因,既影响风向(风向垂直于等压线并指向低压),又影响风速(水平气压梯度越大风速越大)
地转偏向力
促使物体水平运动方向产生偏转的力
只影响风向(使风向逐渐偏离气压梯度力的方向,北半球右偏,南半球左偏),不影响风速
摩擦力
运动状况不同的空气层之间相互作用而产生的阻力
既影响风速(降低风速),又影响风向
风是这三种作用力共同作用的结果:
2.高空大气中的风向
高空大气中的风向,是水平气压梯度力和地转偏向力共同作用的结果,风向与等压线平行。
3.近地面大气中的风向
近地面大气中的风向,是气压梯度力、地转偏向力和摩擦力共同作用的结果,风向与等压线之间成一夹角。
4.实际大气中的风向
在海陆热力性质差异的影响下,形成一个个的低压中心和高压中心。在气压梯度力、地转偏向力和摩擦力的共同作用下,低气压和高气压运动状况如下表:
气压中心
气流状况
北半球
南半球
低气压
按逆时针方向旋转辐合
按顺时针方向旋转辐合
高气压
按顺时针方向旋转辐散
按逆时针方向旋转辐散
冷热不均引起大气运动
【教学目标 】
一、知识目标
1.使学生了解大气的受热过程,理解地面是近地面大气主要、直接的热源
2.了解大气运动的能量来源、大气运动的根本原因
3.使学生要会叙述热力环流的形成过程,理解地表冷热不均引起的大气运动,理解水平气压梯度力是风形成的原动力和直接原因。
4.使学生了解水平气压梯度力、地转偏向力、近地面摩擦力对大气水平运动的影响,理解大气运动的根本原因,大气环流的形成。
5.在等压线图上表示实际大气中的风向。
二、能力目标
1.培养学生读图、析图、绘图能力,提高综合分析问题以及运用地理知识解决实际问题的能力。
2.学生要会运用简单的等压线分布图,分析、判断风向。
3.通过本节课的学习,使学生的观察力、推理和空间想象能力得到发展。
三、德育目标
1.培养学生勇于探索、不怕困难的心理品质,对学生进行辩证唯物主义思想教育。
2.使学生认识大气运动与人们生活和生产活动的关系,明确人类活动应如何趋利避害。
3.能将所学知识运用于实际,服务于社会。
【教学重点】
1.热力环流的形成过程
2.大气运动的基本形式及大气水平运动的几种作用力。
【教学难点】
1.热力环流的动态过程引起的等压面的弯曲方向。?
2.影响大气水平运动的“三力”及其作用下的风向。?
【课时安排】2课时
【教具设计】投影仪、投影片、多媒体、海平面气压场分布挂图、板图、纸箭头
【讲授过程】
第一课时
【新课导入】
我们学习了行星地球,知道地球是宇宙中一颗既普通又特殊的天体。
为什么说地球是一个普通的天体?——(学生回答:因为地球作为太阳系中的一颗行星,与其他行星一样,是物质的和运动的,所以地球是一个普通的天体)
为什么说地球是颗特殊的天体?一(学生回答:地球是太阳系中惟一有生命物质的天体,也是整个宇宙中惟一确知有生命物质的天体)
如果地球上没有大气,也就没有生物界,没有人类及其赖以生存的自然环境。大气是自然地理环境中最活跃的组成部分。我们从这节课开始探讨地球上的大气。
【板书】第二章 地球上的大气
【介绍】围绕在地球周围的厚厚的大气,不仅提供了动植物维持生命活动所需要的各种气体,而且还是地球上生物生存不可缺少的保护层。同时,大气中进行着各种不同的物理过程,产生着各种不同的物理现象,它们对自然地理环境的形成和变化具有深刻的影响;对人类的生产和生活也具有重大作用。
【过渡】地球周围的大气好像一部巨大的机器,日夜不停地运动着。它的运动形式多种多样,范围有大有小,正是这种不停的大气运动,形成了地球上不同地区的天气和气候。大气为什么会运动,以及怎样运动这是我们这一节课要学习的内容。
【板书】第一节:冷热不均引起大气运动?
一、大气的受热过程
【指导读书】(备注:采用投影的形式展示)
大气中的一切物理过程都伴随着能量的转换,请阅读教材P30大气的受热过程部分,思考:
1.地球大气最重要的能量来源是什么?
2.复述大气的增温原理?
3.近地面大气主要、直接的热源是什么?
4.物体的温度与辐射中最强部分的波长的关系?太阳辐射和地面辐射分别为何种类型?
5.何为大气逆辐射?
【学生回答】略
【总结讲解】
1.地球大气最重要的能量来源是太阳辐射能。
2.投射到地球上的太阳辐射能,要穿过厚厚的大气,才能到达地球表面。太阳辐射能在传播过程中,部分被大气吸收或反射,大部分到达地面,并被地面反射和吸收。地面吸收太阳辐射能而增温,同时又以长波辐射的形式把热量传递给大气。这种辐射热交换是大气增温的最重要方式(图2.1)。
3.近地面大气主要、直接的热源是地面。
从大气的受热过程来看,地球大气对太阳短波辐射吸收得较少,大部分太阳辐射能够透过大气射到地面;而大气对地面长波辐射吸收得却比较多,地面辐射放出的绝大部分热量能够被大气截留下采。
大气的受热过程影响着大气的热状况、温度分布和变化,制约着大气的运动状态。
4.物体的温度越高,辐射中最强部分的波长越短;反之则越长。由于地球表面的温度比太阳低得多,所以地面辐射的波长比太阳辐射长得多。相对于太阳短波辐射来说,地面辐射为长波辐射。
5.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。
【过渡】结合我们刚才介绍的大气的受热过程,思考我们课前安排大家观察的烧一锅开水时,锅里沸腾的开水,中间水向上冒,锅边水往下沉。点燃一小堆纸时,纸片和灰烬从火堆上升,在空中流向四周,又从火堆四周下沉,然后又进入火堆的原理是什么呢?
【学生回答】略
【总结讲解】以上这两种现象都是由于中间和四周受热不均而形成的热力环流现象。这就是我们今天要讲的第二个问题:
【板书】二、热力环流
【说明】由于地面冷热不均而形成的空气环流,称为热力环流。它是大气运动的一种最简单的形式。那么热力环流的具体过程是怎样的呢?请大家阅读教材P32,思考热力环流的形成原理?
【学生回答】略
【总结讲解】下面我们就这两幅图一起来分析一下热力环流的动态过程。
【投影片展示】
【讲解】
(1)若A、B、C三地(如左上图)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)若A地受热(如右上图),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。
【板书】1.冷热不均引起的热力环流
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,就形成了弯曲的等压面。
空间气压值相等各点所组成的面,称为等压面。等压面凸起的地方是高压区,等压面下凹的地方是低压区。
【板书】2.等压面的弯曲方向
【特别注意】【板书】3.气压、气温、高度三者之间的关系。
【总结】【板书】
【讨论与思维拓展】(备注:采用投影的形式展示)
请同学们做以下思考:
某城市为我国重要的钢铁、化学工业基地,该城工业区、商业、文化及住宅区的分布如简图所示,住在该城的居民们发现,白天商业、文化和住宅区的大气污染现象会加剧,每到夜晚则减轻,请分析其原因。还有,该城市是新兴工业城市,这里的老居民们说,现在一年中阴天的日子比过去多了,请分析其现象及原因。
【学生回答】略
【总结讲解】以上内容,结合其地理位置,可做如下分析:
白天,山坡地面接受太阳辐射后温度升高、地面长波辐射增强,山坡上的空气因为受地面长波辐射后增温并膨胀上升,这样,白天就出现沿山坡向上爬升的气流,这股气流也就把谷底工业区排放的大气污染物带到坡面上部的文化、商业和住宅区,加剧了污染。而到了晚上,山坡首先降温,山坡上的气流变为收缩下沉,工业区的污染物被抑制上升,商业、文化和住宅区的污染则得到减轻。因此,这一城市的住宅区的大气污染现象,白天加剧,夜晚减轻。这一原理,指大气在山谷与山坡之间的环流运动,我们习惯称之为山谷环流,也即山谷风。
第二问的分析:该市是工业区,工厂建成后,工厂在生产过程中向大气中排放的大量固体杂质成为水汽的凝结核,凝结核的增多使城市上空的水汽更容易发生凝结现象,因此,这一地区的阴天也就多了。
【课堂小结】略
【课后作业】
结合所学知识分析教材P33活动中的海陆风及P56城市热岛环流的形成原理。
【板书设计】
冷热不均引起大气运动?
一、大气的受热过程
二、热力环流
1.冷热不均引起的热力环流
2.等压面的弯曲方向
3.气压、气温、高度三者之间的关系。
冷热不均引起大气运动
第二课时
【复习旧课】
1.大气环流形成的根本原因是什么?
2.说说城市风、山谷风、海陆风的风向及变化。
【学生回答】略
【引入新课】
通过上节课的学习已经知道,大气运动有两种基本形式;水平运动和垂直运动,其中对我们影响最大的是大气的水平运动,也就是风。今天我们专门来学习它。
【板书】三、大气的水平运动——风
【讲授新课】
【指导读书】请同学们阅读教材P33—34内容,思考回答:
1.形成风的直接原因是什么?
2.受哪个力的作用下,风向与等压线是平行的?这种风向在什么地方存在?
3.了试说明风的形成过程及其风在不同力的作用下,风向的变化情况。
【学生回答】略
【总结讲解】
【板书】(一)作用力
1.水平气压梯度力——形成风的直接原因
(1)气压梯度:单位距离间的气压差。
(2)水平气压梯度力:促使大气由高气压区流向低气压区的力。
方向:垂直于等压线,由高压指向低压;
大小:与气压梯度成正比;
【板书】2.水平地转偏向力——只改变风向,不改变风速
(1)方向:北半球右偏、南半球左偏;
(2)判定:
(北半球)背风而立,高压在右,低压在左。
(南半球)背风而立,高压在左,低压在右。
【板书】3.摩擦力——既改变风向,又改变风速
(1)方向:与运动方向相反
(2)可以减小风速
【讨论】我们刚才介绍了影响大气的水平运动——风的三种作用力,请大家思考是否所有位置的风都受到这三种力的影响呢?
【学生回答】略
【总结过渡】刚才同学们回答的很好,在不同的部位影响大气运动的作用力有差别,从而形成了各个不同部位的风向,这就是我们下面重点介绍的不同部位的风。
【板书】(二)不同部位的风
1.高空大气中的风向
【讲解】在理想状态下,空气质点只受一个力即水平气压梯度力的作用时,水平气压梯度力垂直于等压线,并由高压指向低压。如果没有其他外力的影响,风向应该与气压梯度力的方向一致,即风向垂直于等压线。
【讨论】在实际生活中,空气质点还受地转偏向力因素的影响,在水平气压梯度力和地转偏向力的共同作用下的风向又如何呢?
【学生回答】略
【总结讲解】大气是在自转的地球上作水平运动的,所以当大气一开始运动,马上就受到地转偏向力的影响,使风向逐渐偏离了气压梯度力的方向,北半球向右偏,南半球向左偏。这样在水平气压梯度力和水平地转偏向力作用下形成的风,请同学们读P34图2.6。图上表示了北半球平直等压线的情况。初始状态时,空气质点垂直等压线运动(按水平气压梯度力的方向)。最终状态时,风向平行于等压线。这个过程是水平气压梯度力和水平地转偏向力逐步建立平衡的过程,在这个过程中,空气质点始终是按两个力的合力方向运动,而水平地转偏向力始终是垂直于运动方向的右侧,所以使得风向不断地右偏。最后,风向平行于等压线,此时,水平气压梯度力与水平地转偏向力大小相等,方向相反,其合力为零,达到平衡状态,空气运动不再偏转而作惯性运动,形成了平行于等压线吹的稳定的风。通常把这种稳定的风叫地转风,因为它只考虑了气压梯度力和地球自转的影响,所以叫地转风。地转风是大气运动最简单的情况,它在高空平直等压线的情况下是实际存在的。依此原理,可以推导出风与气压场之间的关系:人背风而立,低压在左,高压在右,通常称之为风压定律。
所以,高空大气中的风向,是气压梯度力和地转偏向力共同作用的结果,风向与等压线平行。在这个形成过程中,地转偏向力只改变风的风向,不能改变风的速度。
【转折】实际在近地面还存在摩擦力,这种再加上摩擦力的作用下,风向又表现为一种新的情形。
我们已经介绍了摩擦力是指地面与空气之间,以及运动状况不同的空气之间互相作用而产生的阻力。近地面的大气层里平直等压线的情况下,当水平气压梯度力与地转偏向力和摩擦力两种力的合力达到平衡时,形成斜穿等压线吹的风,这便是近地面风的情况。
【板书】2、近地面的风
请同学们读教材P34图2.7,并且在图上画出地转偏向力和摩擦力的合力。
从图中可以看出,因为摩擦力永远和运动方向相反,即与风向相反,而水平地转偏向力又在运动方向右侧90°,即与风向垂直,所以,摩擦力与水平地转偏向力的合力和水平气压梯度力达到平衡时,风是斜穿等压线吹的。即风向与等压线之间成一夹角。摩擦力对风有阻碍作用,可以减小风速。所以,摩擦力既影响风向,又影响风速。
【课堂小结】三个力与风向的关系
作用在大气上的力
力的方向
风向
水平气压梯度力
垂直于等压线,由高压指向低压
一个力作用时,垂直于等压线,由高压指向低压
水平地转偏向力
垂直于风向,北半球右偏,南半球左偏
二个力平衡时,平等于等压线,(北半球)背风而立,高压在右,低压在左
摩擦力
与风向相反
三个力共同作用时,与等压线斜交,(北半球)背风而立,高压在右,低压在左
这节课我们大量运用了图表,这也是学习地理的最基本的方法之一,希望同学们能重视图表的观察、比较与分析,这是学好地理的最重要的手段之一。
【巩固新课】
1.读下图,完成下列要求。
(1)在等压线图中A点处,绘出近地面的形成风向和受力情况(北半球)。
(2)一般摩擦力的影响可达离地面1500米左右的高度,在这个范围内的风向 等压线。摩擦力愈大,风向与等压线之间的夹角 。
(3)越往高空,风向与等压线之间的夹角 。
(4)风速随高度增加而 。
2.读右图,完成下列要求(这是一道高考题)。
(1)在图上画出有摩擦力时,A点空气匀速运动的方向V。
(2)回答:
F1是 力,它与 方向 ;
F2是 力,它与 方向 ;
F3是 力,它与 方向 。
【参考答案】
1.答案:(1)见右图,其中F1是水平气压梯度力,F2是地转偏向力,F3是摩擦力,V是风向 (3)斜穿 越大 (4)越小 (5)增加
2.答案:(1)如下图所示
(2)水平气压梯度 等压线 垂直 地转偏向 空气运动 垂直 摩擦 空气运动 相反读右图,完成下列要求:
【课后作业】教材P35活动
【板书设计】
三、大气的水平运动——风
(一)作用力
1.水平气压梯度力——形成风的直接原因
2.水平地转偏向力——只改变风向,不改变风速
3.摩擦力——既改变风向,又改变风速
(二)不同部位的风
1.高空大气中的风向
2.近地面的风
补充材料1 摩擦力对风的影响
一般摩擦力的影响可达离地面1500米左右的高度,在这个范围内的风向都斜穿等压线。摩擦力愈大,风向与等压线之间的夹角愈大;摩擦力愈小,其夹角愈小。当摩擦力为零时(高空的情况),风向便平行等压线了。因此,在实际大气中因摩擦力随高度增加而逐渐减小,所以风向随高度的增加而逐渐右偏,即愈往高空,风向与等压线之间的夹角愈小,最后,风向与等压线平行。这就是风随高度变化最一般的规律。风速则随高度的增加而增大。
陆地表面和海洋表面的摩擦力不同,地面摩擦力大,洋面摩擦力小,所以在相同的气压条件下,陆地表面的风与等压线间的夹角大,风速小;海洋表面的风与等压线的夹角小,风速大。
风斜穿等压线吹,具有很重要的意义。因为风本身进行着大气质量的输送,风穿越等压线吹,就会把高压区的大气向低压区输送,它直接影响着高低压的兴衰状况。高低压的兴衰又导致气流的变化,所以气压系统与大气运动相互影响,相互制约,构成千变万化的大气活动舞台。
补充材料2 等压线图的阅读?
等压线是同一水平面上气压值相等的各点组成的连线。等压线图上蕴含有大量的有关大气物理性质的信息,是地理学科命题的多见题型。?
阅读等压线图第一要认识气压的基本形式,如高压、低压、高压脊(在等压线分布图上,高气压延伸出来的狭长区域,叫高压脊,好比地形上的山脊。高压脊中各等压线弯曲最大处的连线,叫做脊线)、低压槽(在等压线分布图上,低气压延伸出来的狭长区域,叫低压槽,好比地形上的狭谷)等。?
阅读等压线图第二要根据所在半球,用水平气压梯度力和地转偏向力、摩擦力定出各地的风向、风力。在确定风向时,因摩擦力大小与风向关系很大,所以要看等压线图是高空等压线图还是海平面等压线图。若是高空等压线图,高空大气稀薄,摩擦力可忽略不计,故风向与等压线平行;若是海平面等压线图,摩擦力较大,几乎与等压线斜交,但是夹角多大,很难把握。为了方便起见,一般北半球右偏45°左右,南半球左偏45°左右。在确定风力时,因等压线越密代表水平气压梯度力越大,所以风力也就越大;反之,风力就越小。?
冷热不均引起大气运动 练习与解析
一、单项选择题
1.与同纬度的长江中下游平原相比,青藏高原气温日较差大的原因为( )
①青藏高原距离太阳近 ②青藏高原比长江中下游平原太阳高度角大 ③地势高,空气稀薄 ④白天太阳辐射强 ⑤云层厚 ⑥夜晚大气逆辐射弱
A.①②③ B.④⑤⑥ C.③④⑥ D.②⑤⑥
解析:长江中下游平原地势低平,河湖众多,大气密度大,云雾天气多。白天,大气对太阳辐射的削弱作用强,晚上大气逆辐射强,所以气温日较差较小。青藏高原海拔高,空气稀薄,水汽含量少。白天,大气对太阳辐射的削弱作用弱,晚上大气逆辐射弱,所以气温日较差较大。
答案:C
2.天气晴朗且大气污染较轻时,下列叙述正确的是( )
①夜晚气温较阴天高②白天气温较阴天高③气温日变化幅度大④白天大气反射加强
A.①② B.②③ C.③④ D.①④
解析:这是一道组合式选择题,要求对每一项叙述进行逐一判断。天气晴朗且大气污染较轻时,大气对太阳辐射的削弱作用较弱,故白天气温高于阴天。但晴朗的夜晚大气逆辐射少,气温较阴天低。
答案:B
3.以下现象与大气对太阳辐射的削弱作用无关的是( )
A.夏季天空多云时,白天气温不太高
B.臭氧能够防止紫外线对地表生物的危害
C.夜晚多云比白天多云气温高
D.多云的夜晚比晴朗的夜晚温暖
解析:首先要明确大气对太阳辐射的削弱作用主要是反射和吸收。四个选项中,A是反射作用,B是吸收作用,C的叙述本身是错误的,D是大气逆辐射,与大气对太阳辐射的削弱作用无关。
答案:D
4.撒哈拉大沙漠地区气温日较差较大的原因是( )
A.沙漠地区太阳辐射热量少
B.沙漠地区水汽少,大气对太阳辐射的削弱和保温作用差
C.沙漠地区人类活动少
D.沙漠地区的风沙大
解析:沙漠地区空气中水汽含量少,云量少,晴天多。白天,大气对太阳辐射的削弱作用弱,到达地面的太阳辐射多,气温高;夜晚,大气逆辐射弱,地面散失的热量多,气温低。
答案:B
读右图,分析回答5~7题。
5.如果此图为热力环流侧视图,则以下说法正确的是( )
A.引起热力环流的原因是地面冷热不均
B.温度:A>B>C>D
C.热力环流是大气运动最复杂的形式
D.气压:D>A>B>C
解析:热力环流是大气运动最简单的形式,其形成的根本原因是冷热不均。受热的地方空气上升,近地面形成低压;冷却的地方空气下沉,近地面形成高压。同一地点,高空气压低于近地面。
答案:A
6.如果此图是城市热岛环流侧视图,在②处进行植树造林,对城市空气起到的作用是( )
A.增温和增湿 B.净化和增温 C.净化和增湿 D.减湿和减温
解析:在城市热岛环流中,近地面风向由郊区吹向市区。植树造林可以使吹向市区的风增加湿度并且使空气得到净化。
答案:C
7.如果此图表示的是山谷风示意图,那么上升气流③表示的可能是( )
①白天的谷地 ②白天的山坡 ③夜晚的谷地 ④夜晚的山坡
A.①② B.②③ C.③④ D.①④
解析:白天,因山坡上的空气比同高度的自由大气增热强烈,空气受热上升;夜晚,由于山坡上辐射冷却,使邻近坡面的空气迅速变冷,密度增大,因而沿坡面下滑,流人谷地,最终导致谷底空气辐合上升。
答案:B
8.年太阳辐射总量最大值不在赤道,而在北回归线附近的原因是( )
A.赤道上白昼时间比北回归线上长
B.赤道上正午太阳高度比北回归线上小
C.赤道上森林覆盖率高
D.赤道上云雨天气比北回归线上多
解析:由于赤道地区气候湿热,云雨天气多,对太阳辐射的反射作用强,造成年太阳辐射总量最大值不在赤道,而在北回归线附近。
答案:D
9.在好望角背风而立的人,其高压位于他的( )
A.左后方 B.右后方 C.左前方 D.右前方
解析:注意南半球风向左偏,关键是会画图分析。如右图所示,①表示风向,背风而立,则其左侧是气压较高的区域,而右侧是气压较低的区域。
答案:A
10.北半球高空一架飞机自西向东飞行,飞机的右侧是高压,左侧是低压。下面的叙述正确的是( )
A.飞机逆风飞行 B.飞机顺风飞行
C.风从南侧吹来 D.风从北侧吹来
解析:一方面,北半球的风向右偏;另一方面,高空不考虑摩擦力,风向平行于等压线。
答案:B
二、综合题
11.读“相同纬度的拉萨和宁波海拔示意图”,分析回答下列问题。
(1)在同等天气条件下,两地中太阳辐射较强的是___________,理由为
______________________________________________________。
(2)两地中白天气温较高的是___________,理由为______________________________________________________。
(3)两地中夜晚气温较高的是___________,理由为______________________________________________________。
解析:同纬度地区在同一天中,正午太阳高度角相同,比较太阳辐射的强弱主要看两地的大气密度。大气越稀薄,太阳辐射越强。比较两地气温的高低,主要看近地面空气吸收的能量的多少。拉萨空气稀薄,吸收的地面辐射和太阳辐射少,所以白天温度比宁波低。
答案:(1)拉萨海拔高,空气稀薄
(2)宁波拉萨地区地势高,空气稀薄,近地面空气得到的地面辐射和太阳辐射都比较少
(3)宁波宁波海拔低,水汽和二氧化碳含量多,大气逆辐射强
12.读下面“我国东部沿海某地热力因素形成的高空等压面示意图”,完成下列要求。
(1)高空C比D的气压__________(高或低),地面A比B的气压__________(高或低)。
(2)A比B的温度___________(高或低)。
(3)ABCD之间的热力环流呈__________(顺或逆)时针方向流动。
(4)如果A地是海洋,B地是陆地,则此时应该是__________(白天或夜晚),此时A地与B地间吹__________风。
(5)此时高空C与D之间吹__________风。
解析:比较高空同一水平面上C、D的气压高低,可以选择高空等压面作为参照物。C低于等压面o高于等压面,所以(地气压高于D地。近地面气压与高空相反,因此A地气压低于B地。如果A地是海洋石地是陆地,风向由陆地吹向海洋,说明此时是夜晚。根据题干可知此地为我国东部,风向应该向右偏转,为西北风。高空摩擦力可以忽略不计,风向为南风。
答案:(1)高低 (2)高 (3)顺 (4)夜晚西北 (5)南
课件26张PPT。蓝天——“大气”存在的证据第二章:地球上的大气干洁空气:水汽固体杂质低层大气成云致雨N2、O2、Ar、O3、CO2冷热不均引起大气运动第一节一、大气的受热过程:1.大气对太阳辐射的削弱作用:
吸收:水汽、CO2吸收红外线;
O3吸收紫外线;
反射:云层或颗粒较大的尘埃
散射:空气分子或微小尘埃但大部分太阳辐射能够射到地面太阳短波辐射太
阳
辐
射地
面
吸
收大气吸收 、
反射、
散射等削弱
作用地
面
长
波
辐
射大气
吸收射向宇宙空 间射向宇宙空 间大
气
逆
辐
射“太阳暖地面”“地面暖大气”“大气还地面”
大部分被近地面的水汽、CO2吸收(75%-95%)
一、大气的受热过程:太阳辐射1. 大气对太阳辐射的削弱作用:地球上的能量源泉是:吸收、反射、散射等,
但大部分太阳辐射到达地面2.大气的保温效应:大气逆辐射
地面是近地面大气的直接热源活 动 :为什么月球表面昼夜温差比地球大得多? 仅从大气的热力作用,说明为什么地球表面温度的昼夜变化不像月球那样明显?一、大气的受热过程:太阳辐射1. 大气对太阳辐射的削弱作用:地球上的能量源泉是:吸收、反射、散射等,
但大部分太阳辐射到达地面2.大气的保温效应:大气逆辐射
地面是近地面大气的直接热源3.意义:减小气温日较差,
使地球平均气温提高到15℃二、热力环流大 气 为 什 么 会 运 动 ?2. 热力环流:由于地面冷热不均而引起的空气环流;
它是大气运动最简单的形式。大气运动的根本原因:太阳辐射能的纬度分布不均3. 热力环流的形成:冰块热水ABC把空间气压值相同的各点组合而成的面叫做等压面。海拔升高气压降低冷热不均引起的热力环流理想状态下,大气压随海拔高度的增加而降低,同一海拔高度处,气压相等,即等压面与海平面平行,大气处于稳定状态。但地面的冷热不均,破坏了这个状态,引起大气的运动。等 压 面地面受热均匀热胀冷缩低高高高低低等压面弯曲注意:高压、低压是针对同一水平面而言的。
垂直方向上,海拔越高,气压越低。等压面凸起:高压区; 等压面下凹:低压区同一高度,把1至4点按气压由高到低排序---------------绘出热力环流过程箭头A、B哪受热,哪冷却?1、3、4、2受热冷却高低实 例:陆 地海 洋海 陆 之 间 的 热 力 环 流白天:陆地增温快
海洋增温慢夜晚:陆地降温快
海洋降温慢低压:T高高压:T低高压 低压城 市郊 区郊 区由郊区流向城市由郊区流向城市三、大气的水平运动三、大气的水平运动等压面CA1015(百帕)101010051000等压线(立体图)(平面图)等压线:在同一水平面上气压相等的各点连线三、大气的水平运动CA(平面图)水平气压梯度:1.水平气压梯度力:同一水平面上,
单位距离间的气压差水平气压差:形成风的直接原因方向:垂直于等压线,由高压指向低压风向1.高低在气压梯度力与地转偏向力共同作用下形成的风(北半球)100810101006100410021000水平气压梯度力+地转偏向力风向平行于等压线(高空风)垂直于风向只改变风向,不改变风速.2. 高空中风的形成:高低近地面大气中的风向(北半球)100810101006100410021000风向水平地转偏向力摩擦力水平气压梯度力气压梯度力+地转偏向力+摩擦力风向与等压线
成一夹角既影响风向,
又影响风速。3. 近地面风的形成:与风向相反 高低练习:1、图中A、E、H所表示的辐射中属短波辐射的有 ,属长波辐射的有 。2、从数量上看A>D的原因是: 。3、对地面起保温作用的主要环节是: 。4、晴天与阴天的气温日较差哪个大?为什么?5、露或霜为什么会出现在晴朗的夜晚?应 用 反 思 :C A D B第二章 地球上的大气 第一节 冷热不均引起大气运动
【从容说课】
主要包括大气的受热过程、热力环流、大气水平运动三部分内容。
应重点分析讲解三个内容:①地面是大气的直接热源,此处可补充大气组成部分的内容;大气受热过程环节过多,且都有一个专业名词(如大气吸收等,由此产生的大气对太阳辐射的削弱作用、大气对地面的保温作用),过多的环节及环节的前后顺序与过多的名词造成学习难点,应利用图示帮助理解。②热力环流既是重点又是难点,可通过多媒体演示分析热力环流形成的过程与方法,要结合第一单元内容,理解太阳辐射在纬度间分布不均是大气运动的根本原因,并归纳学习思路,热力环流形成的因果关系正确的顺序是:近地面空气的受热或冷却(气温差异是原因)→引起气流的上升或下沉运动(空气垂直运动是气温差异的结果)→导致同一水平面上气压的差异(水平气压梯度是空气垂直运动的结果)→大气的水平运动(风);③说明三个力与风的因果关系,讲解近地面风向的确定方法,因为地转偏向力的概念比较抽象,它对大气运动方向的影响就成了难点,要强调在大气运动的方向上偏转。还要在热力环流原理的基础上,联系生活实际,如城市热岛、海陆风的介绍,对于热力环流的存在和原理是非常有力的说明和证实。
【三维目标】
知识与技能:
1.明确大气的热量来源,即导致大气运动的能量来源,使学生能运用图示说明大气的受热过程;
2.能阐述大气温室效应及其作用、大气热力环流等基本原理;
3.理解水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力对风向的影响,能运用图示解释风的形成,培养学生理论联系实际并且能理论知识指导实践的能力。
过程与方法:
1.通过探讨使学生理解“太阳暖地面、地面暖大气、大气还地面”的原理;
2.利用图表分析归纳“温室效应”;
3.通过实验活动理解热力环流的原理;
4.理论联系实际,促进对“风的形成”的理解,学会在等压线图上判断某一地的风向。
情感态度与价值观:
1.树立辩证唯物主义观念,增强大气环境保护意识
【教学重点】
1.地面是大气的直接热源。
2.分析热力环流形成的过程与方法。
3.近地面风向确定方法。
【教学难点】
1.大气受热过程。
2.热力环流。
3.地转偏向力对大气运动方向的影响。
【教具准备】课件、投影仪、讲义及补充材料
【课时安排】2课时
【教学过程】
(第1课时)
导入(新课引入)
师:我们在第一章中学习了地球的圈层结构,探索了内部圈层,也了解了外部圈层,地球的外部圈层有哪几个呢?
生:大气圈、水圈、生物圈。
师:大气圈作为地理圈层之一对于人类生存的意义重大。从今天开始,我们来学习第二章——地球上的大气。
(板书)第二章 地球上的大气
师:太阳辐射既能到达地球表面,又能到达月球表面,但是月球表面白天的温度可高达127℃,夜晚则降至-183℃。而地球的昼夜温差要小得多,这是为什么呢?这是因为地球上有厚厚的大气层而月球没有。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
一、大气的受热过程
推进(新知识传授)
师:地球上的能量主要是从哪儿获得的?
生:太阳。
师:我们知道万物生长靠太阳,这说明了太阳光热的重要性,而且太阳辐射能也是地球大气最重要的能量来源。那么太阳辐射穿过大气层的过程是怎样的呢?
(投影)书30页图2.1——地面辐射使大气增温示意图(引导学生观察、分析)
生:有一半左右的太阳辐射能够穿透大气层到达地面。
师:很好。地面吸收太阳辐射而使地面增温,所以,太阳是地面的直接热源;同时地面向外释放能量。
(板书) 太阳暖地面
(学生读书)书30页页脚处的说明
师:根据书30页页脚处的说明可知,物体的温度越高,辐射中最强部分的波长越短;物体温度越低,辐射中最强部分的波长越长。太阳表面温度达到6000K,所以太阳辐射为短波辐射,而地面温度远远低于太阳表面温度,所以地面辐射属于长波辐射。同样,大气辐射、人体辐射等也属于长波辐射。
那么地面辐射被谁吸收了呢?
生:大气层。
师:正确。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,贮存能量。所以,地面是对流层大气主要的直接热源。请问大气这种受热的过程有什么意义呢?
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。
师:刚才通过学习,我们知道了谁是对流层大气主要的直接热源?
生:地面。
(板书)地面暖大气
(活动) P31活动1
(投影图片)
师:下面我们再来看看大气增温后会出现什么样的情况?大家一起做一个活动。
生:(引导学生自主学习,学习大气对地面保温作用的知识,实现由地面辐射到大气辐射和大气逆辐射的知识迁移)
大气在增温的同时,也向外释放红外线长波辐射。大气辐射出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,故称为大气逆辐射。
所以,大气以大气逆辐射的形式将热量还给了地面,从而完成了大气的保温作用。
师:非常好。地球表面及大气层里保存着的这部分热量,成为在地理环境里发生许多自然现象及其过程的能量源泉。
(板书)大气还地面
师:再看第二题。为什么月球表面昼夜温差比地球表面昼夜间的温差剧烈得多?
生:(引导学生合作探究学习)地球上有大气层,由于大气的削弱作用,是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:地球大气对太阳辐射的削弱作用表现在吸收、反射和散射三个方面(可做扩展)。通过这三种削弱作用,使太阳辐射只有一半左右能穿透大气层到达地面。这是地面增温的主要能量来源。大气又吸收地面辐射增温,所以地球的白昼温度不高。另外,大气吸收地面辐射的能力很强,可将地面辐射的绝大部分能量储存在大气中,同时大气逆辐射又在一定程度上补偿了地面辐射损失的热量,从而起到了对地面的保温作用。地球大气对太阳辐射的削弱作用和对地面的保温作用,既降低了白天的最高气温,又提高了夜间的最低气温,从而减小了气温日较差。
月球上没有大气层,白天太阳发射全部到达月球表面,是月球表面温度迅速升高。夜晚,月球表面辐射强烈,没有大气对月球表面的保温作用,温度下降速度很快。再加上月球昼夜交替周期比地球长,所以月面温度昼夜变化比地球剧烈得多。
(小结) 通过刚才的学习,我们知道了大气的受热过程。即:首先是太阳辐射使地面增温,“太阳暖地面 ”;接下来是地面辐射使大气增温, “地面暖大气”;最后是大气逆辐射使地面保温,“大气还地面”。
【板书设计】
(第2课时)
【教学过程】
导入(新课引入)
师:地球表面的热量主要来自哪里?
生:太阳辐射。
师:对流层大气主要的直接热源又来自哪里?
生:地面辐射。
师:地球表面高低纬度间获得的太阳辐射相同吗?
生:不同。
师:高低纬度间大气获得的热量相同吗?
生:不同。
师:热胀冷缩是大气十分显著的物理特性,地球表面高低纬度间的大气存在着热量和温度的差异,必然引起大气的运动。因此各地冷热不均是大气运动的根本原因。大气运动能输送大气中的热量和水汽,引起各种天气变化。
(板书)二、热力环流
下面我们分组做一个实验。
(活动) P32活动2
实验用品的准备:长方形的玻璃缸(100CM,宽30CM,高40CM左右),塑料薄膜,一盆热水,一盆冰块,一束香,火柴等。
(投影)活动步骤:
(1)将一盆热水和一盆冰块分别放置在玻璃缸的两端;
(2)用平整的塑料薄膜将玻璃缸上部开口处盖严;
(3)在塑料薄膜的一侧(装冰块的盆上方)开一个小洞;
(4)将一束香点燃,放进小洞内。
(同时投影)观察烟雾在玻璃缸内是如何飘动的。问题:你发现了什么规律?由实验可以得出什么样的结论?(引导学生提炼此实验过程和结论,从中抽象出一般规律)
生:香的烟雾先下沉,从装冰块的盆向装有热水的盆飘动,然后在装有热水的盆向上升起,最后飘向装冰块的盆的上方。形成一个循环。结论是:地面冷热不均带来空气环流。
师:非常好。请大家看投影(引导学生分析,完成热力环流形成的简图)
(投影)
生:(1)如果A地受热,近地面大气膨胀上升,上空空气密度加大,形成高气压;B、C两地冷却,空气收缩下沉,上空空气密度减小,形成低气压。
(2)同时,A地受热,近地面大气膨胀上升,近地面空气密度减小,形成低气压;B、C两地冷却,空气收缩下沉,近地面空气密度加大,形成高气压。
(3)由于同一水平面上产生了气压差异,并且在水平方向上,空气总是从高气压流向低气压。所以,高空空气就从气压高的A地向气压低的BC两地扩散,近地面的空气又从BC两地流回A地。
(4)这样,大气运动最简单的形式——热力环流形成了。
(根据讲解完成热力环流形成的简图)
师:(总结并板书)
大家分析的很准确。在热力环流中谈到的高压与低压都是指同一水平面上不同的地方相比较而言。在理解热力环流时,还要注意以下几点:(1)近地面与高空的气压分布状况正好相反;(2)大气的水平运动:总是由高压指向低压;(3)大气的垂直运动:近地面冷—气压高—气流下沉;近地面热—气压低—气流上升;(4)“热力环流”是大气运动中最简单的形式。
在我们日常生活中,热力环流是自然界常见的一个自然现象,请你注意观察和思考自己身边热力环流的实际例子。海陆风是热力环流在自然界的具体体现。下面请你利用热力环流的原理,完成P33“活动3”。
(投影)活动3(活动设计中注意了让学生动手和动脑,通过探究式地学习,对海滨地区陆风、海风对气温调节的作用得出自己的结论。)
生:(1)白天陆地气温比海洋高,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。据此,图2.4A:陆——低,海——高;,图2.4B:陆——高,海——低
(2)风从高气压吹向低气压。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。
(3)略
(4)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:答的非常准确。(投影)海陆风
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。
白天:陆地受热升温较快,海洋受热升温较慢,从而产生了冷热差异,近地面风由海洋吹向陆地。夜晚:陆地降温较快,海洋降温较慢,从而产生了冷热差异,近地面风由陆地吹向海洋。在图中画出近地面大气的运动方向。
师:如果将白天换成夏季,将夜间换成冬季,情况又会怎样?城市与郊区之间也存在着热力环流——城市风,它们是怎样形成的?了解城市风的出现有何重要意义?如果地球上在赤道和两极之间存在热力环流,这个热力环流应该怎样的?这几个问题,请大家课后慢慢思考。
(小结过渡)近地面空气的受热或冷却(气温差异是原因)→引起气流的上升或下沉运动(空气垂直运动是气温差异的结果)→导致气压的差异(水平气压梯度是空气垂直运动的结果) →大气的水平运动(风)。
(板书)三、大气的水平运动
师:什么是水平气压梯度呢?
生:同一水平面上单位距离间的气压差叫做水平气压梯度。
师:很好。气压的高低是在同一水平面上进行比较的。那么什么是水平气压梯度力?
生:只要在水平面上存在着气压梯度,就会产生促使大气由高气压区流向低气压区的力,即水平气压梯度力。
(投影)北半球水平气压梯度力示意图
师:水平气压梯度力的大小由谁决定?
生:水平气压梯度力的大小取决于气压梯度,气压梯度越大水平气压梯度力越大;反之越小。
师:水平气压梯度力的方向应该是怎样的?
生:水平气压梯度力的方向是垂直于等压线,并由高压指向低压。
师:很好。水平气压梯度力是形成风的直接原因(原动力)。在水平气压梯度力的作用下,风向垂直等压线。水平气压梯度力越大,风速越大。
(板书)
生:(阅读)P34“阅读:地球自转于沿地表作水平运动物体方向的偏移”
(投影)在水平气压梯度力和地转偏向力共同作用下的北半球风向示意图
师:地球上水平运动的物体,将会受到地转偏向力的作用,北半球向右偏,南半球向左偏。风是大气的水平运动,也会受地转偏向力的影响,地转偏向力只改变风的方向,不能改变风的速度。
投影的图片中,空气质点在水平气压梯度力和地转偏向力共同作用下,始终是按两个力的合力方向运动,而水平地转偏向力始终是垂直于运动方向之右侧,最终达到水平气压梯度力和地转偏向力大小相等、方向相反,其合力为零,达到平衡状态,空气运动不再偏转而作惯性运动,形成了平行于等压线吹的稳定的风。
高空大气中的风向,是水平气压梯度力和地转偏向力共同作用的结果,风向与等压线平行。
(板书)
(过渡)
师:近地面的风除了受水平气压梯度力和地转偏向力的共同作用外,还会受到摩擦力的影响,其风向还能与高空大气的风向相同吗?
生:不能。
师:那近地面的风会是怎样的风向呢?
(投影)在水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力共同作用下的北半球风向示意图
(引导学生探究分析)
师:在近地面,大气的水平运动受哪几个力的作用?
生:在近地面,大气的水平运动受到三个力的作用:水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力。
师:摩擦力的方向与风向是什么关系?
生:永远和风向相反。
师:摩擦力能改变风向,对风速有没有影响?
生:有影响。
师:大气的水平运动受水平气压梯度力和地转偏向力共同作用时,风向与等压线平行;那么北半球近地面大气的水平运动同时受到水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力三个力的作用时,风向又会发生怎样的偏转呢?
生:风向与等压线之间有一个夹角。
师:大气在水平气压梯度力和地转偏向力的共同作用下,风向与等压线平行。此时若再加上摩擦力的影响,风向一定不再与等压线平行,而是斜穿等压线吹的。一般摩擦力的影响可达离地面1500米左右的高度,在这范围内的风向都斜穿等压线。摩擦力愈大,风向与等压线之间的夹角愈大;摩擦力愈小,其夹角愈小。
(补充板书)
结束(小结):大气的受热过程,今天我们又学习了热力环流和大气的水平运动两方面的知识,知道大气垂直运动的原因是由于地表受热不均,垂直运动又导致同一水平上气压的差异,从而导致大气的水平运动——风。也一起研讨了大气水平运动的三种作用力:水平气压梯度力;地转偏向力;摩擦力。以及在几种不同作用力的作用下所产生的风向变化情况:高空大气受水平气压梯度力、地转偏向力的作用,风向与等压线平行;近地面大气的运动受水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力三个力的共同作用,风向与等压线斜交。
【板书设计】
第二章 地球上的大气 第一节 冷热不均引起大气运动
一、大气的受热过程:太阳暖地面 地面暖大气 大气还地面
二、热力环流:
三、大气的水平运动
必修1第2章第1节冷热不均引起大气运动课时训练
阅读下面的文字和图,回答1~4题。
地球的大气对太阳辐射具有选择性吸收作用,其中大气中的臭氧主要吸收太阳辐射中波长较短的紫外线;水汽和二氧化碳则主要吸收波长较长的红外线。大气对太阳辐射中能量最强的可见光吸收得很少,大部分可见光能够透过大气层射到地面上来,大气直接吸收的太阳辐射的能量是很少的。
1.图中A、B、C三个箭头所表示的辐射依次是
A.大气逆辐射、地面辐射、太阳辐射 B.太阳辐射、地面辐射、大气逆辐射
C.地面辐射、大气逆辐射、太阳辐射 D.太阳辐射、大气逆辐射、地面辐射
2.近地面大气主要的、直接的热源是
A.地面辐射 B.太阳辐射 C.大气辐射 D.大气逆辐射
3.大气对太阳辐射产生吸收作用的主要成分是
A.氧、臭氧 B.氮、氧 C.氧、二氧化碳 D.二氧化碳、臭氧
4.大气对地面的保温作用和对应的字母主要是
A.到达地面的太阳辐射——A B.大气的反射作用——D
C.大气的吸收作用——B D.大气的逆辐射作用——C
由于城市人口集中,工业发达,释放出大量的人为热,导致市区气温高于郊区,从而引起市区和郊区之间的小型的热力环流,称之为城市风。据此回答5~6题。
5.根据城市风的原理,今后城市造林的重点应该在
A.市区 B.郊区 C.远郊 D.农村
6.日常生活中,根据下列物体的方向判断风向易出现错误的是
A.交通工具排放的尾气 B.炊烟的方向 C.旗帜展开的方向 D.人体的感觉
7.下图为等压线分布示意图,其中表示南半球近地面风向的是
A.① B.② C.③ D.④
8.海上的风力往往比陆地上的风力大是由于
A.海上的温度差别大于陆地 B.海上的气压梯度大于陆地
C.海上的摩擦力小于陆地 D.海上的水平气压梯度力大于陆地
9.如图所示,一架飞机在北半球自东向西飞行,飞机左侧是高压,可判断
A.顺风飞行 B.逆风飞行 C.飞机在信风带中飞行 D.风从北侧吹来
下图为对流层大气某要素等值面垂直分布图。据图回答10~11题。
10.若a、b、c、d、e为不同温度值,则气压值的大小比较正确的是
A.甲>乙>丙>丁 B.乙>甲>丁>丙 C.甲>乙>丁>丙 D.乙>甲>丙>丁
11.若a、b、c、d、e为不同气压值,则甲、乙、丙、丁四地的气流运动方向是
A.甲→乙→丁→丙→甲 B.丁→丙→甲→乙→丁
C.乙→甲,丙→丁 D.乙→甲→丙→丁→乙
12.如果仅从地面热力作用的影响考虑,一天中空气最清新的时段出现在
A.清晨 B.中午 C.傍晚 D.夜晚
13.从交通运输部水运司获悉,三峡水库自2008年9月28日0时开始蓄水,11月5日8时已成功蓄水至172.41米,在狭窄的河流上出现了一个面积超过1 000平方千米的“湖泊”。巨大的水库也给周边气候带来一定影响,若在三峡水库边修建某度假村,下图中能正确反映水库与度假村之间风向的是
A.①② B.③④ C.①④ D.②③
14.首都园林绿化政务网11月19日讯 2008年全市新增造林绿化面积14.2万亩,栽植各类苗木3 850万株。下面甲图是“北京近地面多年平均气温分布图”(单位:°C),乙图是“北京城市环流模式图”。读图,完成下列问题。
(1)观察甲图,说出北京市近地面多年平均气温分布状况。________,你认为产生这种状况的原因是______________________________________________________________。
(2)根据甲图所示信息,用箭头在乙图上画出北京市的热岛环流。
(3)根据城市热岛环流的特点,你认为北京市规划的造林重点应选在乙图的A、B、C三地中的____地,其对北京市环境治理的主要作用是_________________________________。
(4)同期,北京市要把大气污染严重的某大型企业从城区迁出。根据城市热岛环流的特点,你认为最适合该企业的新厂址应选在乙图的A、B、C三地中的__地,理由是_____。
15.读图,完成下列问题。
(1)图中甲点处的箭头表示甲点空气运动及受力状况,则各箭头分别表示:
A________,B____,C________,D________。
(2)该图分布在____(南、北)半球。
(3)画出图中乙点的风向。
(4)甲、乙两地风力较大的是____。
16.读“某城市2007年12月13日20时气温实况图”,完成下列问题。
(1)此图反映了城市所具有的____效应。在这种效应的作用下,如不考虑其他因素,当晚城市的风向特点应该是________。
(2)形成此图所示效应的原因是( )
A.城市生产和消费活动释放大量废热 B.城市建筑对太阳辐射反射率大
C.城市高层建筑的不断增多 D.城市上空云量少,对太阳辐射削弱少
(3)治理此效应的理想措施是________。
(4)考虑到城市的这一效应及产生的空气运动特点,为了减轻大气污染,在城市规划时一定要注意研究________的距离,把________和________布局在这一距离之外,以避免污染物回流和相互污染。
答案
BADD,BA
D
C
B
CD
B
B
14.
(1)城区高,郊区低 城市人口集中、工业发达,居民生活、工业生产、交通工具释放出大量的废热,导致近地面城区的气温高于郊区
(2)画图略(气流近地面从郊区流向城区,上空从城区流向郊区)
(3)B 林地处在城市热岛环流之中,清新空气可以通过近地面流向北京城区,起到净化空气的作用
(4)C 新厂址选在城市热岛环流之外,避免了工厂排放的大气污染物从近地面流向北京城区
15.
(1)水平气压梯度力 风向 地转偏向力 摩擦力
(2)南
(3)略(西北风)
(4)乙
16.
(1)热岛 从郊区吹向城市
(2)A
(3)增加城区绿化面积
(4)城市上空的风到郊区下沉 大气污染严重的工业企业 卫星城