2.1
热力环流
教案
一、教学准备：
(一).学情分析
我校是一所普通全日制高级中学，学生原初中地理的学习乃至高中其他文科知识的学习有很大的不同，学生学习存在较多的问题高一新生的物理基础知识还不是十分好，要理解“热力环流”的形成必须掌握物理学习中有关“大气受热不同对气压的影响”的相关知识。常言道：“牵牛要牵牛鼻子。”要突破教学难点，就要抓住关键，搞好关键知识的教学，在学习过程中，学生通过具体实验和例子的分析来理解“热力环流”可以达到事半功倍的学习效果。
(二).教材分析
热力环流的学习过程中，既要用物理知识来理解环流的形成过程中气温、气压的关系，又要具备一定的空间想象力来理解气温、气压与高度的关系。教材的编写明显是建立在初中物理之上的，且是建立在对气温与气压关系已掌握的基础上的。教材没有解释空气受热就上升、冷却要下沉的根本原因，特别是新教材，对热力环流的描述不到二百字，文字基本是对结论的阐述。上课时如不把温度与空气运动方向的关系；温度、高度与气压的关系给学生讲透，学生学的过程就会云里雾里。
(三)、设计理念
课程注重与实际相结合，要求学生在分析地理事实的基础上，逐步学会运用基本的原理探究地理过程、地理成因以及地理规律等。教师在教学的过程中通过选用联系学生实际的素材来实现教学目的，包括选择学生熟悉的地理现象，学生生活中遇到的地理问题，符合学生兴趣和年龄特征的地理问题等。教师在设计教学时要充分考虑高中学生的心理发展规律和不同的学习需要，积极探索和运用自主学习、合作学习、探究学习等学习方式，提高学生分析解决地理问题的能力。
(四)、教学目标
知识和技能
（1）大气运动的最简单形式——热力环流的形成原理。
（2）运用热力环流实验来观察热力环流的形成过程,分析实际生活中的一些地理现象，将所学的知识运用于实际，服务于社会。
过程和方法
尝试从学习和生活中发现地理问题，提出探究方案，自主学习或是与他人合作，提出解决问题的对策。
情感态度和价值观
激发学生探究地理问题的兴趣和动机，养成求真、求实的科学态度。
(五)、教学重点和难点
热力环流形成的基本原理
(六)、过程与方法
情境创设法,学生自主学习，小组合作实验探究热力环流、
二、教学过程
（一）情景问题引入
【创设情境】：介绍生活中的事例：(设计意图：良好的开端是成功的一半，此设计能有效地激发学生学习的兴趣。以此来激发学生的好奇心和求知欲，并引入本知识点的教学。)
多媒体展示现象，说明原理。
家里空调夏季制冷时平吹，冬季制热时向下吹。这样屋子制冷均匀，制热也均匀。此现象说明：冷空气下沉，热空气上升。
过渡：空气因冷热不均导致其垂直运动。冷空气下沉，热空气上升
（二）课堂内容学习
内容一、复习大气的保温作用相关知识。引出地面的冷热不均。
其下垫面性质因形状、物理性质、海拔高低等原因导致其接受太阳辐射后升温不同，而温度的差异就引起了我们本节所学内容----大气的运动。
我们本节课学习的主要内容是大气的最简单的运动形式
--
--热力环流。
内容二、回顾初中学习的大气压强相关知识
根据不同高度的压强情况来说明垂直方向上，上空空气密度稀薄，单位体积内空气质量较小故此压强较小。下空空气密度大，单位体积内空气质量较大，故此压强较大。
所以垂直方向上的压强一般是下空大于上空。我们一般不会这样去比较，所比较的高低压是指在同一水平面上的高低压。
设置练习，强调同一水平面的高低压及其判断。
内容三、观察实验并记录。形成初步的热力环流模型
1、实验用材：打火机，纸片
2、实验步骤：（1）在室外安全的地方，放置一块铁板，再在铁板上放置一小堆纸，并用火柴点燃。
（2）注间观察纸片和灰烬显示出的空气流动路线，即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。
3、实验结论：通过本实验，可以证明由于地面的冷热不均而形成了空气的环流运动，即热力环流。
次过程用多媒体展示，并同时进行压强方面的变化展示。
强调热力环流的步骤及原理。并配以练习。
练习一、等压线的弯曲判断2题。
练习二、城郊风，强调近地面冷热的判断为做题突破点
练习三、海陆风，强调近地面冷热的判断为做题突破点
练习四、山谷风，同上
内容四、结合上述内容，谈谈如何在生活中具体去运用所学知识来指导我们分析一些地理现象。
1利用城郊风判断工厂与城区的位置关系。
2利用海陆风判断图片所示内容正确与否。
等等
内容五、绘制热力环流图。
分析归纳热力环流的过程。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，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】
随堂练习
诸葛亮火烧葫芦峪
话说三国后期，农历六月的一天，晴空万里，暑热
难耐，真乃火攻之良机，诸葛亮设计将司马懿父子围困
在葫芦峪，遍山燃起大火……，正当大火冲天，一场大
雨不期而至。……
诸葛亮叹道：“谋事在人，成事在天，不可强也”。
这这场雨真得是天降？
下列四幅海陆风示意图，能正确表示近地面大气运动的是：
（
）
答案：②③
【教后记】
本节内容较为紧凑，可以用一课时来讲，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
热力环流教学设计
资源准备、教师活动、预计时间
学生活动、预计时间
设计意图
(准备：2人一组，可以互相商量，提问一人另一人可以补充)1、复习引入：提问：大气运动最简单形式“热力环流”的过程是什么？
（学生回答时随手做副板书画图）资源准备：书和PPT，提问加回答共约4分钟
回忆并回答：地面冷热不均→大气垂直运动→同一水平面产生气压差异→大气水平运动（约2-3分钟）
以“热力环流”作为后面进入新课进行思考的铺垫。
2、过渡：“热力环流”是大气运动最简单形式，而我们今天要探讨的是全球性、有规律的“大气环流”，它反映了大气运动长时期的平均状态。我们把“大气环流”的概念画在书上。书P33资源准备：书，过渡加学生活动共约3分钟
按要求把“大气环流”的概念画在书上。（约2分钟）
明确本节课要学习的内容和“大气环流”的概念
3、进入新课全球的大气到底是怎样运动的呢？让我们假设第一个条件：（1）假定地表均匀（无海陆差异等）、不考虑地球自转偏向力和公转、只考虑高低纬度间因太阳辐射而受热不均的理想状态，根据热力环流原理，让学生在学案上绘赤道和两极地区的受热状况和大气运动。找2组同学在黑板上完成理想状态下地球大气的单圈环流图。（一组画赤道和两极地区的受热状况和大气垂直运动，另一组同学画高空和近地面的大气水平运动）（2）能推导回答出赤道低气压带和极地高气压带。（3）教师用PPT总结演示第一种假设“单圈环流”资源准备：书和PPT、学案，提问加回答共约6分钟
（1）所有学生回忆热力环流原理并画赤道和两极地区的受热状况和大气垂直运动图。（2）2组同学在黑板上完成理想状态下地球大气的单圈环流图。（边画边商量约4分钟）
以热力环流引出理想状态下地球大气的单圈环流。为下一步三圈环流思考做铺垫
4、理想现实化一：第二个条件附加地球自转偏向力，铺垫低纬近地面和高空风向的差异的比较，推导地球大气三圈环流，并以平面简图的形式按顺序绘制气压带和风带示意图。梳理气压高低与气流升降的关系，并判断分析气压带风带的冷热干湿性质。（1）教师提问：事实上地球在时刻不停地自转，地球上的大气只要发生水平运动——风，地转偏向力就会起作用（赤道地区除外）。但是不止于此，高空风和近地面风还有差异，说明原因。资源准备：书和PPT，提问加回答共约4分钟（2）推导低纬环流，教师边问边推导。教师随总结随画板图，学生跟着画。能说出低纬环流的气压带风带的名称和风带的风向。然后提问，学生判断分析低纬环流的气压带风带的冷热干湿性质并到黑板画南北半球信风带的风向。资源准备：书和PPT和学案，提问加回答共约8分钟（3）同上方法：推导中高纬环流。以平面简图的形式按顺序绘制北半球气压带和风带示意图。能说出中高纬纬环流的气压带风带的名称和风带的风向。然后提问，学生判断分析中高纬纬环流的气压带风带的冷热干湿性质并到黑板画南北半球西风带的风向。资源准备：书和PPT和学案，提问加回答共约8分钟（4）教师用PPT总结演示第二种假设“三圈环流”说出全球气压带和风带分布情况并梳理气压高低与气流升降的关系。约3分钟
（1）某组一名同学回答：近地面风受三个力（水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力）作用，风向与等压线成一夹角。高空风受2个力（水平气压梯度力和地转偏向力）风向在一定距离处与某一等压线平行。（回答约2分钟）（2）①随老师提问推导回答出赤道低气压带副热带高气压带。②提问1组同学：判断分析低纬环流的气压带风带的冷热干湿性质③2组同学到黑板画南北半球信风带的风向。（回答约6分钟）（3）①随老师提问推导回答出副极地低气压带、盛行西风带和极地东风带。②提问1组同学：判断分析中高纬环流的气压带风带的冷热干湿性质③2组同学到黑板画南北半球西风带的风向。（回答约6分钟）（4）高压-下沉；低压-上升。
为推导三圈环流做铺垫推导三圈环流的形成过程，在平面图上落实气压带、风带。
5、在板图的基础上，进行板书小结约2分钟
回忆并说出
梳理思路第二章
地球上的大气
第一节
冷热不均引起大气运动
教学目标：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用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
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
课件和投影仪
课时安排
2课时
第1课时
教学过程
［新课导入］
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？大气圈、水圈、生物圈。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
［教师精讲］
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
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）教材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）
师：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
师：根据教材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6000
K，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）教材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，
（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）
生：大气在增温的同时，也向外释放红外线长波辐射。大气辐射的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：（引导学生合作探究学习）再看第2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：地球上有大气层，由于大气的削弱作用，使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。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，白天太阳辐射全部到达月球表面，使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
［新课导入］
师：（复习太阳直射点的回归年变化）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
师：下面我们分组做一个实验。
（活动）P32活动2（同时投影）
得出结论：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。
承转：请大家看投影（引导学生分析，完成热力环流形成的简图）
师：（结合图形讲解）（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B、C两地扩散，近地面的空气又从
B、C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。
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，完成教材P33活动3。（投影）
师：讲解答案：（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）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。
（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（图略）
师：水平气压梯度力的大小由谁决定？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。水平气压梯度力的方向应该是怎样的？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：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）
（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做惯性运动，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。
（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
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：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。
小结：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地表受热不均，垂直运动又导致同一水平面上气压的差异，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。人教新课标版高一必修1
2.1.1
冷热不均引起大气运动教案
【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、情感目标
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】
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
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。
一般情况
同一高度
气温高、气压低
气温低、气压高
不同高度
越往高、气压越低
近地面气压的高低与高空相反
太阳辐射
冷热不均
空气
垂直
运动
空气
水平
运动
同一水平面气压差异
根本
原因
直接
原因
热力环流
大气运动最简单形式
太阳辐射
冷热不均
空气
垂直
运动
空气
水平
运动
同一水平面气压差异
根本
原因
直接
原因
热力环流
大气运动最简单形式
