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第三节 大气环境
三维目标
一、知识与技能
1.运用图表分析说明大气的受热过程和大气的运动。?
2.通过绘制全球气压带、风带分布示意图,了解气压带、风带的形成、分布、移动规律及其对气候的影响。? 3.运用简易天气图,简要分析锋面、低压、高压等天气系统的特点。?
二、过程与方法
1.运用图表说明大气的运动,培养学生对地理知识归纳总结的能力。?
2.通过绘制全球气压带、风带分布示意图,培养学生的动手能力,提高学生的读图和析图能力。?
3.充分对比,理解概念的含义,如冷锋与暖锋,低压与高压,气旋与反气旋,培养学生对比分析问题的能力。?三、情感态度与价值观?
通过对自然现象的科学解释,形成唯物主义的世界观,增强大气环境保护意识。
教学重点1.对流层大气的受热过程。
2.热力环流与大气的水平运动。
3.全球气压带、风带的分布及移动。
4.大气活动中心及季风环流。
5.常见天气系统的形成及天气状况。?
教学难点1.热力环流与大气的水平运动。
2.全球的气压带与风带。
3.西南季风的成因。
4.天气系统的形成。?
教具准备课本插图、课件、投影仪、图片。?
课时安排5课时。?
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第1课时
教学过程
导入新课
师 (情景导入)太阳辐射既能到达地球表面,又能到达月球表面,可是月球表面白天的温度可高达127 ℃,夜晚温度则降至-183 ℃。与月球相比,地球的昼夜温差要小得多,这是为什么呢??
生 这是因为地球除自转周期较短外,还有厚厚的大气层,而月球上没有。?
师 回答得非常好。大气为地球生命的繁衍和人类的发展提供了必要的条件。这节课,我们就来学习——大气环境?
板 书:
第三节 大气环境
推进新课
师 (投影图片)身背氧气筒的登山运动员的登山图。?
师 (提问)登山运动员登山时为什么要背着氧气筒呢??
生 (思考后回答)因为登山时,越向上,空气越稀薄。?
师 (总结)看来随着高度的变化,大气层也会发生变化,那么,大气在垂直方向上的变化规律如何呢?
投影:
“大气垂直分层示意图”?
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师 (提问)大气在垂直方向上分为哪几层?各层的气温变化有何特点??
生 (观察图片,思考并回答)大气在垂直方向上分为:对流层→平流层→高层大气,其中,对流层的气温随着海拔的升高而逐渐降低,平流层的气温随着海拔的升高而升高,高层大气的气温变化是先降低后升高。?
师 激励性评价,并要求学生完成教材中的活动题。?
问题探究:读上图?
(1)与人类关系最密切的是哪一层?为什么??
(2)飞机飞行在哪一层?为什么该层最适合飞机飞行??
生合作探究并回答?
师 (1)与人类关系最密切的是对流层;对流层是贴近地面大气的最底层,整个大气质量的3/4和几乎全部水汽、固体杂质都集中在这一层,人类生活在对流层的底部,因此,该层是大气中最活跃,也是与人类关系最密切的一层。?
(2)飞机飞行在平流层,这是因为该层水汽、固体杂质极少,天气晴朗,能见度好,大气平稳,有利于高空飞行。?
(承转)太阳辐射透过大气到达地球表面,在地表和大气之间进行着一系列能量转换。其中,对流层的气温变化和风、霜、雨、雪等天气过程,都是能量在对流层中传递和转换的表现,下面,我们就来学习对流层大气的受热过程。?
板 书:?
一、对流层大气的受热过程?
(一)大气对太阳辐射的吸收作用
师 (提问)大气对太阳辐射的削弱作用,主要表现为哪几种形式??
生 (看书后回答)主要表现为吸收、散射和反射。
投影:
大气对太阳辐射的削弱作用表
太阳辐射 总体波长范围:0.15~4微米
紫外光 可见光 红外光
占太阳辐射能的比例 7%(包括X射 线和γ射线) 50% 43%
波长(微米) 小于0.75 0.175~0.40 0.40~0.76 大于0.76
经过大气层时发生的情况 几乎完全被上层大气吸收 绝大部分被臭氧层吸收 波长较短的蓝色光等为大气分子所散射,水汽、云和浮尘等可阻挡、反射和吸收一部分可见光,绝大部分可见光能够直接到达地面 对流层大气中的二氧化碳、水汽、云和浮尘,可直接吸收相当数量的红外光
提问:在太阳辐射能中,波长由短到长,主要分为哪几类光?各波段能量分别占太阳辐射能量的多少?各类光的波长范围大约是多少??
生 (读表后回答)按波长由短到长分别有紫外光、可见光、红外光。紫外光占太阳辐射能的比例为7%,波长范围是0?40微米以下。可见光占太阳辐射能的比例是50%,波长范围是0.40~0.76微米之间。红外光占太阳辐射能的比例是43%,波长范围是大于0.76微米。
师 (进行激励性评价并提问)这些光线在经过大气时被大气削弱的情况是否相同,为什么??
生 (合作讨论后回答)不相同。紫外光几乎完全被上层大气吸收,绝大部分被臭氧层吸收。可见光绝大部分能直接到达地面,波长较短的蓝色光等易为大气分子所散射。对流层中的二氧化碳、水汽、云和浮尘,可直接吸收相当数量的红外光。?
师 激励性评价,并指导学生完成教材中的活动题。?
问题探究:(1)对流层大气对太阳辐射的吸收、反射、散射作用各有什么特点??
(2)为什么晴朗的天空多呈蔚蓝色??
生 (小组合作探究并回答)(1)对流层大气基本上不能直接吸收太阳辐射的能量;对流层大气对太阳辐射的吸收具有选择性;波长较短的蓝色光最易被散射,因此散射也具有选择性,对流层的反射作用不具有选择性。?
师 回答得非常好,那么晴朗的天空为什么呈蔚蓝色呢,请同学们结合投影图片思考回答。
投影:
大气对太阳辐射的散射图?
生(观察图后回答)在太阳辐射的可见光中,波长较短的蓝色光最容易被空气分子所散射,所以晴朗的天空呈现蔚蓝色。?
师 (激励性评价并出示巩固训练)
投影:?
1.关于大气对太阳辐射的削弱作用,叙述正确的是( )?
A.大气的反射、散射和吸收都有选择性?
B.大气的反射、散射无选择性,吸收具有选择性?
C.大气的吸收和反射无选择性,散射具有选择性?
D.大气的吸收和散射有选择性,反射无选择性?
2.大气对太阳辐射的削弱作用,主要表现为 、 、 ;大气中的二氧化碳、水汽、云和浮尘可吸收相当数量的 光,波长较短的 光易被大气分子所散射。?
参考答案:1. D 2.略
太阳辐射经过厚厚的大气被削弱后,仍有47%到达地面,使地面增温,同时,地面在增温的同时又把热量向外辐射加热大气,使大气增温,大气增温后也要向外辐射,下面我们就来学习地面辐射和大气辐射。?
板 书:?
(二)地面辐射和大气辐射
师 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就越长。因此,太阳辐射称为短波辐射,地面辐射称为长波辐射。那么地面辐射被谁吸收了呢??
生 大气层。?
师 回答得很好。近地面大气中的二氧化碳和水,能够强烈吸收地面长波辐射而增温,所以地面是对流层大气的直接热源。
投影:
“太阳辐射、地面辐射和大气辐射的关系示意图”?
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(提问)下面我们再来看看大气增温后会出现什么样的情况呢??
生 (自主学习:大气逆辐射对地面的保温作用)大气在增温的同时,也向外释放红外线长波辐射,大气辐射除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,故称大气逆辐射,所以大气又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。地面吸收太阳辐射而增温,同时以红外线的形式向外辐射热量。地面放出的长波辐射绝大部分(75%~95%)被对流层大气中的水汽和二氧化碳吸收,少部分透过大气返回宇宙空间。大气吸收了地面的长波辐射使大气增温,大气在增温的同时也向外放出红外线辐射,其中大部分朝向地面,因辐射方向与地面辐射相反,被称为大气逆辐射。大气逆辐射把热量还给地面,在一定程度上补偿了地面辐射损失的热量,对地面起到了保温作用。?
师 (承转)在不同的天气情况下,大气逆辐射的强弱程度是不同的,请同学们分析探讨以下两个问题。?
(问题探究):(1)深秋至第二年早春季节,霜冻为什么多出现在晴朗的夜晚??
(2)每年秋冬季节我国北方地区的农民常用人造烟幕的办法,使地里的蔬菜免遭冻害,其原理是什么??
生 (合作讨论并回答)(1)因为晴朗的夜晚大气中的水汽含量少,因而对地面长波辐射的吸收能力就弱,进而导致大气逆辐射弱,对地面的保温作用就弱,所以,容易出现霜冻。
(2)用人造烟幕,主要是为了增加大气中的烟尘,以增强大气逆辐射作用,使大气的保温作用加强,因而使地里的蔬菜免遭冻害。?
师 (进行激励性评价,出示巩固训练)
投影:
读“大气对地面的保温作用图”,回答下列问题。?
(1)写出图中字母所表示的辐射名称:A ,A1 ,B ,C 。
(2)图中的 和 对地面起到了保温作用。?
(3)图中A2仅占A的很少部分,是因为大气对A的吸收具有 性。?
(4)图中A1要比A少的原因是 。
(5)图中C1比A2大的原因是 。
师 (承转)地表的热量主要来自于太阳辐射,而地球表面高低纬度间,陆地和海洋之间获得的太阳辐射量并不一样,这主要与影响地面辐射的因素有关。?
板 书:
(三)影响地面辐射的主要因素
师 (提问)影响地面辐射的主要因素有哪几个??
生 (阅读教材后回答)纬度位置和下垫面。?
师 回答得非常好。
投影:?
“不同太阳高度辐射强度变化示意图”(下图)
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师 (提问)纬度位置是如何影响太阳辐射的呢??
生 (自主学习)?
师 纬度不同的地区,年平均正午太阳高度不同,太阳辐射经过大气的路程长短各异,尤其是太阳光线照射水平地面的角度不同,这是太阳辐射强度由低纬度向两极递减的重要原因。太阳高度角愈大,等量的太阳辐射经过大气的路径愈短,被大气削弱的愈少。这样,同样性质的地表,受到太阳辐射的强度就越大,所产生的地面辐射就越强。
投影:
“不同性质地面的反射率”?
师 不同性质的地面,对太阳辐射的反射率是否相同??
生 不相同。?
师 不同的下垫面,为什么对太阳辐射的影响不同呢??
生 (合作讨论)并回答:?
下垫面不同,其地表性质就不同,吸收和反射的太阳辐射比例也不同,下垫面的热力状况就不一样,所以不同的下垫面,其地面辐射也就出现了差异。?
师 非常好。由于下垫面的状况不同,吸收和反射的太阳辐射的比例不同,这就使得世界各地地面辐射的变化,并不完全与纬度的变化相一致。?
师 除上述两个主要影响因素外,还有其他因素吗??
生 看书后回答:有,如气象因素等。?
师 激励性评价后,布置学生完成以下训练题。
投影:
下图表示海陆上气温的变化,读图回答下列问题。?
(1)这是指气温的 变化,它体现了 之间出现气温 值和 值。
(2)这种变化是由于 的变化而造成的。?
(3)比较图中两条曲线:A线表示 ,B线表示 。?
(4)海陆表面上气温日变化的不同特点是:?
① ;?
② ;?
③ 。
课堂小结
今天我们主要学习了对流层大气的受热过程,分析了大气对太阳辐射的削弱作用,其中大气对太阳辐射的吸收、散射作用具有选择性,而反射不具选择性,大气逆辐射对地表能起到保温作用。同时还了解了影响地面辐射的两个重要因素,即纬度因素和下垫面因素。?
板书设计
活动与探究
探究课题:逆温现象?
探究内容:1952年12月5~9日,英国发生了震惊全球的伦敦烟雾事件,整个城市笼罩在一片浓烟之中,酿成了四五千人死亡的“世界悲剧”。1955年美国的洛杉矶发生了严重的光化学烟雾事件,当地65岁以上的老人有近400人因污染造成心脏衰竭死亡……科学家发现,这些重大污染事件的发生,除因污染严重外,还与一个无形的杀手——逆温有关……何为逆温 逆温对大气运动有何影响(逆温为何妨碍污染物的扩散) 逆温现象是怎样产生的 当逆温经常出现或持续较长时,人们能采取什么措施来减轻大气污染程度 ?
探究过程、方法:上网查阅资料,了解当时的详细情况,组内合作讨论。?
探究结果:组内交流发言。?
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