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高中地理《冷熱不均引起大氣運動》教案設計
教學目標：知識與技能
1.明確大氣的熱量來源，即導致大氣運動的能量來源，使學生能運用圖示說明大氣的受熱過程。
2.能闡述大氣溫室效應及其作用、大氣熱力環流等基本原理。
3.理解水平氣壓梯度力、地轉偏向力和摩擦力對風向的影響，能運用圖示解釋風的形成，培養學生理論聯系實際并且能用理論知識指導實踐的能力。
過程與方法
1.通過探討使學生理解"太陽暖地面、地面暖大氣、大氣還地面"的原理。
2.利用圖表分析歸納"溫室效應"。
3.通過實驗活動理解熱力環流的原理。
4.理論聯系實際，促進對"風的形成"的理解，學會在等壓線圖上判斷某一地的風向。
情感、態度與價值觀
樹立辯證唯物主義觀念，增強大氣環境保護意識。
教學重點
1.地面是大氣的直接熱源。
2.分析熱力環流形成的過程與方法。
3.近地面風向確定方法。
教學難點
1.大氣受熱過程。
2.熱力環流。
3.地轉偏向力對大氣運動方向的影響。
教具準備
課件和投影儀
課時安排
2課時
第1課時
教學過程
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師：我們在第一章中學習了地球的圈層結構，探索了內部圈層，也了解了外部圈層，地球的外部圈層有哪幾個呢？大氣圈、水圈、生物圈。大氣圈作為地理圈層之一對于人類生存的意義重大。從今天開始，我們來學習--第二章 地球上的大氣。
�。ò鍟┑诙� 地球上的大氣
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師：太陽輻射既能到達地球表面，又能到達月球表面，但是月球表面白天的溫度可高達
127 ℃，夜晚則降至－183 ℃。而地球的晝夜溫差要小得多，這是為什么呢？這是因為地球上有厚厚的大氣層而月球沒有。我們就先從大氣的受熱過程學起。
�。ò鍟┑谝还� 冷熱不均引起大氣運動
一、大氣的受熱過程
師：地球上的能量主要是從哪兒獲得的？
生：太陽。
師：我們知道萬物生長靠太陽，這說明了太陽光熱的重要性，而且太陽輻射能也是地球大氣最重要的能量來源。那么太陽輻射穿過大氣層的過程是怎樣的呢？
（投影）教材30頁圖2.1--地面輻射使大氣增溫示意圖（引導學生觀察、分析）
師：地面吸收太陽輻射而使地面增溫，所以，太陽是地面的直接熱源；同時地面向外釋放能量。
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師：根據教材30頁頁腳處的說明可知，物體的溫度越高，輻射中最強部分的波長越短；物體溫度越低，輻射中最強部分的波長越長。太陽表面溫度達到6000 K，所以太陽輻射為短波輻射，而地面溫度遠遠低于太陽表面溫度，所以地面輻射屬于長波輻射。同樣，大氣輻射、人體輻射等也屬于長波輻射。
那么地面輻射被誰吸收了呢？
生：大氣層。
師：正確。近地面大氣中的CO2和H2O，能夠強烈吸收地面長波輻射而增溫，吸收率75%～95%，近地面大氣又以對流、傳導等方式，層層向上傳遞熱量、貯存能量。所以，地面是對流層大氣主要的直接熱源。請問大氣這種受熱的過程有什么意義呢？
生：大氣受熱的過程影響著大氣的熱狀況、溫度分布和變化，制約著大氣運動狀態。
師：剛才通過學習，我們知道了誰是對流層大氣主要的直接熱源？
生：地面。
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�。ɑ顒樱┙滩腜31活動1
（投影圖片）
師：下面我們再來看看大氣增溫后會出現什么樣的情況，
�。ㄒ龑W生自主學習，學習大氣對地面保溫作用的知識，實現由地面輻射到大氣輻射和大氣逆輻射的知識遷移）
生：大氣在增溫的同時，也向外釋放紅外線長波輻射。大氣輻射的一小部分向上射向宇宙空間外，大部分向下射向地面，其方向與地面輻射正好相反，故稱為大氣逆輻射。
所以，大氣以大氣逆輻射的形式將熱量還給了地面，從而完成了大氣的保溫作用。
師：非常好。地球表面及大氣層里保存著的這部分熱量，成為在地理環境里發生許多自然現象及其過程的能量源泉。
�。ò鍟┐髿膺�地面
師：（引導學生合作探究學習）再看第2題。為什么月球表面晝夜溫差比地球表面晝夜間的溫差劇烈得多？
生：地球上有大氣層，由于大氣的削弱作用，使地球的白晝溫度不高；由于大氣的保溫作用，使地球的夜晚溫度不會過低。
師：地球大氣對太陽輻射的削弱作用表現在吸收、反射和散射三個方面（可做擴展）。通過這三種削弱作用，使太陽輻射只有一半左右能穿透大氣層到達地面。這是地面增溫的主要能量來源。所以地球的白晝溫度不高。另外，大氣吸收地面輻射的能力很強，可將地面輻射的絕大部分能量儲存在大氣中，同時大氣逆輻射又在一定程度上補償了地面輻射損失的熱量，從而起到了對地面的保溫作用。地球大氣對太陽輻射的削弱作用和對地面的保溫作用，既降低了白天的最高氣溫，又提高了夜間的最低氣溫，從而減小了氣溫日較差。
月球上沒有大氣層，白天太陽輻射全部到達月球表面，使月球表面溫度迅速升高。夜晚，月球表面輻射強烈，沒有大氣對月球表面的保溫作用，溫度下降速度很快。再加上月球晝夜交替周期比地球長，所以月面溫度晝夜變化比地球劇烈得多。
小結：通過剛才的學習，我們知道了大氣的受熱過程。即首先是太陽輻射使地面增溫，"太陽暖地面"；接下來是地面輻射使大氣增溫，"地面暖大氣"；最后是大氣逆輻射使地面保溫，"大氣還地面"。
板書設計
第2課時
教學過程
［新課導入］
師：（復習太陽直射點的回歸年變化）地球表面高低緯度間獲得的太陽輻射相同嗎？
生：不同。
師：高低緯度間大氣獲得的熱量相同嗎？
生：不同。
師：熱脹冷縮是大氣十分顯著的物理特性，地球表面高低緯度間的大氣存在著熱量和溫度的差異，必然引起大氣的運動。因此各地冷熱不均是大氣運動的根本原因。大氣運動能輸送大氣中的熱量和水汽，引起各種天氣變化。
�。ò鍟┒崃Νh流
師：下面我們分組做一個實驗。
�。ɑ顒樱㏄32活動2（同時投影）
得出結論：香的煙霧先下沉，從裝冰塊的盆向裝有熱水的盆飄動，然后在裝有熱水的盆向上升起，最后飄向裝冰塊的盆的上方，形成一個循環。結論是：地面冷熱不均帶來空氣環流。
承轉：請大家看投影（引導學生分析，完成熱力環流形成的簡圖）
師：（結合圖形講解）（1）如果A地受熱，近地面大氣膨脹上升，上空空氣密度加大，形成高氣壓； B、C兩地冷卻，空氣收縮下沉，上空空氣密度減小，形成低氣壓。
（2）同時，A地受熱，近地面大氣膨脹上升，近地面空氣密度減小，形成低氣壓；
B、C兩地冷卻，空氣收縮下沉，近地面空氣密度加大，形成高氣壓。
（3）由于同一水平面上產生了氣壓差異，并且在水平方向上，空氣總是從高氣壓流向低氣壓。所以，高空空氣就從氣壓高的A地向氣壓低的B、C兩地擴散，近地面的空氣又從
B、C兩地流回A地。
�。�4）這樣，大氣運動最簡單的形式--熱力環流形成了。
在我們日常生活中，熱力環流是自然界常見的一個自然現象，請你注意觀察和思考自己身邊熱力環流的實際例子。海陸風是熱力環流在自然界的具體體現。下面請你利用熱力環流的原理，完成教材P33活動3。（投影）
師：講解答案：（1）白天陸地氣溫比海洋高，因此陸地上為低氣壓，海洋上為高氣壓。夜間的情況正好相反。據此，圖2.4A：陸--低，海--高；圖2.4B：陸--高，海--低。
�。�2）風從高氣壓吹向低氣壓。據此，一日之內，白天風從海洋吹向陸地；夜晚風從陸地吹向海洋。
�。�3）白天來自海洋的風比較涼爽濕潤，對濱海地區能夠起到降溫的作用；夜晚來自陸地的風比較溫熱干燥，對濱海地區能夠起到增溫的作用。海陸風共同作用的結果是使濱海地區的氣溫日較差較小。
�。ㄐ〗Y過渡）近地面空氣的受熱或冷卻（氣溫差異是原因）→引起氣流的上升或下沉運動（空氣垂直運動是氣溫差異的結果）→導致氣壓的差異（水平氣壓梯度是空氣垂直運動的結果）→大氣的水平運動（風）。
�。ò鍟┤�、大氣的水平運動
師：什么是水平氣壓梯度呢？
生：同一水平面上單位距離間的氣壓差叫做水平氣壓梯度。
師：很好。氣壓的高低是在同一水平面上進行比較的。那么什么是水平氣壓梯度力？
生：只要在水平面上存在著氣壓梯度，就會產生促使大氣由高氣壓區流向低氣壓區的力，即水平氣壓梯度力。
�。ㄍ队埃┍卑肭蛩綒鈮禾荻攘κ疽鈭D（圖略）
師：水平氣壓梯度力的大小由誰決定？水平氣壓梯度力的大小取決于氣壓梯度，氣壓梯度越大，水平氣壓梯度力越大；反之越小。水平氣壓梯度力的方向應該是怎樣的？水平氣壓梯度力的方向是垂直于等壓線，并由高壓指向低壓。
師：水平氣壓梯度力是形成風的直接原因（原動力）。在水平氣壓梯度力的作用下，風向垂直等壓線。水平氣壓梯度力越大，風速越大。
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�。ㄍ队埃┰谒綒鈮禾荻攘偷剞D偏向力共同作用下的北半球風向示意圖
師：地球上水平運動的物體，將會受到地轉偏向力的作用，北半球向右偏，南半球向左偏。風是大氣的水平運動，也會受地轉偏向力的影響，地轉偏向力只改變風的方向，不能改變風的速度。
投影的圖片中，空氣質點在水平氣壓梯度力和地轉偏向力共同作用下，始終是按兩個力的合力方向運動，而水平地轉偏向力始終是垂直于運動方向之右側，最終達到水平氣壓梯度力和地轉偏向力大小相等、方向相反，其合力為零，達到平衡狀態，空氣運動不再偏轉而做慣性運動，形成了平行于等壓線吹的穩定的風。
高空大氣中的風向，是水平氣壓梯度力和地轉偏向力共同作用的結果，風向與等壓線平行。
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師：近地面的風除了受水平氣壓梯度力和地轉偏向力的共同作用外，還會受到摩擦力的影響，其風向還能與高空大氣的風向相同嗎？
生：不能。
師：那近地面的風會是怎樣的風向呢？
�。ㄍ队埃┰谒綒鈮禾荻攘�、地轉偏向力和摩擦力共同作用下的北半球風向示意圖
師：在近地面，大氣的水平運動受哪幾個力的作用？
生：在近地面，大氣的水平運動受到三個力的作用：水平氣壓梯度力、地轉偏向力和摩擦力。
師：大氣在水平氣壓梯度力和地轉偏向力的共同作用下，風向與等壓線平行。此時若再加上摩擦力的影響，風向一定不再與等壓線平行，而是斜穿等壓線吹的。一般摩擦力的影響可達離地面1500米左右的高度，在這范圍內的風向都斜穿等壓線。摩擦力愈大，風向與等壓線之間的夾角愈大；摩擦力愈小，其夾角愈小。
小結：今天我們又學習了熱力環流和大氣的水平運動兩方面的知識，知道大氣垂直運動的原因是地表受熱不均，垂直運動又導致同一水平面上氣壓的差異，從而導致大氣的水平運動--風。也一起研討了大氣水平運動的三種作用力：水平氣壓梯度力、地轉偏向力、摩擦力。以及在幾種不同作用力的作用下所產生的風向變化情況：高空大氣受水平氣壓梯度力、地轉偏向力的作用，風向與等壓線平行；近地面大氣的運動受水平氣壓梯度力、地轉偏向力、摩擦力三個力的共同作用，風向與等壓線斜交。
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