高中地理第二节 大气受热过程和大气运动教学设计

第二章 地球上的大气

       第二节 大气受热过程和大气运动

一、教学目标

1.学生通过学习大气的受热过程，能画出大气受热过程示意图。

2.学生能说出太阳辐射、地面辐射与大气受热过程之间的关系。

3.认识热力环流及其产生的过程。

4.掌握风产生的原因及风向的知识。

二、教学重难点

1.重点：①明确地球表面是大气的主要和直接热源及大气对地面的保温作用是重点。

②大气的受热过程。

③热力环流的形成过程。

④太阳辐射和地面辐射、大气逆辐射的关系

2.难点：①大气受热过程。②风的形成及影响风的各种作用力。

三、教学方法

问答法、讲授法、读图分析法

四、教学过程

[新课导入]：

我们知道万物生长靠太阳，这说明了太阳光热的重要性，太阳辐射能也是地球大气最重要的能量来源，而且太阳辐射可分为三个能量区，紫外区、可见光区、红外区。肉眼看的见的是从0.4--0.76um的波长，这部分称为可见光区，可见光经三棱镜分光后，成为一条红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等各种颜色组成的光带，其中红光波长最长，紫光最短，其他各色光的波长则依次介于其间，可见光区在全部太阳辐射能之中，占了辐射总能量的50%；大于0.76um的波长为红外区，占了总辐射能的7%；小于0.4um的波长部分为紫外区，占了辐射总能量的43%。太阳辐射的主要能量集中在可见光区。

过渡：我们说太阳辐射能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？

[新课教学]：

（板书）一、大气受热过程

请同学们看课件中“大气的受热过程”图片，（引导学生观察、分析，给同学们2分钟的时间仔细看图以及文字解说）

思考：太阳辐射有没有全部到达地面？地面的直接热源是什么？

近地面大气的热量主要来源于太阳辐射还是地面辐射？）

（提问）太阳辐射有没有全部到达地面？（没有，有一部分被大气吸收、反射掉，即太阳辐射被大气削弱了一部分后才到达地面。而大气对太阳辐射的吸收、反射和散射，我们称为大气对太阳辐射的削弱作用）

[板书]（补充）大气对太阳辐射的削弱作用：吸收、反射和散射。

[讲解]通过生活常识我们知道：阴天比晴天的气温低。因为晴天：大气对太阳辐射的削弱作用较弱；阴天：大气对太阳辐射的削弱作用较强。空气密度越大（越稠密），大气对太阳辐射的削弱作用越强。

[讲解]太阳辐射到达大气层上界，其部分被大气的组成物质吸收或反射，大部分穿过厚厚的大气到达地面，并被地面反射和吸收，使地面增温。而这一过 程我们称之为“太阳暖大地”。所以太阳是地面的直接热源。

[板书]1、太阳暖大地

[讲解]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。

[讲解]地面吸收太阳辐射能而增温，作为一个热源，除了部分维持其自身地表温度外，以长波辐射的形式向外辐射热量，除少数透过大气返回宇宙空间外，绝大部分被近地面大气吸收。近地面大气吸收了地面辐射以后，又以对流、传导等方式，层层向上传递热量；这种辐射热交换是大气增温的最重要方式。

（比较）从“大气的受热过程”图中可以看出，地球大气对太阳短波辐射和地面长波辐射哪个吸收得较多？

[讲解]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，大部分太阳短波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来，所以，地面是近地面大气主要、直接的热源。所以这个过程我们称之为“大地暖大气”。

[板书]2、大地暖大气：地面是近地面大气主要、直接的热源

（过渡）下面我们再来看看大气增温后会出现什么样的情况？

[点拔]（1）大气逆辐射指向地面，是对地面辐射损失热量的补偿，对地面有保温作用。用“大气保温作用"概括，是合适的。

（2）因为月球没有大气，白天，在太阳辐射下，月面温度升得很高；夜间，月球表面辐射剧烈，月面温度骤降，所以温度变化剧烈。地球上因为有大气存在，由于大气热力作用，在白天，大气的反射、散射和吸收削弱了到达地面的太阳辐射，使白天地面的气温不致过高；夜间，地面辐射绝大部分热量又被大气逆辐射还给了地面，使夜间地面气温不致降得过低，从而减小了气温日较差。所以月球表面的昼夜温度变化（日较差）比地球表面剧烈。

[归纳讲解]通过活动题，我们知道：大地暖大气，大气在增温的同时，也向外辐射热量，叫做大气辐射。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。这个过程我们称之为“大气还大地”。

[板书]3、大气还大地：大气保温作用

（提问）1.冬天，晴朗的夜晚为什么比阴天（多云）的夜晚冷？[因为阴天（多云）的夜晚大气保温作用强，较温暖。]

2.青藏高原号称世界屋脊，太阳辐射强，而为什么气温低？[青藏高原大气稀薄，虽然地面获得太阳辐射多，但是大气对地面辐射的吸收能力弱，大气保温性差。]

[归纳][补充]晴天：大气保温作用弱：阴天（多云）：大气保温作用强。空气越稠密，大气保温作用越强。

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）二、大气热力环流

[讲解]大气中热量和水汽的输送，以及各种天气变化，都是通过大气运动实现的。大气运动有垂直运动和水平运动之分。大气的垂直运动表现为气流上升或气流下沉，大气的水平运动即是风。

由于地面冷热不均而形成的空气环流，称为大气热力环流。它是大气运动的一种最简单的形式。

当地面受热均匀时，空气没有相对上升和相对下沉运动。

[讲解]当A地接受热量多，B、C两地接受热量少时，A地近地面空气膨胀上升，到上空聚积，使上空空气密度增大，形成高气压；B、C两地空气收缩下沉，上空空气密度减小，形成低气压。于是空气从气压高的A地上空向气压低的B、C两地上空扩散。

[讲解]在近地面，A地空气上升向外流出后，空气密度减小，形成低气压；B、C两地因有下沉气流，空气密度增大，形成高气压。这样近地面的空气从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。

大气热力环流是一-种常见的自然现象。在一定条件下，地表的冷、热差异会产生大气热力环流。台湾海峡两岸风向的日变化，反映了海陆间大气热力环流的日变化。

[案例]城市热岛环流

城市中心区建筑密集，地面多硬化，吸收太阳辐射多，向大气传送的热量也多。

此外，城市中心区人口密集，产业发达，汽车数量多，人们生活、生产向大气释放的废热较多。所以，在静风或微风时，城市中心区气温一般比周围的郊区高，因此把城中心区与郊区之间的温度差异，导致空气在中心区上升，在郊区下沉；高空气流由中心区流向郊区，近地面气流由郊区流向中心区。于是，中心区与郊区之间形成热力环流，这种热力环流称为“城市热岛环流”。城市规划时，一般把污染风险较大的工业企业布局在城市热岛环流的范围之外，避免这些工业企业排出的大气污染物，随城市热岛环流从近地面流向城市中心区。

（板书）三、大气水平运动——风

地面受热不均，导致空气上升和下沉，进而使同--水平面上的气压产生了差异。我们把单位距离间的气压差叫作气压梯度。只要水平面上存在气压梯度，就产生了促使大气由高压区流向低压区的力，这个力叫作水平气压梯度力。在水平气压梯度力的作用下，大气从高压区向低压区作水平运动，这就形成了风。可见，水平气压梯度力是形成风的直接原因。

水平气压梯度力的方向垂直于等压线，由高压指向低压。等压线是同一高度上气压相等的点的连线。如果没有其他外力的作用，风向应该与水平气压梯度力的方向一致，即风向也垂直于等压线。

但是，风一旦形成，马上就会受到“地转偏向力”的作用，使风向逐渐偏离气压梯度力的方向。在北半球，风向向右偏转；在南半球，风向向左偏转。在不受摩擦力作用的情况下，风向最终与等压线平行。地转偏向力只改变风向，不改变风速。

在近地面，风还会受到摩擦力的作用。摩擦力是指地面和空气之间，以及运动状况不同的空气层之间相互作用而产生的阻力。摩擦力对风有阻碍作用，可以减小风速。在近地面，风在水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力的共同作用下，风向与等压线斜交。

课堂小结：

本教学过程设计充分利用问题探究教学方式，让学生积极参与到学习过程中来，主动参与知识的建构，同时让学生讨论、合作、读图、分析等方式，锻炼学生多方面的技能，促进学生知识与技能的发展；教师积极引导与课堂练习的及时反馈可以让学生更清晰知道知识的掌握与运用程度，有利于针对性的指导与提高。

此外本节课的设计需要老师留出充足时间给学生，学生必须具备一定的知识储备和阅读、分析、合作等方面技能才能收到更好的效果；并且学生的知识的理解和吸收能力不同，这就需要老师因材施教更好的发挥分层设疑，分层指导。

板书：

第二章 地球上的大气

第二节 大气受热过程和大气运动

一、大气的受热过程

1、太阳暖大地

2、大地暖大气

3、大气还大地

二、大气热力环流

三、大气水平运动——风