2.2 大气受热过程和大气运动（教案）——2023-2024学年高中地理人教版（2019）必修第一册

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2.2大气受热过程和大气运动（教案）【教学目标】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。二、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。三、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。【教学重难点】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。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。【新课导入】教师活动：结合《台海使搓录》中关于台湾和福建两地早晚风向差异，绘制示意图演示“内地之风，早西晚东；惟台地早东风，午西风......四时皆然”。引导学生绘制早晚海峡两地的风向差异，提问学生为什么台湾海峡两岸风向的日变化相反呢？追问学生这里的风是怎么形成的？学生活动：绘制台地与内陆风向示意图，思考并回答风向产生差异的原因主要在于海陆之间受热状况不一样导致气压产生差异，白天海洋升温慢，气压高，风从海洋吹向两侧陆地，夜晚海洋降温慢，气压低，风从两岸吹向海峡。设计意图：培养学生绘图能力，提高课堂参与程度，提高学生地理学习兴趣。【新课讲解】（一）大气的受热过程【过渡】大气中的一切物理过程都伴随着能量的转换。太阳辐射是地球大气最重要的能量来源。那么太阳炙烤着大地，是不是一定也把大气给我们烤热了呢？其实则不然。请同学们阅读课本34页的内容，说说大气的受热过程有哪几个环节？【学生回答】1、太阳辐射过大气层。2、太阳辐射到达地表。3、地面吸收太阳辐射增温的同时，再把热量传给大气。【分析】“万物生长靠太阳”，太阳是地球的能量源泉，然而从前面的内容来看，似乎并不是太阳辐射直接让大气受热的，这到底是怎么一回事呢？那么我们首先来研究一下，太阳辐射在穿过大气层时，大气对太阳辐射做了什么手脚呢？大家一起看课件播放的图片。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。太阳辐射在传播过程中，小部分被大气吸收或反射，大部分到达地球表面。到达地球表面的太阳辐射，被地面吸收和反射。地面因吸收太阳辐射而增温，同时又以长波辐射"的形式把热量传递给近地面大气。近地面大气吸收地面长波辐射以后，又以对流、传导等方式层层向上传递能量。【过渡】太阳辐射在穿过厚厚的大气层时，要经过大气的反射、散射和吸收三种削弱作用之后，才能到达地表。那么每一种削弱作用又有什么特点呢？让我们结合生活中的实例，来逐一的研究它们。从大气的受热过程看，大气对太阳短波辐射吸收较少，太阳短波辐射能够透过大气到达地面；大气对地面长波辐射吸收较多，绝大部分地面长波辐射被大气截留。所以，地面长波辐射是近地面大气主要的、直接的热源，对流层大气的热量主要也是来源于此。（二）大气对地面的保温作用物体温度越高，辐射中最强部分的波长越短；反之越长。地面吸收太阳辐射，温度增高，同时又把热量向外辐射，但它比太阳温度低得多，所以地面辐射的波长比太阳辐射要长得多，能量主要集中在红外线部分。因此，相对于太阳短波辐射来说，地面辐射为长波辐射。地面福射的长波辐射经过大气时，几乎全部被大气中的水汽和二氧化碳（主要在对流层中）吸收，从而使大气温度升高。所以，地面是大气的主要的直接热源。【过渡】那么大气是如何对地面起到保温作用呢？看下图回答这个问题。学生回答：.......【分析】对流层中的水汽、二氧化碳等，吸收长波辐射的能力很强。因此，地面辐射的长波辐射除极少部分穿过大气，到达宇宙空间外，绝大部分（75%-95%）被对流层中的水汽、二氧化碳等吸收。大气在吸收地面长波辐射后会增温。大气在增温的同时，也向外辐射长波辐射。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，其方向与地面辐射方向相反，故称大气逆辐射。大气逆辐射把热量传给地面，这就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。天空有云，特别是浓密的低云时，大气逆辐射更强（三）大气热力环流热力环流形成过程：当地面受热均匀时，空气没有相对上升和相对下沉运动。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。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。热力环流的应用：（1）山谷风：（2）城市风：教师活动：现在让我们一起来解决一下第三个问题。（教师总结）（1）气压梯度：地面受热不均，导致空气上升和下沉，进而使同一水平面上的气压产生了差异。（2）水平气压梯度力：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。（3）形成风的直接原因：水平气压梯度力。（四）大气的水平运动——风1.风是如何形成的？（1）水平气压梯度力的作用：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。（2）地转偏向力对风的影响：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。（3）摩擦力的作用：在近地面，风还会受到摩擦力的作用。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。【板书】【课后反思】大气受热过程就是太阳辐射、地面辐射和大气辐射之间相互转化。受热不均就引起大气运动。最简单形式是热力环流；大气的水平运动就是风。