大气圈与天气气教案.pdf
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1、 大气圈与天气气教案 Revised by Petrel at 2021 第二节 大气圈与天气、气候【从容说课】大气圈作为地理圈层之一对于人类生存的意义重大。课时内容的安排应遵循学生的认知规律,由浅入深,循序渐进。首先通过“神州五号”飞船的升空和回收的录像,启发学生思考,激发学生学习和探究的兴趣。第一部分大气圈的组成与结构:运用在教师指导下学生自学地教学方法,让学生掌握大气圈及其组成、干洁空气的主要成分及其作用,然后通过读图发重点学习大气垂直分层的依据和各层的特点。第二部分大气的受热过程:是本节的重点,是为学习大气的运动和全球的气压带与风带作铺垫的,要求学生了解太阳辐射是地球上最主要的能量来源
2、,大气对太阳辐射的吸收具有选择性,大气对地面起到了保温作用,并通过小活动,把大气保温作用的原理与温室保温作对比,让学生学会分析原因。第三部分大气的运动:这是本节的重点,也是难点。先让学生掌握大气运动的基本形式,然后运用电脑多媒体模拟热力环流的形成过程突破难点,并通过活动题来解释海陆风的成因。通过讲述让学生了解形成风的直接原因是水平气压梯度力,然后用通过电脑动画引导学生探究风在三种不同受力情况下风向与等压线的关系,提高学生分析问题的能力。第四部分全球的气压带与风带:也是本节的重难点,通过动画演示和指导学生绘制全球气压带、风带分布示意图,来突破难点,并引导学生分析海陆分布对大气环流的影响。季风环流
3、是大气环流的重要组成部分,对我国的天气和气候影响很大,对这部分内容可以利用活动题让学生读图比较得出结论。第五部分常见的天气系统:天气系统的形成及天气状况是重难点内容。应充分运用比较法指导学生学习这一部分内容,从不同角度对各天气系统进行对比,并用图示和列表对比相结合的方法来做进一步的解释。并列举实例来增加感性认识最后让学生模仿天气预报员,用以培养学生理论联系实际的能力。【三维目标】知识与技能:1明确大气圈的概念、组成与结构,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
4、、高压等天气系统的特点。过程与方法:1运用图表说明大气受热过程,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、提高学生的读图和分析问题的能力。3读懂简易天气图,培养学生理论联系实际、学以致用的能力。4通过对案例学习和探究,提高观察问题、分析问题的能力,锻炼自主学习和探究的能力。情感态度与价值观:1通过对地球大气圈个圈层特点的学习和复杂的天气过程形成的探究,激发学生学习地理的兴趣。2通过对自然现象的科学解释,形成唯物主义的世界观。【教学重点】1大气圈的组成与结构 2大气的受热过程 3热力环流与大气的水平运动 4全球的气压带与风带、季风环流 5天气系统
5、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、玻璃瓶、温度计【课时安排】4 课时 第一课时【教学过程】导入(新课引入)(多媒体播放“神舟五号”宇宙飞船升空和回收时的片段,让学生观察飞船穿越大气层时的情景)师:杨利伟乘坐“神舟五号”进行了一次令中国人骄傲的遨游,但是“神舟五号”并没有飞离地球的大气层,确切的说,它的飞行高度与地球大气层的厚度相比还有很大距离。今天我们首先来探讨一下大气环境最基本的特征大气的组成与结构。(板书)第二节 大气圈与天气、气候(一)推进(新知识传授)师:大气是多种气体的混
6、合物。大气层的大气的组成、密度、温度随高度变化而变化。低层大气与人类关系最为密切,它是由干洁空气、水汽和固体杂质三部分组成的。师:大家阅读课本 36 及 37 页第一段,参照 36 页表 221,分析底层大气的组成和作用。生:(读图文,分析)(板书)一、大气圈的组成与结构 师:同学们在刚才自学的基础上填写表格。(板书,斜体为学生填写内容)1、低层大气的组成 组成 成分 体积()作用 干洁空气 氮 78 氮是地球上生物体的基本成分 氧 21 氧是人类和一切生物维持生命活动所必需的物质 二氧化碳 二氧化碳是绿色植物进行光合作用的基本原料,并对地面起保温作用 臭氧 极少 臭氧能大量吸收太阳紫外线,被
7、誉为“地球生命的保护伞”水汽 极少 水汽的相变产生了云、雨、雾、雪等一系列天气现象,并伴随着热量的吸收和释放,直接影响地面和大气的温度。固体杂质 极少 固体杂质作为凝结核,是成云致雨的必要条件。生:(填写干洁空气一组表)师:同学们把表格填的很好。大家看水汽和固体杂质的含量虽然很少,但却是天气变化的重要角色,起到了重要的作用。【知识拓展】师:由于人类活动造成的大气污染,已导致大气成分及比例的变化。(投影:小资料人类活动导致大气成分变化)师:大家一起朗读。生:(齐声的)由于人类活动造成的大气污染,已导致大气成分及比例的变化。如人类活动燃烧煤、石油等矿物燃料,排放出大量的二氧化碳,使大气中的二氧化碳
8、含量不断增加。又如,在制冷工业发展前,大气中是没有氟氯烃化合物的。20 世纪 80 年代以后,随着电冰箱、冰柜等的广泛使用,释放出大量的氟氯烃化合物,使大气中的氟氯烃含量增加。氟氯烃能破坏大气中的臭氧,使大气中的臭氧总量减少。尽管人类活动引起的大气成分的变化是缓慢的,但已直接构成对人体健康的危害,并影响到人类的生存环境,而且对社会经济各个方面都具有潜在的重大影响。由于人类活动排入大气中的这些污染物不受国界限制,因此造成的危害是全球性的。为此,从整个人类生存与发展的共同利益出发,多次国际会议的召开,都是为了研讨并采取有效措施来控制有害气体的排放量,以保护大气环境。师:大家看 36 页图 221,
9、王老师乘飞机到外地出差。在机场时还是细雨蒙蒙,起飞不久后却是晴空万里,阳光普照。大家说说为什么会出现这种变化?生:飞机飞到了云层上方,所以就没有雨了。师:很好,由此可以看出,地球大气在垂直方向上的温度、密度及运动状况有差异,根据这种差异,可将大气层分为三层,自下至上依次是对流层、平流层和高层大气。师:大家参照 37 页图 222 大气的垂直分层,阅读 37 页 25 小节。大家在阅读的基础上填写下表(板书)2、大气圈的结构(板图、图表)如下表(斜体部分由学生填写)层次 气温的垂直变化的原因 其它特征 大气的垂直分层 C 高 层 大气 有若干电离层能反射无线电波 B 平流层 高度增加 气温增加
10、O3大量吸收太阳紫外线 水平运动为主;水汽杂质少,云雨绝迹,利于高空飞行 A 对流层 高度增加 气温降低 大气的热量来自地面 对流运动强烈;天气现象复杂,与人类最密切 【方法引导】师:阅读过程中注意如下几个方面:、为什么对流层集中了大气质量的 34 和几乎全部的水汽与杂质?、为什么在对流层内气温随高度增加而降低 、平流层和高层大气对人类的意义是什么 、对流层、平流层、高层大气各有什么特点 生:(读书、读图、思考、填表)师:大家把表格填的很好,但我们刚才的提出的几个问题并没有完全在表中体现。下面我们就来来探讨一下为什么对流层集中了大气质量的 34 和几乎全部的水汽与杂质 生:是否是因为地球引力使
11、大气、水汽和固体杂质集中在对流层?师:回答很好!为什么在对流层内气温随高度增加而降低?生:1对流层大气主要的热源来自地面,所以随海拔高度的升高,大气接受的地面辐射热量减少,温度降低。师:很好!【过渡】师:大家知道,太阳辐射是地球上最主要的能量来源。我们来看课本 37 页图 223 太阳辐射光谱示意图,了解一下太阳辐射的波长分布,有波长较短的射线、射线、紫外线和人眼能看见的可见光,和波长较长的红外线区。射向地球的太阳辐射首先到达的是地球的大气层,但大气直接吸收太阳辐射的能量很少。同学们阅读大气的受热过程的第一小节,然后回答这个问题。(板书)二、大气的受热过程 生:这是因为大气对太阳辐射的吸收具有
12、选择性。师:大气对太阳辐射的吸收作用的选择性表现在哪?请举例说明。生:大气中的臭氧主要吸收太阳辐射中波长较短的紫外线,水汽和二氧化碳主要吸收太阳辐射中波长较长的红外线。而太阳辐射中能量最强的可见光被吸收得很少,绝大部分可透过大气射到地面。高潮(重难点突破)(动画:大气的保温效应)-100-50050100ABC高度(千米)温度()204060801001201400大气逆辐射【教师精讲】师:由实验得知,物体的温度越高,辐射的波长越短;反之越长。由于地表的温度比太阳低得多。所以地面辐射与太阳辐射相比,波长长得多,其能量主要集中在红外波段。因此,相对于太阳辐射来说,地面辐射为长波辐射。大家已经知道
13、了水汽和二氧化碳主对波长较长的红外线有很强的吸收作用。师:(边操纵动画边讲)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(7595)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。下面大家试着画一下大气对地面的保温过程。生:(绘制大气对地面的保温过程示意图)师:通过看大家绘制的示意图,可见同学们对这一重点内容已经掌握的比
14、较好了。【合作探究】师:通过上面的学习我们可以解释许多自然现象和理解一些生活生产的经验。下面我们就来探究一下几个问题。师:在生活中仔细观察周围的地理现象,说一说为什么冬春季节霜冻总出现在晴朗的夜晚。生:(学生思考、讨论、并总结发言)因为晴朗的夜晚大气中水汽和固体杂质含量少,大气透明度好,大气逆辐射弱,保温作用差,气温低,所以容易造成明显的降温霜冻天气。师:深秋季节,农业生产中为了防止晚熟的庄稼遭受霜冻,经常在田间地头用潮湿的柴草燃起一堆堆篝火。你认为他们这样做对防止霜冻有作用吗为什么 生:(学生思考、讨论、并总结发言)有作用。潮湿的柴草在燃烧的过程中释放出大量的烟雾,燃烧柴草放出的热量微不足道
15、,但浓浓的烟雾弥漫在农田上空,使得夜间大气的逆辐射作用明显增强,起到了很好的保温作用,在很大程度上防止和减轻了霜冻的危害。师:为了改善农业生产条件,人们采用塑料大棚和玻璃温室进行生产,结合你对课文中大气受热过程的理解,说一说塑料大棚和玻璃温室的设计和生产原理。生:(学生思考、讨论、并总结发言)塑料大棚和玻璃温室的设计和生产原理与大气的受热过程原理基本相同。对于太阳短波辐射来讲,塑料薄膜和玻璃几乎是“透明的”,太阳辐射可以大部分进入。但对于地面长波辐射来说,塑料薄膜和玻璃却是“不透明的”,长波辐射很少能够通过。这样,温室和大棚就使得外界的太阳能量不断进入室内,而室内的热量却很少散失出去,从而起到
16、调节温度的作用。结束(小结)师:人们是这样比喻地球上的大气的:(1)大气是地球生命的保护伞;(2)大气是地球的空调器;(3)大气是地球生命呼吸所需氧气的源泉;(4)大气是风云变幻的大舞台。可见,大气对自然环境和人类有着重要的影响。【板书设计】第二节 大气圈与天气、气候(一)一、大气圈的组成与结构 1、低层大气的组成 2、大气圈的结构二、大气的受热过程【活动与探究】活动的题目:玻璃温室调查 活动的内容:有条件的测量玻璃温室室内室外的温度,并进行比较,或用玻璃瓶、塑料袋做模拟试验。分析寒冬季节,室外万木凋零,而温室内却春意盎然的原因。活动的办法、过程:实地考察、模拟试验 活动的结果:大家通过小论文
17、进行交流【课后作业】1大气垂直分层中形成航空最佳飞行层的主要原因是该层:(D)A、气温相对下高上低,大气稳定 B、水汽含量较多,但尘埃少,水汽不易成云致雨 C、大气易电离,有利于保持与地面的短波通讯 D、大气以平流为主,大气的能见度好 2大气各组成成分分别有以下作用:(D)A、氧是生物体的基本成分 B、臭氧大量吸收红外线,对地面起保温作用 C、二氧化碳大量吸收紫外线,是地球生命的保护伞 D、水汽和固体杂质是成云致雨的必要条件 3干洁空气中含量居第二位的气体成分是:(A)干洁空气 水汽 固体杂质 平流层 对流层 高层大气 A、氧气 B、臭氧 C、二氧化碳 D、氮气 4整个大气质量的 3/4 和几
18、乎全部水汽、固体杂质都集中在:(A)A、对流层 B、平流层 C、高层 D、电离层 5风云雨雪等天气现象都发生在:(C)A、平流层 B、高层 C、对流层 D、电离层 第二课时 导入(新课引入)师:三国演义中有这样一个故事:讲诸葛亮把司马懿困在葫芦峪中用火攻,眼看火烧到紧要关头,天上突降大雨,救了司马懿的命。诸葛亮就叹道:谋事在人,成事在天。其实他不知道这火是他放的,这雨也是他自己下的。近地面空气受热膨胀上升,上升过程中不断冷却,水蒸汽凝结成雨。推进(新知识传授)师:热空气会上升,那么,冷空气呢?生:下沉。师:很好。热空气上升,冷空气下沉就属于大气运动,显然大气的运动并不只有空气简单的上升和下沉,
19、那么大气到底是怎样运动的呢?今天我们就来研究大气的运动。(板书)第二节 大气圈与天气、气候(二)三、大气的运动 师:我们刚才所说的空气上升和下沉是大气的垂直运动,大气的垂直运动表现为气流的上升和下沉,大气还有水平运动,大气的水平运动就是我们平常所说的风。我们首先从大气运动最简单的形式入手,大气运动最简单的形式就是热力环流。(板书)1、热力环流 高潮(重难点突破)(多媒体动画分步骤演示热力环流的形成过程)师:(动画演示第一步)假如 A、B、C 三地地表性质均一,且温度一致,则 A、B、C 三地空气密度和等压面(等压面是指在垂直方向上气压值相等的点所在的面)随高度的变化均是一致的。同学们看此时三地
20、的等压面有何特点。生:三地等压面平行,没有发生弯曲。师:很好。(动画演示第二步)假如地表性质均一,A 地受热,B、C 两地冷却,A、B、C 三地空气怎样运动?生 A 地空气上升,B、C 两地空气下沉。师:在近地面情 A、B、C 空气密度发生了怎样变化?生:A 地空气上升后,使 A 地近地面空气密度减小;B、C 两地因有下沉气流,近地面空气密度增大。师:在 A、B、C 同一高度上的高空,空气密度发生了怎样变化?生:A 高空密度增大,B、C 高空密度减小。师:由于大气密度发生了改变原本均衡的等压面在不同的高度发生的不同的变化。密度变大的地区与同一高度的其他地区相比形成了相对的高压区,相反,密度变小
21、的地区与同一高度的其他地区相比形成了相对的低压区,大家回答一下,A、B、C 三地近地面与高空气压发生了怎样的变化?生:A、B、C 三地近地面地区 A 地气压相对与 B、C 两地要低;A、B、C 三地高空 A 地气压相对与 B、C 两地要高。师:(动画演示第四步)这样,近地面的空气就从气压较高的 B、C 两地流向 A 地,高空空气则从气压较高的 A 地流向气压较低的 B、C 两地,从而形成了热力环流。师:现在我再连贯的播放一次热力环流的形成过程,大家看的时候别忘了回想热力环流每一步骤的形成原因。师:请大家注意一点:高低气压是在水平方向上的气压差异,在垂直方向上,高空的“高气压”远远低于近地面的“
22、低气压”。掌握了大气运动的最简单的形式,有利于我们解释多种自然现象,下面我们以城市风为例,分析它的形成原因。【例题剖析】例 读热力环流模式图,比较 ABCD 四点气压的高低。师:此题的关键在于比较同一水平面上两点(A 与 B,C 与 D)气压的高低。而近地面 A、B 点气压的高低又与各自的受热状况有直接关系。由于近地面气流由 A 流向 B,那么可以确定 B 地一定受热多,空气上升,近地面形成低压,A 地冷却,气流下沉,近地面形成高压,近地面气流就由高压区(A)流向低压区(B),从而可以确定 PAPB。而在同一地点,高空气 压与近地面是相反的,因此在高空,C 为高压区,D为低压区,故 PCPD。
23、而在同一空气柱内,气压值是随高度的升高而递减的,故可确定PBPC,这样,ABCD 四点气压的高低 就可确定了。答案:PAPBPCPD【知识拓展】(投影:城市风示意图)师:城市与郊区哪个地方热?生:城市。师:为什么?生:人口集中,工业发达,交通工具等释放出大量人为热。师:由于城市和郊区冷热不均,这样在城市与郊区之间就形成了简单的热力环流。同学们思考一下,然后自己讲述城市风的形成过程。生:(思考、同桌交流)由于城市比郊区热,引起空气在城市上升、在郊区下沉,大气从城市高空流向郊区,到郊区后下沉。下沉气流又从近地面流向城市中心,于是城市与郊区之间形成了热力环流。师:这个小型的热力环流,就称为城市风。由
24、于城市风的出现,城区工厂排出的污染物随上升气流而上升,笼罩在城市上空,并从高空流向郊区,到郊区后下沉。下沉气流又从近地面流向城市中心,并将郊区工厂排出的污染物带入城市,致使城市的空气污染更加严重。为了减轻城市的大气污染,在城市规划时,一定要注意研究城区上空的风到郊区下沉的距离。一方面将污染严重的工业企业布局在城市风的下沉距离之外,避免这些工厂排出的污染物从近地面流向城区。另一方面,应将卫星城建在城市风环流之外,以避免相互污染。师:除了城市风,典型的热力环流还有课本 39 页活动中提到的海陆风,海与陆由于热力性质不同,白昼和黑夜形成了相反的热力环流,同样山与谷形成的山谷风也是热力环流。这两种热力
25、环流大家课后去思考。师:(小结、承转)刚才的动画演示了热力环流的形成过程:冷热不均造成大气垂直运动,大气垂直运动产生了同一水平面上的气压差异,同一水平面上的气压差异导致了大气的水平运动。而大气的水平运动就是我们日常所说的风。(板书)2、大气的水平运动风 高潮(重难点突破)师:我们刚才已经知道风是怎样产生的了,请同学回答。生:地面受热不均空气的上升和下沉同一水平面产生气压差异风 师:很好。由于地表受热不均,导致同一水平面上产生气压差异,单位距离间的气压差叫做气压梯度。水平面上存在的气压梯度,产生了水平气压梯度力。它促使大气由高气压区流向低气压区,从而形成风。(板书)地面受热不均空气的上升和下沉同
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