高中地理人教版 (2019)必修 第一册第二节 大气受热过程和大气运动学案

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、了解大气的受热过程，大气对太阳辐射的削弱作用和对地面的保用；

2、理解太阳辐射和地面辐射与大气受热过程的关系；

3、了解水平气压梯度力、地转偏向力、近地面摩擦力对大气水平运动的影响；

4、运用等压线分布图，分析高低气压的分布，判断某地风向；

5、培养学生读图、析图、绘图能力，提高综合分析问题以及运用地理知识解决实际问题的能力。

二、教学重难点

1.重点： ①大气运动的基本形式及水平运动的几种作用力；

②大气的直接热源和大气的热过程。

2. 难点： ①大气受热过程和大气保温作用；

②风向的判断和运用。

三、教学方法

问题探究法、读图分析法、讨论分析法

四、教学过程

[新课导入]：

清代黄叔璥[ jǐng ] 在《台海使槎[ chá ] 录》中，记述了台湾海缺两岸的风向差异：“内地之风，早西晚东，惟台地早东风，午西风......四时皆然。"这里的“内地”指福建，“台地"指台湾。为什么台湾海峡两岸风向的日变化相反呢？这里的风是怎样形成的？

[新课教学]：

[板书]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。

[板书]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。

[板书]三、大气热力环流

读下图思考气温、气压、气流三者间有什么关系。

【分析】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，形成过程如图2.11所示。

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。

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。

如城市热岛环流、海陆间大气热力环流原理都是这个原理。

[板书]四、大气的水平运动——风

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。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，凤向与等压线斜交。

课堂小结：

1，通过对大气运动的学习，理解常见的自然现象，从而建立科学的自然观及正确的环境观；

2，通过本节课的学习，学生的观察力、推理及空间想象能力得到发展。通过阅读、画图、自学、知识运动、问题讨论等数学形式，培养学生阅读地图、画图、自学、解决实际问题的能力和相互合作的精神，树立“自主学习、探究性学习、独立创新”的学习理念。

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

二、大气对地面的保温作用

三、大气热力环流