【大单元】2.2大气受热过程和大气运动 教学设计 （人教2019必修第一册）

一、单元信息

二、单元目标

2.1运用图表资料，说明大气的组成与垂直分层，及其与生产生活的联系。

2.2运用示意图，说明大气受热过程及热力环流原理，并解释相关现象。

三、教学设计

第二单元  地球上的大气  

第1课时      大气受热过程和大气运动

              ————探险家之旅（二）

【教学内容】大气受热过程和大气运动

【教学课时】1课时

【导入】今天让我们乘坐着美丽的热气球继续来一次惊险的大气之旅吧。热气球在天空中飞是什么原理呢？带着这个疑问我们一起来探索吧。

【新课讲授】探险之旅第一站：大气的受热过程

每一站都需要完成探险任务才能进入下一站，接下来一起来看第一站的任务吧。

【任务卡1】  描述大气的削弱作用

读图，描述大气的削弱作用

本次任务有点难，所以我为大家准备了三个锦囊，有了这三个锦囊才能更顺利地完成任务。

锦囊1

物体温度越高，辐射中最强部分的波长越短，反之则越长。

锦囊2

太阳辐射：能量主要集中在可见光部分。为短波辐射。

地面辐射：能量主要集中在红外线部分。为长波辐射。

大气辐射：能量主要集中在红外线部分。为长波辐射。

锦囊3

离热源越近，物体吸热速度越快，吸热越多，物体温度就越高。

【成果展示】太阳辐射穿过大气层，O3吸收太阳辐射中的紫外线、CO2和水汽吸收红外线

吸收有选择性；云层、尘埃具有反射作用，反射无选择性；空气分子和微小尘埃的散射作用，有选择性，波长越短越容易被散射，蓝紫光最易被散射，红黄光最不易被散射。这就是大气的削弱租用。

    大气对太阳辐射的削弱作用使到达地面的太阳辐射减少。

【教师】恭喜同学们成功完成任务卡1，通过任务卡1我们了解了大气的削弱作用，接下来发放任务卡2，我们一起来看看又会有怎样有趣的任务吧。

【任务卡2】 描述大气的受热过程

阅读教材34页和图2.9“大气的受热过程示意”思考下列问题：

①当太阳短波辐射通过大气层的时候，大气增温是否显著？为什么？

②联系日常生活，到达地表的太阳短波辐射对地表有什么影响？

③当太阳短波辐射通过大气层的时候，大气增温是否显著？为什么？

【成果展示】当太阳短波辐射通过大气层的时候，少部分被大气吸收，大气增温不显著，到达地表的太阳辐射，大部分被地表吸收，从而使地温升高。同时，地面以地面长波辐射的形式向外辐射能量。当地面长波辐射通过大气的时候，大量被大气吸收，大气增温显著。
 

这就是大气的受热过程，那大气升温以后它会不会向外辐射呢？带着这个疑问进入第三个任务。

【任务卡3】  说明大气的保温作用

先来看一个案例，解决案例中提到的问题会帮助你理解大气的保温作用原理。

1、观察图2.10，找出地球比月球多了哪些辐射途径。

2、说明上述辐射途径对地球昼夜温差的影响。

3、说明月球表面昼夜温度变化比地球表面剧烈得多的原因。

【答案】1.大气吸收、反射，大气辐射、大气逆辐射。

2.使地球昼夜温差不至于过大，有利于地球生命的生存与发展。

3.月球没有大气，白天由于没有大气对太阳辐射的削弱作用，月面温度升得很高；夜间由于没有大气的保温作用，月球表面辐射强烈，月面温度骤降，气温很低，所以昼夜温度变化大。地球有大气存在，减少了气温的日较差。

【过渡】那我们通过月球的昼夜温差这个案例理解了大气的保温作用。接下来我们来用地理语言描述一下。

近地面大气在增温的同时，也向外辐射长波辐射。其中向下的大气辐射我们称为大气逆辐射，它对地面起到保温作用。大气逆辐射把热量传给地面，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。天空有云，特别是浓密的低云时，大气逆辐射更强。

【过渡】第一站探险到此结束，继续来到本次探险之旅的第二站：热力环流

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。

首先来看第一张任务卡

【任务卡1】 为什么暖气在下，空调在上？

空气受热膨胀上升，空气受冷收缩下沉。

第一个任务这么简单啊，继续来看第二个任务吧。

【任务卡2】 海风的形成

这个任务比较难，同样也有三个锦囊。

锦囊1

气压是单位面积上的大气压力。等压面是空间上气压相等的点连成的面。垂直方向上：海拔越高，气压越低。

锦囊2

假设：地面受热均匀，则形成的等压面如图

探险家们有思路了吗？我看大家还是有点迷惑。

那我们先来完成一个挑战任务，完成这个任务后你会豁然开朗的。

【挑战任务1】画出热力环流示意图

连环锦囊

A、B、C三处的空气在垂直方向将作何运动?把你的结论画在图上加以解释。

原先的等压面还能保持水平分布吗?如果不能，尝试着画出此时近地面和高空的等压面。

A、B、C三地，近地面和高空中，同一水平面的空气将如何运动？将你的结论在图中画出来。

【成果展示】

【教师】恭喜同学们成功完成挑战任务，通过挑战任务我们了解了热力环流的形成过程，接下来再来看任务卡1 海风的形成就简单多了。

【成果展示】

白天吹海风，夜晚吹什么风呢

与海陆风相类似的热力环流实例还有很多。如山谷风和城市风。（展示图片）

山谷风：白天山坡受热，空气增温快，空气密度小；山谷上方同高度的空气增温较慢，密度仍较大；空气自山谷沿山坡上升，形成谷风。夜晚谷地中盛行上升气流，气流上升过程中降温，水汽凝结形成降水。

【过渡】第二站探险到此结束，继续来到本次探险之旅的第三站：大气的水平运动——风。

【任务卡1】风的形成过程

太阳辐射造成地表冷热不均，引起空气上升或下沉的垂直运动，造成同一水平面气压的差异，产生水平气压梯度力，形成大气的水平运动。

【过渡】了解了风的形成过程，接下来进入第二个任务。

任务卡2 风的受力分析

受力分析估计是大家很头疼的物理问题吧。遇到难题找锦囊啊。

锦囊1

锦囊2

锦囊3

了解了这三种力，接下来我们就对高空风和近地面风进行受力分析，以北半球为例。

这么难的受力分析都完成了，探险家们表现太优秀了。

【结束】恭喜探险家们完成本次大气探险之旅，大气之旅到此结束，希望各位探险家们收获满满。