高中地理第二单元《第二节大气圈与天气与气候》教案鲁教版必修1

发布时间：2019-07-18 21:54:22 来源：文档文库

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2.2 大气圈与天气、气候教案（鲁教版必修1）

一、教学内容及解析

本节内容第一部分大气圈的组成与结构，第二部分大气的受热过程，第三部分大气的运动，第四部分全球的气压带与风带，第五部分常见的天气系统组成。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。运用教师指导学生自学的教学方法，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。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，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。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。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。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作进一步的解释。

二、教学目标及其解析

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、高压等天气系统的特点。

4.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。

5.读懂简易天气图，培养学生理论联系实际、学以致用的能力。

6.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。

7.通过对地球大气圈这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。

解析：本节的知识的重难点较多，所以对学生的要求不仅仅只是在概念的熟悉上，而是要学生理解后不断练习然后学会应用，所以对学生的要求比较高。要如何做到对重难点的突破让学生很好的掌握，则应该广泛的联系学生的生活实际，由浅入深。比如说气象图学生经常会接触到，所以通过本节的学习不仅要学生掌握知识，特别是读图能力。从而增强学生的实践操作能力，还要培养学生养成热爱生活观察生活的能力。

三、教学问题诊断分析

由于本节内容涉及到的重难点的知识比较的多，而且也是历年高考必考的内容。所以在教学中必须结合实例来丰富教学内容，以及联系学生的生活实际情况帮助学生更好的理解。

四、教学流程

导入——讲授新课——学案学习——小结

教学过程

第1课时

导入新课

（大家回忆“神舟”六号宇宙飞船升空和回收时的片段，飞船穿越大气层时的情景）

师 “神舟”飞船并没有飞离地球的大气层，确切地说，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）

师大气是多种气体的混合物。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。

师大家阅读教材35及36页第一段，参照36页表221，分析低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

1.低层大气的组成

师同学们在刚才自学的基础上填写表格。

生（填写干洁空气一组表）

师同学们把表格填得很好。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。

师由于人类活动造成的大气污染，已导致大气成分及比例产生变化。

师大家看教材35页图221，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。

师大家参照教材36页图222大气的垂直分层，阅读36页的内容。大家在阅读的基础上填写下表。

2.大气圈的结构

师阅读过程中注意如下几个方面：

①为什么对流层集中了大气质量的3／4和几乎全部的水汽与杂质?

②为什么在对流层内气温随高度增加而降低?

③平流层和高层大气对人类的意义是什么?

④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）

师大家把表格填得很好，但我们刚才提出的几个问题并没有完全在表中体现。下面我们就来探讨一下为什么对流层集中了大气质量的3／4和几乎全部的水汽与杂质。

生是否因为地球引力使大气、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！

师大家知道，太阳辐射是地球上最主要的能量来源。我们来看教材36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λ射线、X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。

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。

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。大家已经知道了水汽和二氧化碳主要对波长较长的红外线有很强的吸收作用。

师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（75％—95％）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。

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，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，从而起到调节温度的作用。

课堂小结

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。

第2课时

导入新课

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，水蒸气凝结成雨。

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，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

师假如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。同学们看此时三地的等压面有何特点。

读“热力环流模式图”，比较A、B、C、D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Pa＞Pb。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Pc＞PD。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Pb＞Pc，这样，A、B、C、D四点气压的高低就可确定了。

答案：PA＞PB＞PC＞PD

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教材38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。这两种热力环流大家课后去思考。

师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。

2.大气的水平运动——风

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→同一水平面产生气压差异→气压梯度→水平气压梯度力→风

师所以，形成风的根本原因是地表受热不均，形成风的直接原因是水平气压梯度力。

板书：

（1）风的直接原因——水平气压梯度力

水平气压梯度力的方向示意图

师大家看，水平气压梯度力的方向有何特点？

生垂直于等压线；由高压指向低压。

师回答正确。风大小受什么决定？

生决定于水平气压梯度力的大小。

师水平气压梯度力的大小是由单位距离内的气压差决定的。

（2）风的大小——单位距离内的气压差

师水平气压梯度力垂直于等压线，风向是不是也由高压吹向低压，垂直于等压线呢？

生应该是吧。

师到底是不是，还是让事实说话吧。

高空风的形成过程

近地面风的形成过程

师近地面大气受水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力共同作用，最终风向如何？

生近地面的风向与等压线成一夹角

师摩擦力与风运动方向相反，当摩擦力、地转偏向力、水平气压梯度力三力达到平衡时，风是斜穿等压线吹的。再看一遍动画，回答：这是模拟哪一个半球的动画？

生南半球，因为风向向水平气压梯度力左面偏转。

师回答非常好。

——近地面：（受水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力共同作用）风向与等压线成一夹角

课堂小结

太阳辐射是地面主要的直接热源。地面受热，引起大气的上升或下沉运动，在近地面和高空分别形成高低不同的气压值。由于地表受热不均，在同一水平面上产生气压梯度，促使大气由高气压区流向低气压区，形成了风。水平气压梯度力是形成风的直接原因。对于近地面和高空的风向与等压线之间的关系是学习的难点，要注意理解把握，更要学会灵活应用。

第3课时

导入新课

师前边大家学习了热力环流和大气的水平运动。我们先来回顾一下，什么是热力环流？

生地面冷热不均而形成的空气环流叫热力环流。

师近地面大气的风向主要受哪几个力的影响？

生水平气压梯度力、地转偏向力、地面摩擦力。

师大气时刻不停地运动着，运动的形式和规模复杂多样，既有最简单的热力环流，也有规模很大的全球性运动。那么，全球性的大气运动又是怎样运动？

板书：

四、全球的气压带和风带

师地球上大范围、有规律的大气运动叫做大气环流。它会有什么样的作用呢？

生输送和交换热量。

师大气环流是大气运动的一种主要形式，它促进高低纬度间、海陆间的热量和水汽交换，调整全球的水热分布，促进地球上的水量平衡和热量平衡，也是各地天气变化和气候形成的重要因素。这节课我们首先要学习气压带和风带的形成与分布。

板书：

1.气压带和风带的形成与分布

师由于不同纬度地区所得到的太阳辐射是不同的，因而高低纬度间因太阳辐射而产生的热量差异，会驱使大气不断的运动。

三圈环流图及低纬环流立体图

三圈环流及低纬环流立体图

1.低纬环流

①赤道地面气温高空气受热上升，使地面形成赤道低气压带、高空形成高压；

②来自赤道上空向北流的空气受地转偏向力的影响变成自西向东的方向，在北纬30°附近的上空堆积产生下沉气流，形成副热带高气压带。

③近地面，大气由副热带高气压带流向赤道低气压带，受地转偏向力和摩擦力的影响，偏转成东北信风。

2.中纬环流和高纬环流

①在近地面，从副热带高气压带流向高纬地区的气流在地转偏向力和摩擦力的作用下偏转成中纬西风。

（参照讲授情况补充历史故事：在航海路线上，为了确保安全，常选择稳定的信风带航线，而不走多风暴的西风航线，故称信风带为“贸易风”。第二次世界大战震惊世界的珍珠港事件，日本海军就是大胆地选择了多风暴的西风带航线，出乎意料之外偷袭成功的）

②北纬90°由于气温低，盛行下沉气流，近地面形成极地高气压带，气流从高纬流向低纬地区偏转成极地东风。

③这两支性质不同的气流在北纬60°附近相遇后，暖轻的气流爬升到冷重的气流之上，形成副极地上升气流，近地面形成副极地低气压带。

④北纬60°附近高空形成高气压，气流向南北两方分流，形成中纬环流和高纬环流。

南半球的气流受地转偏向力的影响向左偏，因此相反。

师由于三圈环流的存在，在全球共形成了相间分布的七个气压带和六个风带。请大家观察气压带和风带的分布特点，熟练画出气压带、风带分布的简图，并记住其名称。在画图的时候，要注意以下两点：

（1）明确赤道和极地的冷热，确定赤道低压和极地高压的位置，归纳出高低压相间分布的规律，画出七个风带。

（2）根据水平气压梯度力从高压指向低压，地转偏向力“南左北右”的原则画出六个风带。

生

（学生到黑板和在草稿纸上反复操练，指认并画出六个风带和七个气压带）

师气压带和风带是怎样有规律的移动呢？

生随太阳直射点的南北移动而移动。春秋分时，所有风带、气压带的位置关于赤道对称。北半球夏半年期间，太阳直射点在北半球，各个风带、气压带的位置都比春秋分日向北偏；北半球冬半年期间，太阳直射点在南半球，各个风带、气压带的位置都比春秋分日向南偏。从夏至日开始，各个风带、气压带向南移动；从冬至日开始，各个风带、气压带向北移动。

师风带、气压带季节移动的原因是什么？

生是太阳直射点随季节变化而南北移动引起的。

师如果黄赤交角为0°，还会有气压带、风带的季节性移动吗？

生不会。因为如果黄赤交角为0°，太阳直射点就一直在赤道上，太阳直射点没有了南北向的季节性移动，气压带和风带也就没有了季节移动

板书：

2.海陆分布对气压带的影响

师海陆热力性质有什么差异呢？

生海洋热容量大，陆地热容量小。

师那么，冬季大陆与海洋相比较，哪里的气温低？哪里的气温高？夏季呢？

生大陆增温和冷却比海洋快，同纬度的大陆温度夏季比海洋高，冬季比海洋低。

师同纬度的大陆与海洋相比，陆地热容量小，海洋热容量大，相同的太阳辐射使陆地气温变化大，海洋变化小，相比较冬季陆地降温快，气温比海洋低，夏季陆地升温快，气温比海洋高。

那么，冬季大陆会形成高气压还是低气压？