《大气圈与大气运动》第3课时示范课教案【高中地理鲁教版必修1】

12/12《大气圈与大气运动》教学设计第3课时教学目标1.运用示意图等，说明大气热力环流形成的原因及过程。2.运用示意图等，描述和解释自然界中存在的大气热力环流现象，如山谷风、海陆风和城市风。重点难点【教学重点】1.了解气压、等压面等几个相关概念。2.知道大气热力环流形成的根本原因及主要过程。3.知道山谷风、海陆风、城市风的成因及形成过程。【教学难点】1.能够描述和解释大气热力环流的形成过程。2.能描述自然界的热力环流如山谷风、海陆风、城市风的成因及影响。教学过程【课程引入】激趣导入，学生观看视频资料《切洋葱的小窍门》和《热力环流演示实验》，以大致了解热力环流原理在生活中的运用，以及热力环流的气流运动特点，从而激发起学生探索热力环流等大气运动知识的欲望。【讲授新课】在上两节课中，我们学习和掌握了大气圈的组成和垂直分层状况，以及大气的受热过程，知道了大气对太阳辐射的削弱作用和对地面的保温作用，减小了地球的昼夜温差。那么你知道大气是如何运动的吗？在自然界有哪些比较典型的大气运动形式呢？今天我们来学习大气的运动，首先学习最基本的一种大气运动形式——热力环流。它是如何形成的呢？我们现在开始学习吧！（板书）第二章从地球圈层看地表环境第一节大气圈与大气运动三、大气的运动小组合作讨论，回顾以下几个与气压相关的常用概念及规律。1.什么是气压？2.气压在垂直方向上的变化规律是什么？生：（可能的答案）1.气压：指单位面积上受到的大气压力。在数值上等于单位面积上向上延伸到大气上界的垂直空气柱所受到的重力。2.气压变化规律：同一地点，在垂直方向上，气压随着海拔高度的增加而降低。（问题承上）3.什么是气压？4.气压在垂直方向上的变化规律是什么？生：（可能的答案）3.同一水平面上的高压、低压：在同一水平面上（即同一高度上），空气密度越大，气压值越大，称为高压；密度越小，气压值越小，称为低压。注意：所谓的“高压”和“低压”只是相对于同一水平面上的气压差异而言的。4.同一地点且在同一垂直方向上，近地面与高空的气压类型相反。注意：上空的“高压”实际上低于近地面的“低压”。如A地点上空的“高压”气压值实际上低于近地面的“低压”气压值。（问题承上）5.同一水平面上的空气运动是由什么来决定的？6.什么是等压线？有何意义？7什么是等压面？有何特点？生：（可能的答案）5.空气运动：同一水平面上，空气由高压向低压运动。6.等压线：同一水平面上各气压相等的点的连线。意义：等压线的形状和疏密程度反映着水平方向上气压的分布形势。7.等压面：指的是在垂直空间上气压相等的点组成的面。特点：在同一等压面上，气压值相同；不同的等压面，气压值不同。（板书）1.热力环流自主阅读教材相关内容，回答下列问题：1.假设地面是水平均匀的，且地面受热均匀或不受热时，同一高度的各地点气压相同吗？空气在垂直方向上的运动状况会怎样？2.如上，此时等压面的分布状况怎样？等压面是弯曲的还是水平的？生：（可能的答案）1.当地面水平均匀且受热均匀时，同一高度的大气密度和气压都相同。空气稳定，没有相对上升和相对下沉的运动。2.各等压面的气压自近地面向上空降低。各等压面平行于地面，呈水平状。【链接生活】空气的热胀冷缩导致空气的垂直流动。师：通过图片中气流的运动方向，我们可以得知：空气受热膨胀上升，空气受冷则收缩下沉。思考并回答：1.在地面冷热不均的情况下，近地面和上空两个水平面上的气压还会相同吗？如果不相同，有什么差异？2.如上，近地面和上空的等压面此时会如何变化？生：（可能的答案）1.不相同。差异：热的地方在近地面和上空分别形成“低压”和“高压”；冷的地方在近地面和上空分别形成“高压”和“低压”，从而在近地面和上空都出现气压差。2.近地面和上空的等压面会出现弯曲。等压面弯曲规律：高压处上凸，低压处下凹。（可概括为“高高低低”）自主阅读教材相关内容，回答：1.什么是热力环流？2.热力环流形成的根本原因是什么？生：（可能的答案）1.热力环流：由于地面冷热不均而形成的空气环流。它是大气运动的最基本形式。2.根本原因：地表冷热不均。（板书）2.热力环流的形成过程。自主阅读教材相关内容，结合热力环流示意图，试描述热力环流的形成过程？生：（可能的答案）热力环流的形成过程如下：1.冷热不均引起空气垂直运动：A地近地面空气受热膨胀上升；B、C两地上空的空气收缩下沉。2.空气垂直运动造成近地面和上空的气压差异：A地近地面空气密度变小，形成低气压；A地上空空气密度增大，形成相对于周围同高度大气层的高气压。B、C两地近地面的空气密度增大，形成高气压；而与其对应的上空，空气密度变小，形成低气压。3.气压差异导致空气的水平运动。近地面的空气就从气压高的B、C两地流向气压相对较低的A地；高空的空气则从气压较高的A上空流向气压相对较低的B、C两的上空，4.空气的垂直运动和水平运动形成热力环流。学生观看视频《热力环流的主要过程》，加深对热力环流主要过程的直观认识和了解。教师分四步依次用动画演示热力环流形成的大致过程。第一步：地面冷热不均引起空气的垂直运动。第二步：空气的垂直运动造成近地面和上空出现气压差。第三步：近地面和上空在同一水平面的气压差导致空气的水平运动。第四步：空气的垂直运动和水平运动形成热力环流。学生进行活动探究1：列举生活中的大气热力环流现象。小组合作讨论，试列举一些大气热力环流在生活中的实例。生：（可能的答案）制冷空调往往采用壁挂式，暖气往往安装在靠近地面的位置。学生进行活动探究2：自然界的大气热力环流——山谷风。结合所学知识，小组讨论并回答下列问题。1.什么是山谷风？2.谷风和山风各是怎么形成的？试描述其过程。生：（可能的答案）1.山谷风指在天气晴朗的山地区域，风向在昼夜之间发生反向转变的风。2.白天山坡增温快，空气密度小，而山谷上方同高度的空气增温慢，空气密度较大。故风从山谷吹向山坡，形成谷风。夜晚山坡辐射冷却比山谷上方同高度的空气要快，密度增大也快，从而使风从山坡吹向山谷，形成山风。学生进行活动探究3：自然界的大气热力环流——山谷风。结合大气热力环流的相关知识，小组合作探究，回答：1.什么是海陆风？2.依据热力环流原理，在给出的底图上标示出白天和夜间海洋和陆地气压的高低。绘制出海陆风环流在白天和夜晚的风向箭头，并解释和说明海陆风的形成过程。生：（可能的答案）1.海陆风就是海陆间昼夜温度差异引起的一种热力环流。2.略。理由：海洋与陆地相比，海水比热容大。白天陆地升温快，陆地上方的热空气上升，同纬度海洋升温慢，海洋上方的冷空气下沉，近地面形成由海洋吹向陆地的风，叫作海风。夜晚陆地降温快，陆地上方的空气下沉形成高压，海洋降温慢，海洋上的空气上升，近地面形成低压，近地面形成由陆地吹向海洋的风，叫作陆风。学生进行活动探究4：自然界的大气热力环流——城市热岛环流。小组合作探究，完成下列任务。1.分析城市风形成的根本原因是什么？2.城市热岛环流示意图中上空风向与近地面风向有何不同？3.城市热力环流对城市规划有什么影响？生：（可能的答案）1.根本原因：市区和郊区之间的温度差异。城市市区内居民生活、工业和交通工具释放大量的人为热，导致市区的气温高于郊区，形成“城市热岛”。2.“城市热岛”产生的温度差异引起空气在市区上升，在郊区下沉，近地面风由郊区吹向市区，从而在城市与郊区之间形成城市热岛环流。3.在城市规划时，一定要研究城区上空的风到郊区下沉的距离。一方面，将污染严重的工厂布局在城市风的下沉距离之外，避免工厂排除的污染物从近地面流向城区。（板书）3.大气的水平运动。自主阅读教材相关内容，回答下列问题：1.什么是水平气压梯度力？2.该力的方向有何特点？生：（可能的答案）1.单位距离间的气压差叫作水平气压梯度。水平面上存在着气压梯度，就产生了促使空气由高压区流向低压区的力，叫水平气压梯度力。2.方向：水平气压梯度的方向垂直于等压线，并且由高压区指向低压区。自主阅读教材相关内容，回答下列问题：1.什么是地转偏向力？该力对风有何影响？2.地转偏向力的方向有何特点？生：（可能的答案）1.地转偏向力：指的是由于地球自转，在地球表面沿水平方向运动的物体受到的一种惯性偏向力。作用：它使运动物体的运动方向逐渐发生一定的偏转。一般规律是：在北半球向右偏，在南半球向左偏。注意：地转偏向力只改变风向，不改变风速。2.方向：垂直于空气的运动方向（即风向）。自主阅读教材相关内容，回答下列问题：1.风的概念是什么？2.风是怎么形成的？风形成的直接原因是什么？生：（可能的答案）1.空气的水平运动，就称为风。2.风的形成过程：由于地表受热不均，导致同一水平面上的不同地点存在水平气压梯度。水平气压梯度产生水平气压梯度力，该力促使空气由高气压区流向低气压区，这样所形成的空气的水平运动，就是风。以上分析可知，风形成的直接原因是水平气压梯度力。该力也是风形成的最初动力，既决定风向，也决定风速。最初风向就是沿着水平气压梯度力的方向。自主阅读教材相关内容，回答：1.在高空，风的形成受到哪几种作用力的影响？2.高空风的最终风向有什么特点？生：（可能的答案）1.在高空，风基本不受地面摩擦力的影响或可以忽略不计，风的形成主要受两种作用力的影响，即水平气压梯度力和地转偏向力。2.最终风向：高空风在水平气压梯度力和地转偏向力的共同作用下，风向逐渐偏离水平气压梯度力的方向，在北半球向右偏，在南半球向左偏，当风向稳定时，最终大致平行于等压线。教师动态演示“在水平气压梯度力和地转偏向力共同作用下的风向（北半球高空）”示意图。自主阅读教材相关内容，回答：1.在近地面，风的形成受到哪几种作用力的影响？2.近地面风的最终风向有什么特点？生：（可能的答案）1.在近地面，风的形成受三种作用力的影响，除水平气压梯度力和地转偏向力外，风还要受地面摩擦力的影响。摩擦力的方向与空气运动方向相反，既影响风速，也影响风向。2.最终风向：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，风向逐渐偏离水平气压梯度力的方向，当风向稳定时，风向与等压线斜交，两者成一夹角。教师动态演示“在水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力共同作用下的风向（北半球近地面）”示意图。【课堂小结】【当堂练习】下图为某季节我国东部沿海某区域近地面和高空等压面示意图。读图回答1～3题。1.图中各地的气压值（）A.甲＞乙＞丁＞丙B.乙＞甲＞丙＞丁C.丙＞丁＞甲＞乙D.丁＞丙＞乙＞甲2.图中甲乙两地的天气状况是（）A.甲地气温高于乙地B.甲地多为晴朗天气C.乙地盛行下沉气流D.乙地温度小于甲地3.关于图中气流的说法正确的是（）A.甲、丙之间气流产生的直接原因是气压差B.乙、丁之间气流受地转偏向力的影响C.水平气压梯度力只影响甲、乙之间的风速