高一地理大氣環(huán)境教案

高一地理大氣環(huán)境教案

高一地理大氣環(huán)境教案

高一地理關(guān)于大氣環(huán)境的知識(shí)點(diǎn)，內(nèi)容包括大氣的垂直分布、影

響地面輻射的主要因素、大氣對(duì)太陽(yáng)輻射的反射作用等知識(shí)點(diǎn)。

一、課程標(biāo)準(zhǔn)

運(yùn)用圖表說(shuō)明大氣受熱過(guò)程

（1）標(biāo)準(zhǔn)解讀

本條以及后兩條“標(biāo)準(zhǔn)”關(guān)注的對(duì)象是自然環(huán)境組成要素之一

——大氣。本條“標(biāo)準(zhǔn)”旨在認(rèn)識(shí)導(dǎo)致大氣運(yùn)動(dòng)的基本原理，為后面

學(xué)習(xí)大氣環(huán)流、天氣系統(tǒng)以及全球氣候變化打下理論基礎(chǔ)。

本條“標(biāo)準(zhǔn)”雖然簡(jiǎn)短，但它要求的內(nèi)容是比較多的。從有關(guān)大

氣各條“標(biāo)準(zhǔn)”綜合來(lái)看，可以從以下幾方面把握本條“標(biāo)準(zhǔn)”。

第一，作為自然環(huán)境組成要素，“標(biāo)準(zhǔn)”中的“大氣”是指低層

大氣，其高度不超過(guò)對(duì)流層頂。

第二，了解大氣受熱，需要明確大氣的熱量，即導(dǎo)致大氣運(yùn)動(dòng)的

能量。太陽(yáng)輻射是大氣根本的熱源，下墊面輻射（包括陸面和海面）

是大氣直接的熱源。

第三，大氣受熱過(guò)程，實(shí)際上是太陽(yáng)輻射、地面輻射和大氣輻射

之間相互轉(zhuǎn)化的過(guò)程。其中，大氣溫室效應(yīng)及其作用是需要重點(diǎn)闡述

的基本原理。

第四，學(xué)習(xí)大氣受熱過(guò)程，是為理解大氣運(yùn)動(dòng)打基礎(chǔ)，所以，大

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氣熱力環(huán)流是需要闡述的另一個(gè)基本原理。大氣熱力環(huán)流是大氣不均

勻受熱的結(jié)果。大氣不均勻受熱主要是由太陽(yáng)輻射的緯度差異和下墊

面性質(zhì)差異引起的。大氣不均勻受熱是大氣運(yùn)動(dòng)的主要原因，大氣熱

力環(huán)流則是理解許多大氣運(yùn)動(dòng)類型的理論基礎(chǔ)。小到城市熱島環(huán)流，

大到全球性大氣環(huán)流，都可以用大氣熱力環(huán)流的原理來(lái)解釋。

第五，學(xué)習(xí)和說(shuō)明大氣受熱過(guò)程，需要借用一些原理示意圖，如

大氣溫室效應(yīng)示意圖、大氣熱力環(huán)流形成示意圖等。

（2）教學(xué)重點(diǎn)

1、大氣各垂直分層特點(diǎn)及與人類的關(guān)系；

2、大氣對(duì)太陽(yáng)輻射的削弱作用；

3、太陽(yáng)輻射、地面輻射、大氣輻射、大氣逆輻射四種輻射之間

的關(guān)系；

4、大氣的溫室效應(yīng)。

（3）教學(xué)目標(biāo)

1、搜集資料說(shuō)一說(shuō)大氣各垂直分層有哪些事物和現(xiàn)象，概括對(duì)

流層大氣與人類的關(guān)系。

2、列表比較大氣對(duì)太陽(yáng)輻射的削弱作用，并用所學(xué)解釋實(shí)際事

例。

3、畫出簡(jiǎn)圖說(shuō)明大氣的受熱過(guò)程，解釋大氣受熱的直接原因。

能用簡(jiǎn)圖推導(dǎo)月球表面晝夜溫差大的原因。

4、結(jié)合溫室大棚的實(shí)例，分析說(shuō)明大氣是怎樣具有保溫作用的。

嘗試寫一段文字，表達(dá)溫室大棚的原理在農(nóng)業(yè)、建筑、人體保健等方

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面的應(yīng)用。

（4）教學(xué)方法

比較分析法、讀圖分析法、啟發(fā)式教學(xué)法

二、教學(xué)過(guò)程

【引入新課】我們學(xué)習(xí)了地球的宇宙環(huán)境之后，知道了地球是宇

宙中的一顆既普通又特殊的行星。說(shuō)地球普通，因?yàn)榈厍蚓哂泻推渌?/p>

行星一樣的特性，都是物質(zhì)的和運(yùn)動(dòng)的；說(shuō)地球特殊，則是因?yàn)榈厍?/p>

是太陽(yáng)系中唯一有生命物質(zhì)存在的天體。地球上具有生命物質(zhì)，其中

一個(gè)非常重要的原因就是地球有可供生物呼吸的大氣。今天我們共同

探討大氣環(huán)境的一些最基本的特征。

地球的周圍包圍著的大氣是厚厚的，從地面向上，可延伸數(shù)千千

米的高空。那么，這么高的大氣層在垂直方向上有什么變化特點(diǎn)呢？

一、大氣的垂直分布（板書）

大氣的組成成分在垂直方向上是有差異的，進(jìn)而使得大氣的溫度、

密度和大氣運(yùn)動(dòng)狀況等物理性質(zhì)在垂直方向上有差異，特別是氣溫的

差異決定空氣的垂直運(yùn)動(dòng)狀況。所以氣溫的垂直分布是劃分大氣各層

的主要依據(jù)，也是大氣各層最基本的特征。大氣在垂直方向上可以劃

分為對(duì)流層、平流層和高層大氣。

【提問(wèn)】請(qǐng)學(xué)生讀圖2—23大氣的垂直分層示意圖，并思考以下

問(wèn)題：1、“對(duì)流層、平流層的氣溫隨高度變化情況有何不同”

【總結(jié)】（1）對(duì)流層大氣溫度隨高度增加而遞減；

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（2）平流層大氣溫度隨高度增加而增加；

（3）高層大氣溫度隨高度增加先是降低，一定高度后又上升很

快。

【承轉(zhuǎn)】氣溫在垂直方向上有這樣的變化特點(diǎn)，即各層大氣具體

有些什么現(xiàn)象和事物，下面我們一一來(lái)了解一下。

（學(xué)生自由發(fā)言，教師點(diǎn)撥）

【提問(wèn)】2、“為什么說(shuō)對(duì)流層與人類關(guān)系最為密切？

【學(xué)生發(fā)言，教師總結(jié)】因?yàn)槿祟惥蜕钤趯?duì)流層的底部，可以

說(shuō)是“人類之家”。天氣現(xiàn)象復(fù)雜多變。近地面的水汽和固體雜質(zhì)通

過(guò)對(duì)流運(yùn)動(dòng)向上空輸送，在上升過(guò)程中隨著氣溫的降低，容易成云致

雨。與人們生活和生產(chǎn)活動(dòng)緊密相關(guān)的各種天氣現(xiàn)象（云、雨、霧、

雪等）都發(fā)生在對(duì)流層。因此對(duì)流層與人類的關(guān)系最為密切。

平流層與人類的關(guān)系也很密切。如臭氧是“地球生命的保護(hù)傘”，

而臭氧主要集中在平流層，臭氧大量吸收太陽(yáng)紫外線，保護(hù)地球上的

生物免受過(guò)多紫外線的傷害，可以說(shuō)平流層是人類生存環(huán)境的天然屏

障。

【提問(wèn)】同學(xué)們?cè)倏磮D2—23平流層中有架大型飛機(jī)，那么為什

么飛機(jī)是在平流層中飛行呢？

（學(xué)生回答，教師總結(jié)）該層水汽含量極少，天氣晴朗，能見度

好，大氣平穩(wěn)，有利于高空飛行?，F(xiàn)在人們乘坐的大型飛機(jī)多是在平

流層中飛行。

【補(bǔ)充】（承轉(zhuǎn)）平流層頂以上的大氣，氣壓很低，空氣密度很

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少，被劃為“高層大氣”層。

根據(jù)人造衛(wèi)星的探測(cè)資料，在2000~3000公里的高空，地球大氣

的密度已經(jīng)與星際空間的密度非常接近，這個(gè)高度可以大致地看作是

地球大氣的上界。

【承轉(zhuǎn)】太陽(yáng)輻射是地球上的能量源泉，大氣中發(fā)生的一切現(xiàn)象

和過(guò)程，都與太陽(yáng)輻射能及其轉(zhuǎn)化密切相關(guān)。太陽(yáng)輻射需要穿過(guò)厚厚

的大氣才能到達(dá)地面，這樣太陽(yáng)輻射在地球表面和大氣之間進(jìn)行著一

系列的能量轉(zhuǎn)換，從而形成地球表面復(fù)雜的'大氣熱力狀況，維持著

地球表面的熱量平衡。

（一）大氣對(duì)太陽(yáng)輻射的削弱作用（板書）

我們已知太陽(yáng)不斷地以電磁波的形式向宇宙空間放射巨大的能

量。太陽(yáng)輻射能在各種波長(zhǎng)范圍是有變化的。

【提問(wèn)】請(qǐng)同學(xué)們對(duì)照課本的表中內(nèi)容閱讀圖1。7，太陽(yáng)輻射的

主要波長(zhǎng)范圍是多少主要分成哪幾個(gè)部分太陽(yáng)輻射能是怎樣分布的

【總結(jié)】從圖中可以看出太陽(yáng)輻射的主要波長(zhǎng)范圍是0。15~4微

米。其中，人眼能看見的光線，波長(zhǎng)在0。4~0。76微米之間，因此

這個(gè)范圍稱為可見光區(qū)，太陽(yáng)輻射總能量的50%集中在這個(gè)波長(zhǎng)范圍，

所以太陽(yáng)輻射能主要集中在可見光區(qū)。人們把太陽(yáng)輻射稱為短波輻射。

波長(zhǎng)小于0。4微米的紫外線區(qū)占太陽(yáng)輻射總能量的7%，波長(zhǎng)大于0。

76微米的紅外線區(qū)占太陽(yáng)輻射總能量的43%，這兩部分人們用肉眼都

無(wú)法看見。

【提問(wèn)】太陽(yáng)輻射各種波長(zhǎng)的光是怎樣被削弱的有哪些削弱作用

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各有什么特點(diǎn)

【承轉(zhuǎn)】太陽(yáng)輻射到達(dá)地面要穿過(guò)厚厚的大氣，大氣對(duì)太陽(yáng)輻射

有吸收、反射和散射作用，從而削弱了到達(dá)地面的太陽(yáng)輻射。

【提問(wèn)】平流層中的臭氧吸收太陽(yáng)輻射的哪部分？

【點(diǎn)評(píng)】平流層中的臭氧吸收太陽(yáng)紫外線?？梢姡髿鈱?duì)太陽(yáng)輻

射的吸收是有選擇的。

1。大氣對(duì)太陽(yáng)輻射的吸收具有選擇性（板書）

平流層臭氧主要吸收紫外線。對(duì)流層大氣中的水汽和二氧化碳等，

主要吸收太陽(yáng)輻射中波長(zhǎng)較長(zhǎng)的紅外線。大氣對(duì)太陽(yáng)輻射中能量最強(qiáng)

的可見光線卻吸收得很少，大部分可見光能夠透過(guò)大氣射到地面上來(lái)。

由此可見，大氣直接吸收的太陽(yáng)輻射能量是很少的。

【承轉(zhuǎn)】大氣中的云層和塵埃，具有反光鏡的作用，把投射在其

上的太陽(yáng)輻射的一部分，又反射回宇宙空間，從而減少了到達(dá)地面的

太陽(yáng)輻射。接下來(lái)我們了解一下大氣的反射作用。

2。大氣對(duì)太陽(yáng)輻射的反射作用（板書）

大氣對(duì)太陽(yáng)輻射的反射是沒(méi)有選擇性的，所以反射光呈白色。云

層的反射作用最為顯著。云層越厚，云量越多，反射愈強(qiáng)。所以夏季

天空多云時(shí)，白天的氣溫不會(huì)太高，就是這個(gè)道理。此外，大氣中的

雜質(zhì)顆粒越大，反射能力越強(qiáng)，顆粒越小，反射能力越差。

【提問(wèn)】為什么晴朗的天空呈蔚藍(lán)色為什么陽(yáng)光未直接進(jìn)教室，

教室卻是明亮的

【點(diǎn)評(píng)】以上這兩種現(xiàn)象都是大氣的散射作用造成的，因此我們

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再來(lái)學(xué)習(xí)大氣對(duì)太陽(yáng)輻射的散射作用。

3。大氣對(duì)太陽(yáng)輻射的散射作用（板書）

當(dāng)太陽(yáng)輻射在大氣中遇到空氣分子或微小塵埃時(shí)，太陽(yáng)輻射的一

部分能量，便以這些質(zhì)點(diǎn)為中心向四面八方散射開來(lái)。散射可以改變

太陽(yáng)輻射的方向，使一部分太陽(yáng)輻射不能到達(dá)地面。這種散射是有選

擇性的，波長(zhǎng)越短，散射能力越強(qiáng)。在可見光部分藍(lán)紫色光波長(zhǎng)最短，

散射能力最強(qiáng)，所以在晴朗的天空，特別是雨過(guò)天晴時(shí)，天空呈蔚藍(lán)

色。另一種情況是散射作用的質(zhì)點(diǎn)是顆粒較大的塵埃、霧粒、小水滴

等時(shí)，它們的散射無(wú)選擇性，各種波長(zhǎng)同樣被散射，使天空呈白色。

所以，日出前的黎明，日落后的黃昏，以及陰天，在樹陰下，在房間

里，凡是陽(yáng)光不能直接照射的地方，仍是明亮的，這些都是大氣的散

射作用的緣故。

綜上所述，太陽(yáng)輻射通過(guò)地球大氣層時(shí)，大氣削弱的主要是紅外

線、紫外線區(qū)和可見光的短波部分，而可見光的絕大部分能夠透過(guò)大

氣射到地面?？梢姽饧辛颂?yáng)輻射一半的能量，所以太陽(yáng)輻射給予

地球表面巨大的能量，是發(fā)生在地理環(huán)境里各種現(xiàn)象和過(guò)程的最重要

的能量源泉。

（二）地面輻射和大氣輻射（板書）

【提問(wèn)】對(duì)流層大氣的主要的直接熱源是什么為什么說(shuō)地面輻射

是長(zhǎng)波輻射

對(duì)流層中的水汽和二氧化碳對(duì)太陽(yáng)短波輻射吸收差，但對(duì)地面長(zhǎng)

波輻射吸收能力很強(qiáng)，因而使近地面大氣增溫。近地面大氣又以輻射、

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對(duì)流等方式，把熱量傳給高一層大氣，使大氣保存了地面所放出熱量

的絕大部分（75%~95%）。因此，對(duì)流層大氣的主要的直接熱源是地面。

大氣吸收地面輻射增溫的同時(shí)，也向外輻射熱量，大氣輻射也主

要集中在紅外線區(qū)，所以大氣輻射也是長(zhǎng)波輻射。大氣輻射熱一部分

向上射向宇宙空間，大部分向下射向地面，其方向與地面輻射正好相

反，故稱為大氣逆輻射。大氣逆輻射又把熱量還給地面，這就在一定

程度上補(bǔ)償了地面輻射損失的熱量，對(duì)地面起到了保溫作用，使地面

溫度變化比較緩和。天空有云，特別是濃密的低云，大氣逆輻射更強(qiáng)，

多云的夜晚通常比晴朗的夜晚暖和些。所以，在晚秋或寒冬，霜凍多

出現(xiàn)在晴朗的夜晚。

板書下圖講解：

綜上所述，地球大氣對(duì)太陽(yáng)短波輻射幾乎是透明體，大部分太陽(yáng)

輻射能夠透過(guò)大氣射到地面上，使地面增溫；大氣對(duì)地面長(zhǎng)波輻射卻

是隔熱層，把地面輻射放出的熱量絕大部分截留在大氣中，并通過(guò)大

氣逆輻射又將熱量還給地面。人們把大氣的這種作用，稱為大氣溫室

效應(yīng)。

【承轉(zhuǎn)】我們學(xué)習(xí)了大氣的熱力作用，實(shí)際上主要體現(xiàn)在太陽(yáng)輻

射、地面輻射、大氣輻射、大氣逆輻射這四種輻射之間的關(guān)系，下面

我們?cè)賮?lái)看這四種輻射的關(guān)系。

畫出簡(jiǎn)圖，重述大氣的熱力作用，掌握本課重點(diǎn)內(nèi)容。

大氣的溫室效應(yīng)，我們應(yīng)重點(diǎn)弄清太陽(yáng)輻射與地面輻射、大氣輻

射等之間的關(guān)系。如圖1，這種關(guān)系主要表現(xiàn)在以下兩方面：一方面

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是大氣對(duì)地面長(zhǎng)波輻射的吸收能力很強(qiáng)，從而將地面放出的熱量保存

在大氣中，二是大氣逆輻射將大部分熱量返還給地面，在一定程度上

彌補(bǔ)了地面輻射損失的熱量，正是這種關(guān)系，才使得大氣對(duì)地面具有

保溫作用，我們可以借助于上述簡(jiǎn)圖分析說(shuō)明大氣保溫效應(yīng)的三個(gè)物

理過(guò)程：（1）太陽(yáng)輻射到達(dá)地面后，地面吸收太陽(yáng)輻射而增溫；（2）

地面增溫后產(chǎn)生地面長(zhǎng)波輻射，大氣又強(qiáng)烈吸收地面輻射而增溫；（3）

大氣增溫后又產(chǎn)生大氣長(zhǎng)波輻射，一小部分射向宇宙空間而散失，剩

余的絕大部分射向地面，我們稱之為“大氣逆輻射”（如圖1）。大氣

逆輻射在很大程度上彌補(bǔ)了地面輻射所損失的能量，從而起到了對(duì)地

面的保溫作用。

【點(diǎn)評(píng)】從大氣對(duì)地面的保溫作用這一過(guò)程中，我們不難得出這

樣的結(jié)論：（1）地面輻射是近地面大氣（對(duì)流層）的主要的直接的熱

量，而地面輻射的主要能量是太陽(yáng)輻射，所以說(shuō)，（2）太陽(yáng)輻射是地

球上（地面和大氣）的根本能量。（3）對(duì)地面直接起保溫作用的是大

氣逆輻射。它們之間的關(guān)系如圖2。

【承轉(zhuǎn)】同學(xué)們，上一單元的學(xué)習(xí)我們已知太陽(yáng)直射點(diǎn)在地表作

回歸運(yùn)動(dòng)，使太陽(yáng)輻射能在地球表面分配不均勻。緯度不同的地方，

太陽(yáng)高度角不同。相比較而言，太陽(yáng)直射的地方，單位面積獲得的太

陽(yáng)輻射能最多。那為什么會(huì)是這樣？請(qǐng)同學(xué)們讀圖2—26“不同太陽(yáng)

高度輻射強(qiáng)度變化示意圖”。

（三）影響地面輻射的主要因素（板書）

1、緯度因素：

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地球表面不同緯度地區(qū)，由于太陽(yáng)直射點(diǎn)的南北移動(dòng)，太陽(yáng)高度

角有差異，會(huì)對(duì)地表獲得的太陽(yáng)輻射有影響。因?yàn)樘?yáng)高度角越大的

地區(qū)，太陽(yáng)輻射經(jīng)過(guò)大氣的路程越短，被大氣削弱得越少，最后到達(dá)

地面的太陽(yáng)輻射就越多，反之越少。這是太陽(yáng)輻射由低緯向兩極遞減

的原因之一。

【總結(jié)】太陽(yáng)