2.2 大氣受熱過程和大氣運動-大氣熱力環(huán)流 教學(xué)設(shè)計

大氣受熱過程和大氣運動——大氣熱力環(huán)流教學(xué)設(shè)計教學(xué)目標(biāo)①認識等壓線和等壓面，分析等壓面和等壓線的疏密和彎曲與氣壓高低的關(guān)系。②能闡述大氣熱力環(huán)流的基本原理。③了解運用熱力環(huán)流基本原理解釋城市風(fēng)、山谷風(fēng)、海陸風(fēng)的成因。教學(xué)重難點①認識熱力環(huán)流在生活中的實例，了解生活中的地理，對生活有用的地理，形成對地理的好奇心，培養(yǎng)對地理的喜愛。②通過實驗的方法，解釋熱力環(huán)流的產(chǎn)生原因。（通過模擬實驗，再現(xiàn)熱力環(huán)流的過程，進一步探究熱力環(huán)流產(chǎn)生的原因。）③通過動畫以及講解的方法，介紹城市風(fēng)、山谷風(fēng)和海陸風(fēng)的具體表現(xiàn)以及產(chǎn)生原因。④從熱力環(huán)流實驗與熱力環(huán)流原理的聯(lián)系，形成知識的遷移。微課程設(shè)計教學(xué)過程設(shè)計意圖導(dǎo)入【動畫展示】大家有沒有這樣的體驗和感受：當(dāng)你徜徉在海邊，總能感受到海風(fēng)吹佛的舒適；當(dāng)你流連于山巔，總能感受山風(fēng)吹佛的舒暢。你知道“山風(fēng)”、“海風(fēng)”是怎么形成的嗎？這就是我們今天學(xué)習(xí)的主題熱力環(huán)流?！窘處熤v解】“地理學(xué)上熱力環(huán)流現(xiàn)象，發(fā)生在對流層中，它是大氣運動最簡單的一種形式。因為在地球表面不同地區(qū)的太陽輻射強度不同，所以受熱程度不同，因此會發(fā)生熱力環(huán)流。想要了解熱力環(huán)流，我們先要復(fù)習(xí)幾個物理知識：首先是熱脹冷縮，我們需要知道氣體受熱后體積膨脹，密度減小，遇冷反之。其次是氣壓，氣壓指的是該地單位面積垂直向上延伸到大氣層頂?shù)目諝庵傊亓?，并且氣壓隨高度的升高降低。生活中也存在有許多的熱力環(huán)流。那么熱力環(huán)流如何產(chǎn)生的呢？，請大家看一個小實驗。動畫導(dǎo)入引起學(xué)生興趣知識構(gòu)建首先我們在一邊放置蚊香，并點燃，代表熱源。在另一邊放置冰磚，代表冷源。點燃蚊香，請大家觀察煙霧流動的方向。我們會發(fā)現(xiàn)：蚊香的煙霧在熱源一側(cè)上升，在冷源一側(cè)下沉，下方則由冷源流向熱源，上方由裝熱源流向冷源，形成一個循環(huán)。為什么會形成這樣的循環(huán)呢？實驗視頻直觀展示熱力環(huán)流知識遞進【動畫展示】對流層內(nèi)發(fā)生熱力環(huán)流的根本原因就是地面的熱量不平衡，放眼地球，是太陽輻射能的緯度分布不均，由于太陽直射點在南北回歸線之間移動，因此赤道地區(qū)的太陽輻射能量最大，而兩極地區(qū)的最少?！窘處熤v解】我們在垂直方向上，可以把空間氣壓值相同的各點組合起來，這樣構(gòu)成了氣壓值不同的面叫做等壓面。在理想狀態(tài)下，大氣壓隨海拔高度的增加而降低，同一海拔高度處，氣壓相等，即等壓面與海平面平行，大氣處于穩(wěn)定狀態(tài)。但地面的冷熱不均，破壞了這個狀態(tài)，引起大氣的運動?！緞赢嬚故尽慨?dāng)A點相對于周圍是個熱源，BC兩點相對于周圍是個冷源時，A點上方空氣便會受熱膨脹，因此密度變低開始上升，最終導(dǎo)致A點近地面空氣缺失，形成相對低壓區(qū)，而高空空氣匯集，形成相對高壓區(qū)。同理，BC兩點垂直方向上的空氣因為受冷收縮，密度變大便開始下沉，最終導(dǎo)致BC點近地面空氣匯集形成相對高壓區(qū)，而上空空氣缺失形成相對低壓區(qū)。這樣我們可以看到，原本水平的等壓面發(fā)生了偏轉(zhuǎn)——同一高度，高壓區(qū)等壓面向上凸起，低壓區(qū)等壓面下凹。動畫展示：當(dāng)A點相對于周圍是個熱源，BC兩點相對于周圍是個冷源時A地受熱，近地面大氣膨脹上升，上空空氣密度加大，形成高氣壓；B、C兩地冷卻，空氣收縮下沉，上空空氣密度減小，形成低氣壓。同時，A地受熱，近地面大氣膨脹上升，近地面空氣密度減小，形成低氣壓；B、C兩地冷卻，空氣收縮下沉，近地面空氣密度加大，形成高氣壓由于同一水平面上產(chǎn)生了氣壓差異，并且在水平方向上，空氣總是從高氣壓流向低氣壓。所以，高空空氣就從氣壓高的A地向氣壓低的B、C兩地擴散，近地面的空氣又從B、C兩地流回A地。這樣，大氣運動最簡單的形式——熱力環(huán)流形成了。講解原理生活實例【教師講解】我們所說的城市風(fēng)、山谷風(fēng)和海陸風(fēng)，都是在一定區(qū)域內(nèi)形成的熱力環(huán)流。城市由于人口眾多，地面硬化，工廠眾多，以及交通工具和生活設(shè)施排放的廢氣較多，而成為熱島。城區(qū)空氣受熱膨脹上升，近地面形成低壓區(qū)，而郊區(qū)溫度降低，近地面形成高壓區(qū)。城郊之間的氣壓差，使得城郊之間出現(xiàn)熱力環(huán)流，這就是城市風(fēng)?！窘處熤v解】海陸之間存在熱力性質(zhì)差異，因為海洋的比熱容大于陸地，吸收同樣溫度的熱量，海洋的溫度變化小于陸地。因此在海洋地區(qū)，白天陸地的氣溫高于海洋，空氣受熱上升近地面形成低壓，海洋溫度較低，空氣遇冷下沉，形成高壓。近地面由海洋吹向陸地，形成海風(fēng)。夜晚則相反，近地面陸地為高壓，海面為低壓，空氣由陸地吹向海洋，形成陸風(fēng)?！窘處熤v解】山頂和山谷之間也存在熱力差異。白天，山頂接受太陽光熱比山谷多，于是山頂上的暖空氣不斷膨脹上升，在山頂近地面形成低壓，山谷空氣收縮下沉，在谷底近地面形成高壓，谷底的空氣則沿山坡向山頂補充，這樣便在山坡與山谷之間形成一個熱力環(huán)流，形成谷風(fēng)。到了夜間，山頂上的空氣受山頂輻射冷卻影響，降溫較多，于是山頂空氣收縮下沉；而山谷離地面較遠，降溫較少，在近地面形成高壓，冷空氣下沉使空氣密度加大，谷底的空氣被迫抬升，并從上面向山頂上空流去，形成與白天相反的熱力環(huán)流，稱為山風(fēng)。生活實例中，建議結(jié)合真實的情境開展?！净顒印浚撼鞘酗L(fēng)（熱力環(huán)流的表現(xiàn)）（討論）如果你是該城市的決策者，現(xiàn)在要布局一個化工廠，從保護城市環(huán)境的角度出發(fā)，應(yīng)布局在什么地方較合適？（考慮風(fēng)向）【活動】：海陸風(fēng)（熱力環(huán)流的表現(xiàn)）海濱地區(qū)白天：吹夜間：吹（討論）1、“夜深人靜，無心睡眠，就到海邊走走，陣陣海風(fēng)迎面襲來…”這句話對嗎？2、某導(dǎo)演要拍攝一位少女面朝大海，長發(fā)被風(fēng)吹起的場景，選擇在什么時間好呢？【活動】山谷風(fēng)（熱力環(huán)流的表現(xiàn)）1、某城市為我國重要的鋼鐵、化學(xué)工業(yè)基地，該城工業(yè)區(qū)、商業(yè)、文化及住宅區(qū)的分布如簡圖所示，住在該城的居民們發(fā)現(xiàn)，白天商業(yè)、文化和住宅區(qū)的大氣污染現(xiàn)象會加劇，每到夜晚則減輕，請分析其原因。2、該城市是新興工業(yè)城市，這里的老居民們說，現(xiàn)在一年中陰天的日子比過去多了，請分析其現(xiàn)象及原因。動畫演示，幫助了解熱力環(huán)流過程總結(jié)回顧【教師回顧】因此我們來總結(jié)一下熱力環(huán)流的形成原因：由于近地面的冷熱不均，導(dǎo)致氣流發(fā)生垂直運動，進而引起水平方向上的氣壓差異，使得氣流發(fā)生水平運動最終形成熱力環(huán)流。這里我們還需要明確幾個關(guān)鍵點：第一，氣壓在垂直方向上的變化永遠是隨著高度增加而降低。第二，當(dāng)氣流發(fā)生垂直方向上的運動后，高空氣壓高低與近地面相反；等壓線會在高壓高處彎曲，低壓低處彎曲，我們可以用高高低低的口訣記憶。而造成大氣運動的原因有很多，其中最根本的