Google Earth在天氣與氣候和地質(zhì)地貌教學(xué)中的應(yīng)用

GoogleEarth在天氣與氣候和地質(zhì)地貌教學(xué)中的應(yīng)用摘要：GoogleEarth是一款虛擬地球的軟件，由于其具有強(qiáng)大的地點(diǎn)搜索功能和地理信息顯示功能，本文將該軟件應(yīng)用于天氣與氣候、地質(zhì)與地貌的教學(xué)中。通過(guò)應(yīng)用，可以多角度、多維度地讓學(xué)生感知地理知識(shí)，從而化解理解上的障礙。

關(guān)鍵詞：GoogleEarth天氣與氣候、地質(zhì)與地貌

GoogleEarth由于其具有良好的地理信息顯示功能，所以從推出到現(xiàn)在，已經(jīng)被大量的應(yīng)用于地理教學(xué)中來(lái)。當(dāng)前電腦愛(ài)好者及一線地理教師更多的關(guān)注GoogleEarth基本功能的介紹方面、GoogelEarth在地理教學(xué)案例方面的研究[1-6]。其中，電腦愛(ài)好者更加注重對(duì)其基本功能方面的研究，在此基礎(chǔ)上一線地理教師把GoogleEarth資源應(yīng)用到地理案例教學(xué)中，取得了一定的成效。但是一線教師的相關(guān)研究中，缺少對(duì)天氣與氣候以及地質(zhì)地貌等方面的應(yīng)用研究，所以本文在已有研究基礎(chǔ)上，進(jìn)一步豐富GoogleEarth在地理教學(xué)中的應(yīng)用案例。

一、天氣與氣候相關(guān)案例分析

1.天氣系統(tǒng)

天氣系統(tǒng)包括鋒面氣旋，其中鋒面這一知識(shí)點(diǎn)的導(dǎo)入可以通過(guò)GoogleEarth進(jìn)行，現(xiàn)以呼倫貝爾地區(qū)為例，展示具體操作。首先找到并點(diǎn)擊“氣象”圖層，然后在地址欄中輸入“呼倫貝爾”，找到并點(diǎn)擊相應(yīng)地標(biāo)，呼倫貝爾的天氣狀況如圖1.2所示。從圖中可以看出，近幾天為雨轉(zhuǎn)多云的過(guò)程。針對(duì)這一現(xiàn)象，可以提問(wèn)學(xué)生天氣變化的原因是什么，從而進(jìn)入天氣系統(tǒng)的學(xué)習(xí)。

在具體講解過(guò)程中，會(huì)涉及到鋒面的性質(zhì)以及鋒面過(guò)境前后的天氣狀況。讓學(xué)生據(jù)圖分析，呼倫貝爾近幾天天氣變化是由哪種鋒面引起的，并說(shuō)出鋒面過(guò)境的氣壓狀況。首先，就鋒面性質(zhì)而言，屬于冷鋒。這可以從天氣的變化得出，因?yàn)槔滗h過(guò)境時(shí)氣溫降低，天氣為降水天氣，而圖中所示的信息恰好與之相吻合。即從3.12到3.15（TomorrowNight）總體是不斷降低的且為降水天氣，相對(duì)應(yīng)的氣壓總體上是不斷降低的。而3.16（Monday）則屬于冷鋒過(guò)境后，因?yàn)殇h面過(guò)境后，天氣開(kāi)始變晴，氣溫開(kāi)始回升，相對(duì)應(yīng)此時(shí)氣壓開(kāi)始變小。

圖1.1冷鋒過(guò)境時(shí)的天氣變化

圖1.2呼倫貝爾的天氣變化

2.氣溫分布特點(diǎn)

氣溫的分布規(guī)律從緯度來(lái)說(shuō)是從低緯向高緯逐漸降低。但就同一緯度來(lái)說(shuō)，海洋和陸地氣溫存在差異，其中，在冬季，陸地氣溫比海洋要低，夏季時(shí)，陸地的氣溫比海洋的溫度要高。傳統(tǒng)的講述方式主要是通過(guò)學(xué)生的感性認(rèn)知或者試驗(yàn)的方式來(lái)進(jìn)行，最后結(jié)合等溫線分布圖進(jìn)行判讀。本文將通過(guò)數(shù)字地球從另外角度來(lái)解決這一問(wèn)題。

首先比較冬季的氣溫分布規(guī)律。選中圖層中的氣象圖層，然后選取A、B、C三地進(jìn)行比較。從緯度分布來(lái)看，圖中所示地區(qū)為北半球。A和C兩地的氣溫分別為4°F和32°F，兩地的溫差主要是由于緯度所致，充分說(shuō)明，隨著緯度的升高，氣溫逐漸降低的規(guī)律。就A和B而言，兩地緯度相近，氣溫分別為4°F和10°F，造成兩地溫差的為海陸因素，從而說(shuō)明，在冬季的時(shí)候，海洋的氣溫相對(duì)高一些。

圖1.3冬季的氣溫分布規(guī)律

就夏季的氣溫分布而言，本文所選案例為A、B兩地。從中可以看出，兩地的緯度差不多，但是溫度上存在差異，其中，A的氣溫為-3°F，而B地的氣溫為-26°F。兩地的溫差主要是由于海陸因素造成的，即在夏季的時(shí)候，和陸地相比，海洋的溫度更低。

圖1.4夏季的氣溫分布規(guī)律

3.季風(fēng)區(qū)及我國(guó)的降水分布規(guī)律

由于不同區(qū)域的降水有所差異，從而導(dǎo)致不同地區(qū)的植被茂盛程度不同，如果從高空觀察，那么地表的顏色也存在不同。利用這個(gè)原理，還原地表顏色，可以看出我國(guó)的降水分布規(guī)律。還原地表顏色的方式主要是通過(guò)點(diǎn)擊實(shí)現(xiàn)，所得圖如下圖所示?？梢蕴釂?wèn)衛(wèi)星圖所顯示的地表顏色的空間差異是什么，發(fā)生變化的原因是什么？通過(guò)逐步引導(dǎo)，將學(xué)生的思維鎖定在降水引起了地表顏色的差異。那么我國(guó)的降水量分布特點(diǎn)是什么？從圖中可以看出，我國(guó)的降水分布規(guī)律是從東南沿海向西北內(nèi)陸逐漸遞減。為了印證學(xué)生的結(jié)論是否正確，可將我國(guó)的降水分布圖作為貼圖貼進(jìn)數(shù)字地球，如圖1.5所示。從圖中可以印證我國(guó)降水量確實(shí)是從東南沿海向西北內(nèi)陸遞減。那么，導(dǎo)致我國(guó)降水分布呈現(xiàn)這種規(guī)律的原因是什么呢？學(xué)生可以從圖中的顏色判斷得出，藍(lán)色部分即海洋，距離我國(guó)東部地區(qū)較近，所以東南部降水豐富，而海洋距離西部地區(qū)較遠(yuǎn)，西部地區(qū)降水少。那么西部地區(qū)距離我國(guó)有多遠(yuǎn)，可以利用標(biāo)尺進(jìn)行測(cè)量，可以在地址欄中輸入塔里木盆地，點(diǎn)擊標(biāo)尺工具，測(cè)量其到我國(guó)東部沿海的距離為3771千米。由于我國(guó)降水呈現(xiàn)如此分布，教師在圖中將顏色變化的差異較大的區(qū)域用線條分開(kāi)，其方法是單擊添加路徑工具繪制一條紅色曲線，該曲線即是我國(guó)季風(fēng)區(qū)與非季風(fēng)區(qū)的界線，從而引入季風(fēng)區(qū)與非季風(fēng)區(qū)的概念。

圖1.5我國(guó)季風(fēng)區(qū)與非季風(fēng)的分界線圖

圖1.6將我國(guó)降水量分布圖貼進(jìn)數(shù)字地球

4.熱帶氣候類型

當(dāng)前，將Googleearth應(yīng)用到氣候類型教學(xué)的案例相對(duì)較少，針對(duì)這一點(diǎn)，本文以非洲氣候類型為例，進(jìn)一步豐富Googleearth在氣候類型講解中的應(yīng)用。非洲大陸的熱帶氣候較為典型，從赤道的熱帶雨林漸漸過(guò)渡到熱帶草原和熱帶荒漠，實(shí)際上降水量也發(fā)生了相應(yīng)的變化。從圖1.7可以看出，地表的顏色隨著緯度的變化而發(fā)生變化。為了進(jìn)一步了解非洲的氣候類型，可以將非洲的氣候類型圖作為貼圖貼進(jìn)數(shù)字地球，讓學(xué)生進(jìn)一步觀察，印證從而得出正確答案。即非洲的氣候類型由赤道地區(qū)的熱帶雨林氣候逐漸過(guò)渡到熱帶草原氣候，然后是熱帶沙漠氣候。

圖1.7非洲氣候類型

圖1.8非洲氣候類型

二、地質(zhì)地貌相關(guān)案例

在已有研究中，多提到利用數(shù)字地球觀察我國(guó)的四大高原等地貌，但是對(duì)于山脊山谷等地理事物的辨識(shí)、海底地貌的認(rèn)識(shí)，以及在具體涉及到等高線的題目中的應(yīng)用，涉及相對(duì)較少。所以本節(jié)主要通過(guò)Googleearth，針對(duì)以上問(wèn)題進(jìn)行說(shuō)明。

1.對(duì)于大陸、島嶼、半島、群島等地理事物的辨識(shí)

在教學(xué)中，教師一般會(huì)利用圖2.1講解這部分知識(shí)。但要想讓學(xué)生掌握這些概念，需要進(jìn)一步豐富學(xué)生的空間表象。教師在講解后，可以利用Googleearth展示多個(gè)案例進(jìn)行說(shuō)明。如分別選取山東半島、遼東半島作為半島的案例，以臺(tái)灣島、海南島作為島嶼的案例，以南沙群島作為群島的案例。通過(guò)讓學(xué)生獲得直觀的表象，從而形成地理事物的概念。

圖2.1大陸、半島、島嶼與海洋

圖2.2大陸、半島、島嶼與海洋

2.對(duì)山脊山谷的判讀

很多地理事物和現(xiàn)象，例如大尺度的空間過(guò)程，空間排列狀態(tài)，地理景觀等，往往很難直接感知，要形成這些地理現(xiàn)象的表象，就要充分利用直觀教具，而googleearth能夠呈現(xiàn)真實(shí)的、模擬的、二維的、三維的畫面，從而為地理教學(xué)提供極大便利，現(xiàn)以山脊和山谷等知識(shí)為例進(jìn)行說(shuō)明。首先找到某山區(qū)，利用shift配合鼠標(biāo)的滾輪，選取合適的空間尺度，得到如2.3所示圖。從中可以辨識(shí)其中的山脊、山谷等地貌。此外，還可以通過(guò)旋轉(zhuǎn)，使學(xué)生可以從不同的三維視角觀察該圖。從該圖中，學(xué)生不但可以清晰的辨識(shí)山脊、山谷，還可以判斷河流的流向以及地勢(shì)特征。而對(duì)于2010年北京市的文綜第一題來(lái)說(shuō)，如圖2.4所示，即是讓學(xué)生辨別山脊、山谷以及鞍部。如果教師能夠較好的利用Googleearth，無(wú)疑會(huì)使學(xué)生答題的正確率較高。

圖2.3Googleearth中的山區(qū)地貌

圖2.4

2010年北京市文綜第一題

3.海底地貌的辨識(shí)

海底地貌主要有大陸架、大陸坡、海底山脈、海溝、海底平原等地貌。這些大尺度的地理事物可以通過(guò)Googleearth較好的展現(xiàn)出來(lái)，如圖2.5所示。

圖2.5海底地貌

4.板塊及其影響

地球上有大塊的陸地，有大面積海洋，此外也有大量的火山、地震等地質(zhì)活動(dòng)，這些地質(zhì)、地理現(xiàn)象的形成原因，其實(shí)就寫在地球之上。只要你去發(fā)現(xiàn)，證據(jù)就在眼前。首先就講解板塊方面的知識(shí)而言，通常先展現(xiàn)圖2.6。

圖2.6世界板塊示意圖

通過(guò)思考以下問(wèn)題，圖中的綠線表示什么意思，地球是不是一個(gè)整體？不是的話，分為幾塊板塊？并進(jìn)一步提問(wèn)，圖中的箭頭表示什么意思？從而引出板塊之間是運(yùn)動(dòng)的。那么板塊運(yùn)動(dòng)會(huì)產(chǎn)生那些現(xiàn)象呢？對(duì)于這一點(diǎn)可以通過(guò)多種方式來(lái)進(jìn)行，如讓學(xué)生通過(guò)書或者紙或者模型試驗(yàn)等，來(lái)讓學(xué)生感知到板塊運(yùn)動(dòng)會(huì)帶來(lái)火山、地震等現(xiàn)象。為了進(jìn)一步證實(shí)這一點(diǎn)，從數(shù)字地球中讓學(xué)生觀察板塊交界處的地質(zhì)活動(dòng)情況。通過(guò)觀察圖2.7和圖2.8可知，在板塊交界處，易發(fā)生火山現(xiàn)象。

圖2.7日本3.11地震觀測(cè)

圖2.8東南亞地震觀測(cè)

板塊交界處除發(fā)生火山、地震等地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，也形成了很多的地形區(qū)。例如太平洋板塊與美洲板塊所形成的安第斯山，或者亞歐板塊與印度洋板塊撞擊所形成的青藏高原等。從圖2.9可以看出，安第斯山處于太平洋板塊與美洲板塊交界處，即凹凸感較強(qiáng)的地區(qū)。從圖2.10中可以看出，在googlemaps中更能突出安第斯山山脈。

圖2.9

GoogleEarth下的安第斯山

圖2.10

Googlemaps下的安第斯山

5.荒漠化

近年來(lái)，荒漠化問(wèn)題逐漸得到人們的重視，其中被譽(yù)為地球之肺的熱帶雨林就是一個(gè)很好的例證。現(xiàn)以非洲熱帶雨林地區(qū)的荒漠化為例進(jìn)行說(shuō)明。其步驟是通過(guò)歷史圖像撥動(dòng)時(shí)間軸，將時(shí)間推移到1935，找到當(dāng)時(shí)非洲地區(qū)熱帶雨林的面積，如圖2.11所示，然后，再將時(shí)間推移到2011年，如圖2.12所示，對(duì)比