第一課時大氣環(huán)流-教學設計

第二節(jié)氣壓帶、風帶對氣候的影響教學目標：立足大氣運動的最基本方式——熱力環(huán)流，采用條件假設遞進的方式，從單圈環(huán)流到三圈環(huán)流，再到季風環(huán)流，通過分別繪制示意圖，配合原理過程的理解，使學生在落實氣壓帶、風帶及其季節(jié)移動和海陸氣壓中心及其季節(jié)轉化的同時，能夠從時空整體的角度把握全球性大氣環(huán)流，從而提升綜合思維素養(yǎng)。立足于自然界中物質運動和能量轉化的基礎，從因果關系的角度出發(fā)，結合具體氣壓帶、風帶和海陸氣壓中心的氣流屬性，以及其空間位置的移動和變化，分析推導區(qū)域氣候特征，從而養(yǎng)成從動態(tài)的時空維度，分析區(qū)域特征成因的能力。通過對案例“副熱帶高壓對我國氣候的影響”探究，即我國鋒面雨帶的移動，對我國降水量空間分布的差異和季節(jié)及年際變化的影響，讓學生能夠從空間和時間綜合的角度分析地理事象的發(fā)生、發(fā)展和變化；從區(qū)域綜合的角度，分析鋒面雨帶的移動對中國東部地區(qū)內部氣候特征差異的影響，從而提升學生的綜合思維素養(yǎng)。通過“鄭和下西洋出發(fā)和返程時間”的真實情境的探究學習，讓學生掌握將所學知識靈活運用于實際問題的分析和解決中，強化學生的區(qū)域認知、綜合思維、人地協(xié)調觀和地理實踐力的綜合提升效應。教學重點：氣壓帶、風帶及其季節(jié)性移動，氣壓帶、風帶對氣候形成的作用。教學難點：三圈環(huán)流的形成，海陸分布對大氣環(huán)流的影響。第一課時大氣環(huán)流同學們好，我是天津市河西區(qū)第四中學地理教師彭玉瓊，今天我們一起來學習第三章，第二節(jié)氣壓帶、風帶對氣候的影響第1課時大氣環(huán)流。首先我們一起來回顧一下必修一我們學過的熱力環(huán)流，如圖中的A和C兩地，由于氣溫低，空氣遇冷收縮下沉，在近地面形成高壓，高空形成低壓，B地氣溫高，空氣受熱膨脹上升，近地面形成低壓，高空形成高壓。于是在同一水平面上產生氣壓差即水平氣壓梯度力，在水平氣壓梯度力的作用下，空氣由高壓流向低壓，形成了熱力環(huán)流，它是大氣運動最簡單的一種形式。在實際中，大氣運動狀況非常復雜，影響因素眾多，我們把全球性，有規(guī)律的大氣運動稱為大氣環(huán)流。對于復雜的地理現(xiàn)象，我們可先對它進行簡化，認識它的理想模式，然后再逐步增加影響因素，一步一步地接近實際情況，最終就有可能掌握它實際的運動變化規(guī)律，為此我們提出三個假設條件，一、地球不自轉，二、太陽終年直射赤道，三、大氣在均勻的地球表面上運動。在這三個假設條件下，那引起大氣運動的因素，就只是高低緯之間的受熱不均，結合前面復習的熱力環(huán)流，我們可以畫出赤道與極地之間的熱力環(huán)流示意圖。赤道地區(qū)由于接收太陽輻射最多，終年高溫，大氣受熱膨脹上升，在近地面形成低壓，高空形成高壓。而兩極地區(qū)，接收的太陽輻射少，溫度低，大氣收縮下沉，近地面形成高壓，高空形成低壓?？諝庠谒椒较蛏嫌筛邏毫飨虻蛪海谑窃诔嗟琅c兩極地區(qū)形成了一個大型的熱力環(huán)流，即單圈環(huán)流。但單圈環(huán)流是人們推理出來的，實際中并不存在，因為地球在不停地自轉，地球自轉就會產生地轉偏向力，在前面我們學過，地球表面水平運動的物體都會受到地轉偏向力的影響，大氣運動也不例外。下面我們先來復習一下，在受到不同力的作用下，大氣水平運動，即風的方向會發(fā)生怎樣的改變？促使大氣在水平方向上產生運動的力。我們稱之為水平氣壓梯度力，我們用F1表示，它是風的原動力。它會促使大氣由高壓流向低壓，等壓線越密集，水平氣壓梯度力就越大，如果沒有受到其他外力因素的影響，風向就會垂直于等壓線，由高壓指向低壓。如圖所示。然而除赤道外，風一旦形成，不僅受到水平氣壓梯度力的作用，同時還受到地轉偏向力的影響，我們用F2表示。地轉偏向力只改變方向，不影響速度，且始終與水平運動物體的運動方向保持垂直，它使風向在北半球向右偏，在南半球向左偏。以北半球為例，如圖所示，在水平氣壓梯度力與地轉偏向力的共同作用下下，風向逐漸偏轉，當二力平衡時，風向最終與等壓線平行。此外，在近地面，空氣運動還要受到地表摩擦力的影響，我們用小f表示，摩擦力與空氣運動方向相反，它會使風速減小，同樣以北半球為例，如圖所示，在水平氣壓梯度力、地轉偏向力和摩擦力三個力的共同作用下，風向總是與等壓線斜交。我們來小結一下風向的差異，以北半球為例，在只受到水平氣壓梯度力的情況下，風向與等壓線垂直，這是理論上的風。實際上空氣只要產生水平運動，就會受到地轉偏向力和摩擦力的影響，而高空摩擦力接近于零，也就是在高空，空氣只受到水平氣壓梯度力和地轉偏向力的作用，最終，風向大致與等壓線平行。在近地面，空氣還要受到摩擦力的影響，在三個力的共同影響下，風向是與等壓線斜交的。復習完風向的知識，我們回到大氣環(huán)流?？紤]地球自轉，以北半球為例，赤道地區(qū)接收太陽輻射多，近地面空氣受熱膨脹上升，形成赤道低氣壓帶，上升氣流使赤道上空，相對于同高度其他區(qū)域來說，氣壓升高，成為高氣壓區(qū)。赤道地區(qū)上升的暖空氣在水平氣壓梯度力作用下，在赤道上空向北，流向北極上空，在地轉偏向力的作用下，逐漸向右偏轉，形成西南風，到達北緯30度附近上空時，風向偏轉成了西風。這樣，來自赤道上空的氣流就不能再繼續(xù)北流，而赤道上空的空氣源源不斷地流過來，又不能繼續(xù)北進，便在北緯30度附近上空堆積，產生下沉氣流，使近地面氣壓升高，形成副熱帶高氣壓帶。北緯30度附近的近地面，在水平氣壓梯度力作用下，空氣由副熱帶高氣壓帶向南北流出，向南的一支，流向赤道低氣壓帶，在地轉偏向力的作用下，逐漸向右偏轉，形成東北風，稱為東北信風。同理，在南半球低緯，會形成東南信風，北半球東北信風與南半球的東南信風在赤道附近輻合上升。這樣，便在赤道與北緯30之間形成一個低緯度環(huán)流圈，即低緯環(huán)流。在近地面，從副熱帶高氣壓帶向北流出的一支氣流，在地轉偏向力作用下逐漸向右偏轉，形成西南風，稱為盛行西風，由于它在中緯度地區(qū)，所以也稱為中緯西風。北極地區(qū)接收太陽光熱少，終年嚴寒，空氣收縮下沉，在近地面形成極地高氣壓帶。從極地高氣壓帶向南流出的氣流，在地轉偏向力作用下，逐漸向右偏轉，形成東北風，稱為極地東風。盛行西風與極地東風這兩支冷暖性質不同的氣流，在北緯60度附近相遇，暖而輕的西風氣流，爬升到冷而重的東風氣流之上，于是在北緯60度副極地地區(qū)形成上升氣流，使該地近地面氣壓降低，形成副極地低氣壓帶。上升氣流到達高空，又分別流向副熱帶和極地的上空，這樣就形成了中緯度環(huán)流圈和高緯度環(huán)流圈。也就是在考慮地球自轉的情況下，形成了三個環(huán)流圈，即低緯環(huán)流，中緯環(huán)流和高緯環(huán)流。在南半球，同樣存在著低緯度、中緯度和高緯度三個環(huán)流圈。同學們自己可以試著畫一畫南半球三圈環(huán)流示意圖。這樣，全球近地面共形成了七個氣壓和六個風帶，即赤道附近的赤道低氣壓帶，南北緯30°附近的副熱帶高氣壓帶，南北緯60度附近的副極地低氣壓帶，南北極附近的極地高氣壓帶，高、低氣壓低帶是相間分布的；在氣壓帶之間又形成了六個風帶，包括東北信風帶和東南信風帶、兩個中緯西風帶和兩個極地東風帶?，F(xiàn)在我們換個視角，從極地俯視，我們會發(fā)現(xiàn)氣壓帶、風帶呈環(huán)狀分布，如圖，以北半球為例，在赤道地區(qū)形成赤道低氣壓帶，北緯30度附近形成副熱帶高氣壓帶，北緯60度附近形成副極地低氣壓帶，北極地區(qū)形成極地高氣壓帶。氣壓帶與氣壓帶之間產生水平氣壓梯度力，水平氣壓梯度力垂直等壓線由高壓指向低壓，在地轉偏向力的影響下，風向在北半球右偏30到45度，于是在北半球形成三個風帶，在低緯形成東北信風帶，在中緯形成中緯西風帶，在高緯形成極地東風帶，同理南半球也會形成類似的氣壓帶和風帶，同學們可以自己畫一畫氣壓帶、風帶南極俯視分布圖。通過學習，我們知道是空氣的垂直運動形成高、低氣壓，而引起空氣垂直運動的原因不同，我們把因冷熱差異造成的垂直運動，所形成的高低氣壓，歸為熱力作用的原因，如因受熱上升而形成的赤道低氣壓帶和因冷卻收縮下沉形成的極地高氣壓帶均為熱力原因。而因空氣聚集下沉或被迫抬升，產生的高低氣壓，我們把它們歸為動力作用的原因，如因空氣聚集下沉形成的副熱帶高氣壓帶，和因冷暖空氣相遇，暖空氣被迫抬升形成的副極地低氣壓帶均為動力原因。剛才所講的氣壓帶和風帶的形成與分布，是以太陽直射赤道為前提的。但實際上，在地球公轉的過程中，太陽直射點每年都在有規(guī)律地南北移動，由此產生了氣壓帶和風帶的季節(jié)性移動現(xiàn)象。請同學們仔細觀察氣壓帶風帶的季節(jié)性移動演示，對比氣壓帶、風帶的移動與太陽直射點的移動，兩者在移動方向和移動幅度上有什么異同?！镜却客ㄟ^觀察，我們發(fā)現(xiàn)太陽直射點隨季節(jié)變化而南北移動，氣壓帶和風帶在一年內也做周期性的季節(jié)性移動。就北半球來說，大致是夏季北移冬季南移。也就是在移動方向上，氣壓帶和風帶的移動方向與太陽直射點的移動方向是相同的，當太陽直射點北移，氣壓帶，風帶也往北移，當太陽直射點往南移，氣壓帶，風帶也往南移。但在移動幅度上，太陽直射點可以從赤道移動到南北回歸線，也就是太陽直射點的移動幅度達到了46度52分。而氣壓帶、風帶的移動幅度則相對小得多。接著請同學們看一下右圖，全球氣壓帶和風帶的季節(jié)性移動示意圖。對比北半球極地高氣壓帶，所占據(jù)的范圍在二分二至日有何差異？通過觀察我們可以發(fā)現(xiàn)在夏至日北半球極地高氣壓帶范圍最小，在春秋二分，北半球極地高氣壓帶范圍居中，而冬至日北半球極地高氣壓帶范圍最大。這是由于太陽直射點的季節(jié)性移動，使得北極地區(qū)所獲得的太陽輻射在季節(jié)上產生了明顯的差異，進而影響到極地高氣壓帶的范圍大小。至此，本節(jié)課的主要內容我們已經講完了，我們對所學的內容進行一下小結。首先我們復習了必修一學過的熱力環(huán)流，即太陽輻射在地表分布不均，使地面產生熱量差異，形成熱力環(huán)流，這是大氣運動最簡單的形式。接著我們學習了大氣環(huán)流，這是全球性有規(guī)律的大氣運動。在三個假設條件下，在赤道與極地之間形成了單圈環(huán)流。考慮地球自轉，也就是地轉偏向力對大氣運動的影響時，就形成了三圈環(huán)流，三圈環(huán)流的這種運動狀態(tài)，在地球表面形成了七個氣壓帶和六個風帶，即：赤道附近的赤道低氣壓帶，30°附近的副熱帶高氣壓帶，60度附近的副極地低氣壓帶，90°附近的極地高氣壓帶，高、低氣壓低帶是相間分布的；在氣壓帶之間又形成了六個風帶，包括東北信風帶和東南信風帶、兩個中緯西風帶和兩個極地東風帶。而當我們考慮地球公轉，也就是太陽直射點的季節(jié)性移動時，就產生了氣壓帶和風帶的季節(jié)性移動。今天我們學習的氣壓帶、風帶的形成、分布及移動規(guī)律，可以為我們后期學習氣候的分布與成因做鋪墊。最后我們用所學知識來做幾道練習題。下圖為全球近地面氣壓帶和風帶局部示意圖。讀圖回答下列各題。第一問：圖中的丙氣壓帶是指（）由圖可知，丙氣壓帶的氣流流向兩側，說明該氣壓帶為高壓帶；且風向向左偏，結合三圈環(huán)流的氣壓帶的風帶的分布規(guī)律，判斷應是南半球的副熱帶高氣壓帶。故選B。第二問：下列判斷正確的是()結合上題可知，該圖為南半球的氣壓帶風帶圖，丙為副熱帶高氣壓帶，甲的風向為東南，乙為西北，結合氣壓帶風帶分布規(guī)律可知，甲為東南信風帶，乙為南半球的盛行西風帶，選C。下一組題：下圖表示氣壓帶、風帶的分布和表示氣壓帶、風帶的季節(jié)性移動。讀圖回答下列問題。第一問：圖中表示________(南/北)半球的氣壓帶、風帶分布狀況。從圖中示意圖可以看出，在地轉偏向力的作用下，風向向右發(fā)生了偏轉，說明是北半球。第二問：在圖中畫出B所在風帶的風向。B所在風帶是位于赤道低氣壓帶以北的信風帶，在水平氣壓梯度力、地轉偏向力和摩擦力的共同作用下，該處形成東北信風。如圖所示。第三問：說出圖中甲、乙兩圖氣壓帶位置的差異及成因。與二分日相比，甲圖的氣壓帶位置向北移動，乙圖的氣壓帶位置向南移動，這是太陽直射點隨季節(jié)變化而南北移動的結果。第四問：圖中⑥氣流來自________氣壓帶，說出⑥氣流與⑦氣流相遇后向上爬升的原因。根據(jù)圖示可知，①為赤道低氣壓帶，②為副熱帶高氣壓帶，③為副極地低氣壓帶，④為極地高氣壓帶，⑤為東北信風帶，⑥氣流是來自于副熱帶高氣壓的中緯西風帶，中緯西風暖而輕，⑦為來自極地的極地東風帶，極地東風冷而重，暖而輕的氣流⑥遇到冷而重的氣流⑦被迫抬升。下一題，假定各個氣壓帶的寬度為10個緯度。右圖為某日氣壓帶和風帶分布示意圖。回答該日為()結合所學知識，地球自轉方向在東經度由小經度轉到大經度，在西經度由大經度轉到小經度，所以圖中地球自轉方向為順時針，進而可推知，該圖為以南極點為中心點的俯視圖，由圖示可知，氣壓帶和風帶南移，因此該日為冬至日，D正確下一組題：第一問：依據(jù)圖中三圈環(huán)流分布的緯度位置，圖中各字母所在的氣壓帶名稱是：A為極地高氣壓帶；B為副極地低氣壓帶；C為副熱帶高氣壓帶；D為赤道低氣壓帶。第二問：讀圖可知，在ABCD氣壓帶中，盛行上升氣流的是D和B，其中B為副極地低氣壓帶是由于冷暖氣團在60o附近相遇，暖氣團抬升形成的低壓帶，因此B氣壓帶是屬于動力原因形成的，D為赤道低氣壓帶是由于赤道附近溫度高，空氣受熱膨脹上升，近地面形成低壓，因此D是屬于熱力原因形成的。A為極地高氣壓帶，是由于極地氣溫低、氣流收縮下沉形成的，所以A是熱力作用形成的；C為副熱帶高氣壓帶。是空氣聚集下沉形成的，所以是動力原因形成的。即BC為動力原因形成的，AD為熱力原因形成的。第三問：讀圖，結合氣壓帶風帶分布規(guī)律，各風帶的名稱：A→B：為極地東風帶，C→B：為中緯西風帶，C→D：為東北信風帶。第四問：A.選項受熱力因素影響，熱的地方成低壓、冷的地方成高壓，而動力因素形成的氣壓帶則不遵循這個規(guī)律。A錯。B.選項氣壓帶、風帶季節(jié)移動的原因在于太陽直射點的回歸運動，大致為北半球夏季北移，冬季南移。B對。C.選項低氣壓帶氣流上升，空氣易冷卻凝結，多云雨，高氣壓帶氣流下沉，下沉增溫，空氣難以凝結，多晴天。C對。D選項.氣壓帶、風帶大致為北半球夏季北移，冬季南移。D錯。下一題：恩克斯堡島(下圖)是考察南極冰蓋雪被、陸緣冰及海冰的理想之地。2017年2月7日，五星紅旗在恩克斯堡島上徐徐升起，我國第五個南極科學考察站選址奠基儀式正式舉行。據(jù)此完成下題。五星紅旗在恩克斯堡島上迎風飄揚。推測紅旗常年飄揚的主要方向是()這題的【解題關鍵】是：①明確紅旗飄揚方向與風向相反；②從圖中獲取恩克斯堡島的緯度信息，判斷其所屬風帶。根據(jù)恩克斯堡島的緯度位置可知其位于南半球的極地東風帶，吹東南風，故五星紅旗飄揚的主要方向為西北方向，D項正確。接著看這道題：讀三圈環(huán)流局部示意圖，完成下面兩題。第一問：關于圖中a、b、c、d四地的說法，正確的是()結合圖示知，由于大氣垂直運動，近地面a地氣流下沉，形成高壓，等壓面向上隆起，而b地為低壓，且高空的氣壓狀況與近地面相反。如圖所示，所以圈①正確，根據(jù)氣壓分布規(guī)律知，四地氣壓大小應為Pa＞Pb＞Pc＞Pd。所以圈③錯誤，圈④正確，根據(jù)圖示并不能確定b地氣流上升是由空氣受熱引起的還是被迫抬升，所以圈②錯誤。這題選B。第二問：若a地為副熱帶地區(qū)，則Q地的風向可能是()看圖，若a地為副熱帶地區(qū)，則a為副熱帶高氣壓帶，看圖中的指北針，當其位于北半球時，b地則為北半球副極地低氣壓帶，那么Q地位于北半球西風帶，其風向為西南風，圈④正確；當其位于南半球時，b地則為赤道低氣壓帶，那Q地就位于南半球信風帶，其風向為東南風圈②正確。所以選D下一題：圖中箭頭表示空氣運動方向。若該圖為南半球三圈環(huán)流示意圖的一部分，且甲地緯度較乙地低，則()若該圖為南半球三圈環(huán)流的一部分，據(jù)圖可知，甲地盛行下沉氣流，應為高氣壓帶，乙地盛行上升氣流，應為低壓帶，且甲地緯度較乙地低，則指