2.2 大气受热过程和大气运动（AI智学·情境教学课件）地理人教版必修一（江苏专用）

该高中地理课件聚焦“大气的受热过程和大气运动”，以2026年江苏里下河洪水预警与苏锡常热岛效应为主情境，通过城郊气温对比、降水分布等现象引出疑问，引导学生探索“太阳辐射→大气受热→热力环流→大气运动”的逻辑链条，提供绘制流程图等学习支架辅助理解。 其亮点在于立足江苏区域案例，结合区域认知分析热岛效应、海陆风成因，通过综合思维构建全链条因果逻辑，地理实践力体现在解释霜冻、风向判断等活动。采用情境探究法，学生能提升解决实际问题能力，教师可高效落实核心素养。

大气的受热过程和大气运动 人教版高中地理必修第一册 第二章 第二节 授课人： 核心素养与学习目标 人地协调观：理解人 类活动对城市热岛、 大气受热过程的的影 响，能提出江苏城市 合理规划、缓解热岛 效应、降低气象灾害 损失的可行建议。 综合思维：梳理“太 阳辐射→大气受热过程 →地面冷热不均→热力 环流→大气水平运动→ 天气变化”的全链条因 果逻辑，分析江苏夏季 降水、城市热岛成因。 区域认知：结合江苏 里下河地区地形与气 候、苏锡常都市圈城 市发展特征，分析局 局地大气运动与区域 地理环境的关联。 地理实践力：用原理 解释江苏常见的霜冻、 晨雾、海陆风、对流 雨等现象，掌握城郊 气温差调查、风向判 断等实践方法。 本节课情境探索之旅 主情境：2026年7月江苏里下河洪水预警与苏锡常都市圈热岛效应 探索一 江苏夏季气温与降水现象 - 探秘「大气的受热过程」 探索二 江苏城市热岛效应 -解码「热力环流」 探索三 探索四 江苏夏季盛行风 -追踪「大气的水平运动」 学以致用 - 迁移应用与总结 主情境：水与火的交织--江苏的7月 Phenomenon Hit 里下河地区洪水蓝色预警 南京2025年7月城郊气温对比热力图 里下河地区7月降水实况分布图 核心疑问： 城区午后对流雨频次远高于郊区 为什么7月江苏多强降水? 城市热岛和局地降水有什么深层关联? 第一部分 探索一：江苏夏季气温与降水现象 - 探秘「大气的受热过程」 情境感知：热量从何而来? 生活体验：7月的江苏普遍高温，烈日炎炎，但午后常突发短时强降水，带来一丝清凉。 思考问题：维持地球表面温度的热量到底来自哪里？ 思考问题：为什么不同区域（如城市与郊区、晴天与阴天）的气温会出现明显差异? 探究活动：绘制大气受热过程 半成品框架图 太阳 大气对太阳辐射的削弱 大气层 大气逆辐射 太阳辐射 地面辐射 大气对地面 辐射的吸收 地面 探究活动：绘制大气受热过程 任务指令：请尝试绘制大气受 热过程流程图，标注能量传递 路径。 核心线索： 太阳辐射是如何到达地面的? 地面吸收热量后，又是如何传 递给大气的? 大气吸收热量后，对地面有什 么作用？ 关键词提示： 太阳暖大地、大地暖大气、大 气气还大地 大气的受热过程：根本热源 太阳辐射光谱图 核心概念：太阳辐射是地球大气最重要的能量来源。 辐射特性：太阳表面温度极高（约6000K）。 太阳辐射穿过宇宙空间 能量传递：太阳辐射穿过宇宙空间…开启了地球表面 面的热量传递之旅。 太阳表面温度 ~6000K 宇宙空间 太阳短波辐射 根本热源 地球大气层 地球大气层顶 知识点：过程一--太阳暖大地 过程一：“太阳暖大地” 传递路径 部分被大气削 地面吸收太阳 太阳辐射穿 大部分 弱（吸收、 阳短波辐射而 穿过大气层 到达地面 反射、散射） 增温 关键结论 地面是吸收太阳辐射的主要主体。 逻辑关联 大气对太阳短波辐射吸收较少，大部分太 阳辐射能够“透射”过大气层到达地面。 大气反射 大气吸收 大气吸收 太阳短波辐射 太阳暖大地 知识点：过程二--大地暖大气 过程二：“大地暖大气” 传递路径：地面增温→向外辐射能量（地 面长波辐射）→绝大部分被近地面大气（水 汽、二氧化碳等）吸收→大气增温。 核心考点：地面长波辐射是近地面大气主 要的、直接的热源。 易混辨析：太阳辐射是“根本热源”，地 面辐射是“直接热源”。（离地面越近，大 气吸收的地面辐射越多，气温越高) Page 10 [知识点：过程三--大气还大地] 过程三：“大气还大地” 传递路径：大气吸收热量增温 → 向外辐 射能量（大气辐射）→ 其中向下指向地 面的部分称为大气逆辐射。 作用机制：大气逆辐射将热量还给地面， 补偿了地面辐射损失的热量，对地面起 到保温作用。 影响因素：云量越多、大气湿度越大，大 气逆逆辐射越强，保温作用越明显。 射向宇宙 大气层 大气逆辐射 地面辐射 保温作用 大气受热过程全景图 大气的削弱作用 大气层 太阳短波辐射 地面 大气逆辐射 长波辐射 大气的保温作用 地面 核心逻辑：太阳辐射是驱动整个过程 的初始动力，大气的存在使得地球表 面昼夜温差不至于过大。 两个热源 太阳辐射（根本热源） 地面辐射（直接热源） 三个过程 太阳暖大地 大地暖大气 大气还大地 两个作用 大气对太阳辐射的 削弱作用 大气对地面的保温作用 第 13 页：[知识点：大气的削弱作用] 大气的削弱作用：地球的“遮阳伞” 紫外线 吸 收 作 用 红外线 可见光 臭氧 (Visible (O₃) Light) 水汽&二氧化碳 原 理 (Water Vapor & CO) 对可见光吸收极少 具有选择性。臭氧吸收紫外 选 择 中 线，水汽和二氧化碳吸收红 外线。 宇宙空间 反 射 作 用 厚厚云层 较大颗粒尘埃 无选择性。云层和较大颗粒 尘埃将太阳辐射反射回宇空 例 境 间。（云层越厚，反射越强， 如阴天光线暗) 散 射 作 用 空气分子 和微小尘埃 具有选择性。空气分子和微 小尘埃改变太阳辐射方向。 (波长较短的蓝紫光易被散) 射，故晴朗天空呈蔚蓝色） 案 境 [知识点：大气的保温作用] 大气的保温作用：地球的“棉被” 有大气层的地球 无大气层的月球 太阳的辐射 地面辐射 原理重申： （短波） (长波) 大气逆辐射补偿 地面热量损失。 大气逆辐射 平均温度 ∼ 15°C 原理重申： 大气逆辐射补 偿地面热量损失。 平均温度 现实意义： 为生物生存提供了适宜的 的温度环境。 关键变量 温室气体（二氧化碳、甲烷等）浓度的增加，会增强大气吸收 地面辐射的能力，进而增强大气逆辐射，导致全球气候变暖。 地面辐射 太阳的辐射 逃出 (短波) 现实意义： 无法生存 极大的昼夜温差 白天：127°C 夜晚：-183°C [情境解析：江苏昼夜温差对比] [情境解析：江苏深秋烧烟防冻] 情境解析：江苏菜农的“防冻秘籍” 现象：为什么晴朗的深秋夜晚江苏容易出现 霜冻？烧烟为什么能防冻？ 原理剖析： 霜冻成因： 晴朗的夜晚，云量少，大气逆辐射弱，保温作 用差，地面迅速降温，易产生霜冻。 烧烟原理： 燃烧产生大量烟雾（二氧化碳和悬浮颗粒物）， 增加了大气浓度，吸收更多地面长波辐射，从 而增强大气逆辐射，提升保温效果，防止农作 作物受冻。 [知识点：逆温现象] 特殊的大气状态：逆温现象 正常情况 逆温情况 高度 (km) 逆温层：出现气温随 高度增加而升高的现象 上热下冷 逆温情况 I 逆温定义：在一定条件下，对流层 中出现气温随高度增加而升高的现 象，或气温递减率小于正常值的现 象。 I 常见类型： 辐射逆温：晴朗无风的夜 晚，地面辐射冷却快，近 地面大气降温快于高空。 （最常见，黎明最强） 平流逆温：暖空气平流到 冷地面上。 情境解析：江苏秋冬的晨雾与空气质量 现象：结合逆温示意图， 解释江苏秋冬早晨多雾、 污染物难扩散的原因。 影响分析： 温 (T) 24 逆温层 (下冷上热) 22 20 不利影响 逆温层"下冷上热"，大气层结 稳定，抑制了空气的垂直对流 运动。导致近地面水汽易凝结 成雾，且工厂废气、汽车尾气 等污染物物难以扩散，加重空 气污染（不利于晨练）。 有利影响 抑制沙尘暴发生； 高空逆温有利于 飞机平稳飞行。 第二部分 探索二：江苏城市热岛效应 -- 解码「热力环流」 情境感知：城市里的“火炉”与“暴雨” 城区 郊区 城区 郊区 城区 乡村 南京夏季午后城区与郊区降水频次对比柱状图 城乡热循环流图 现象直击：该城夏季午后，城区气温常比郊 区高3-5°C（城市热岛效应）。同时，城区午 后突发对流雨的频次远高于郊区。 思考问题： 这种城郊之间的“冷热不均”会引发什么样的大气运动? 为什么城区午后对流雨比郊区多？这与大气运动有何关 联? 探究活动：绘制城郊热力环流 任务指令：请根据城郊冷热差异，绘制热力环流示意图。 郊区 城区 郊区（冷） 城区（热） 探究步骤： 确定冷热中心 （城区热，郊区冷） 判断气流垂直运动方向 （受热膨胀上升，冷却收 缩下沉） 分析同一水平面上的气 压压差异（高压与低压） 绘制水平气流运动方向 （从高压流向低压） 第21页 热力环流的形成：从冷热不均开始 概念：由于地面冷热不均而形成的空气环流，是大气运动最简单的形式。 第一步：垂直运动 高空空气聚积， 高空空气减少， 形成高气压 形成低气压 空气受热膨胀上升 空气冷却收缩下沉 近地面空气密度减 近地面空气密度增 大，形成高气压 小，形成低气压 关键逻辑：气温决定垂直运动， 受热地 冷却地 A B 垂直运动导致同一水平面产生气压差 热力环流的形成：闭合环流的诞生 第二步：水平运动 动力来源：同一水平面上的气压差异 运动规律：空气总是从高气压区流向 低气压区 结果：近地面空气从冷却地（高压） 流向受热地（低压）；高空空气从受 热地上空（高压）流向冷却地上空（ 低压），形成闭合的热力环流 高空高压 高空低压 B 近地面低压 近地面高压 加热地 冷却地 地面冷热不均 大气垂直运动 热力环流 大气水平运动 同一水平面气压差 [知识点：等压面的高低压判读] 难点突破：等压面的弯曲规律 概念：空间中气压相等的点组成的面。 判读口诀：“高凸低凹” 高压区：等压面向上（高空方向）凸起。 低压区：等压面向下（近地面方向）凹陷。 图解：绘制带有弯曲等压面的热力环 流剖面图 空间对应关系： 近地面与高空的气压分布相反（近地面 高压，高空必为低压）。 垂直方向上，海拔越高，气压越低。 大致示意图，非真实情况 情境解析：解码南京的“热岛”与“暴雨” 凝结核（尘埃等） 积雨云 郊区 强烈的上升气流 上升气流易 成云致雨 郊区 城区 【热岛环流形成】 城区人口密集、工业集中、硬化 路面多，气温高于郊区。 城区空气上升，郊区空气下沉， 近地面风由郊区吹向城区。 【局地降水成因】 城区是热力环流的上升区，强烈 的上升气流容易使水汽凝结。 城市上空凝结核（尘埃等）较多。 【结论】里下河地区及南京城区夏 季午后强对流降水频发，正是由于强 烈的受热上升气流引发的。 [情境解析：江苏工业园区布局] 学以致用：江苏重污染工业园区的选址 讨论问题： 江苏的重污染工业园区应该布局在城郊热力环流下沉气流之内还是之外？为什么？ 江苏的重污染工业园区应该布局在城郊 热力环流下沉气流之内还是之外? 城市热岛环流下沉距离 上沉气流 下沉气流 近地面风向 下沉气流 郊区 郊区 热岛效应 城区 位置 A 近地面风向 郊区 绿化带 位置 B 规划原则： 必须布局在城市热岛环流的下沉 距离之外。 原因：如果布局在环流内，工厂排放 的废气会随着近地面由郊区吹向 城区的风,被带回城市中心，加重 城市污染。 绿化带布局 应布局在环流之内，净化吹向 城区的空气。 第27页：[知识点：常见热力环流--海陆风] 27 常见热力环流：江苏沿海的海陆风 陆地 海洋 成因 陆地 海海 海陆热力性质差异（陆地比热容小，升温快降温快；海洋比热容大，升温慢降温慢） 江苏沿海地区海陆风风向日变化观测数据简表 时间 9-10时 12:30 18:00 21-22时 24:00 风向 陆转海 海风 海风 海转陆 陆风 常见热力环流：连云港山区的山谷风 农业应用 山谷夜晚易出现冷空气聚集，导致霜冻；而山腰处因 谷底暖空气上升，气温较高（逆温），适合种植果树。 第三部分 探索三：江苏夏季盛行风一 追踪「大气的水平运动」 情境感知：风从海上来 现象直击 江苏夏季多吹东南风，且沿海地区的风力常年远大 于内陆地区，因此建设了大量风电场。 思考问题：风到底是怎么形成的？ ? 为什么风向会发生偏转? ? 为什么江苏沿海地区的风力远大于内陆? 江苏沿海风电场分布图 江苏省7月海平面等压线分布图 [知识点：风的形成与水平气压梯度力] 风的直接原因：水平气压梯度力 气压梯度：同一水平面上，单位距离间的气压差。 水平气压梯度力：促使大气由高气压区流向低气压区的力。 特点： 方向：垂直于等压线，由高压指向低压 大小：等压线越密集，水平气压梯度力越大， 风速越大。 核心地位：是形成风的直接原因，也是决定风 速大小的最主要因素。 水平气压梯度力 1010hPa 1008hPa 1006hPa [知识点：地转偏向力与高空风向] 【文字内容】 【画面描述】 高空中的风：只受两个力 地转偏向力：由于地球自转产生的使运动物体偏 转的力。 规律：北半球向右偏，南半球向左偏，赤道不偏。 特点：方向始终与风向垂直，只改变风向，不改 变风速。 高空风的受力： 受力分析：水平气压梯度力+地转偏向力。 最终风向：当两力平衡时，风向平行于等压线。 水平气压梯度力 L (红色) 2000- 1400 1300 1000 960 地转偏向力 （蓝色，向右偏） 4 地转偏向力 7800 （蓝色，向右偏） ISO Developing Wind 风向平行于等压线 L 7500 两力平衡 (水平气压梯度力 与地转偏向力） [知识点：摩擦力与近地面风向] 近地面的风：三个力的博弈 ◦ 摩擦力：近地面空气与地面摩擦产 生的阻力。 图解：北半球近地面风向受力分析图 特点：方向始终与风向相反，既改变 风向，又减小风速。 近地面风的受力： 受力分析：水平气压梯度力 + 地转 偏向力+摩擦力。 最终风向：当三力平衡时，风向与 等压线斜交。 规律总结：北半球近地面风向，在水 平气压梯度力方向的基础上，向右偏 转一个锐角（通常为30°-45°）。 实战演练：绘制南京近地面风向 在给定譜的等压线图上，绘制南京近地面的风向，并标注三个受力 判读步骤（三步法） 画出水平气压梯度力（垂直 等压线，高压指低压） 确定半球（北半球向右偏， 南半球向左偏） 画出最终风向（近地面偏转 锐角，斜交等压线） 知识点：风力大小的分析 35 风力大小的决定因素 大风区 大风区 【文字内容】 核心规律：在同一幅等压 线图上，等压线越密集， 水平气压梯度力越 大，风力越大； 微风区 等压线越稀疏，风 力越小。 影响摩擦力的因素（下垫面性质）： 海洋/湖面 陆地/平原 山地/城市 表面平滑，摩擦力小，风力大。 摩擦力中等。 地形起伏大或建筑密集，摩擦力大，风力小。 情境解析：江苏沿海风电场的选址密码 选址优势分析： 拓展技能：风频玫瑰图的判读 动力条件：江苏沿海地处海陆交界，海面 摩擦力小，风力强劲且稳定。 补充条件：受海陆热力性质差异影响，海 陆风显著，增加了风能资源。 概念：表示某地各风向出现频率的统计图。 判读：图形凸出的方向即为盛行风向。南 京夏夏季盛行东南风。 N NW NE 20% 10% 5% W E 此处凸出代 SW SE 表盛行东南风 S 南京风频玫瑰图 第四部分 探索四：学以致用 迁移应用与总结 [迁移应用：农业抗旱与城市规划] 迁移应用：用地理智慧解决实际问题 任务一：农业抗旱防晒 任务二：城市生态规划 素材：2023年江苏夏季抗旱 挑战：为江苏城市缓解热岛效应、减少局地强降水内涝提建议 建议卡片 原理 削弱太阳辐射，减少水分蒸发 反射太阳辐射，增加果树下部 光照，促进上色 建议卡片 增加城市绿地和水域 面积（调节热力性质） （先讨论，后点击展开） 建设通风廊道 （利于热量散失） 建设通风廊道 （利于热量散失） 铺设透水砖，建设海 绵城市（减少内涝） 课堂总结：大气运动的底层逻辑 大气受热过程 大气水平运动-风 热力环流（地面冷热不均引起） （同一水平面气压差引起） 太阳辐射（根本） 冷热不均 → 气流升降 水平气压梯度力 两个热源 地面长波辐射 同一水平面←环流形成 形成过程 （近地面直接） 地转偏向力 受力 气压差 摩擦力 太阳暖大地 大地暖大气 三个过程 常见类型 大气还大地 城市热岛 海陆风 山谷风 高空与等压线平行 环流 风向 削弱作用 等压面判读： 高凸低凹 两个作用 近地面与等压线斜交 保温作用 里下河强降水成因 逆温：类型与影响 城市热岛缓解 实际应用 农业防冻抗旱 感谢聆听! 探索地理奥秘，共建美丽江苏 用地理的眼光看世界，生活处处皆学问。 $