内容正文:
第二章 地球上的大气
第二节 大气的受热过程和大气运动(第2课时)
(导学案)
【教学目标】
1. 课程标准:运用示意图等,说明热力环流原理,并解释相关现象。
2. 核心素养导向教学目标:
区域认知:结合珠峰山谷科考情境,认识热力环流在山地、城市、海陆不同区域的表现;能够读懂等压线分布图,区分高空、近地面风向特点。
综合思维:理解热力环流完整形成逻辑;掌握气温‑气压‑气流运动之间的关系;理解水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力对风的共同影响,可以解释山谷风、海陆风、城市热岛、焚风效应等地理现象。
人地协调观:结合城市热岛环流理解城市工业、绿化带布局原则,认识大气环流对人类生产、登山科考活动的现实意义。
地理实践力:观看模拟实验,自主绘制热力环流示意图、等压面弯曲图;在等压线图绘制风向;小组合作完成案例探究与习题分析。
【教学重难点】
重点:热力环流的形成原理;山谷风、海陆风、城市热岛环流;风的形成,水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力作用;等压线判读风力、风向。
难点:等压面 “凸高凹低” 判读;区分高空风(平行等压线)、近地面风(斜交等压线);在等压线图中绘制风向;运用热力环流原理解释焚风、山谷夜雨等复杂现象。
【课前预习】
知识点一 大气热力环流
1.大气运动分类
大气运动有 和 之分。
大气的垂直运动表现为气流上升或气流下沉,大气的水平运动即是 。
2.热力环流的形成
由于地面 而形成的空气环流,是大气运动最简单的形式。
其形成过程可以归纳为:
知识点二 大气的水平运动----风
1.风形成的过程
地面受热不均→气压梯度→水平气压梯度力→大气由高压区向低压区作水平运动→风。
2.风形成的原因
(1)直接原因:
(2)根本原因:
3.不同情况下风的受力和风向判断
风
受力作用
受力作用分析
风向
理想
状态
受一力作用(水平气压梯度力)
风向与等压线 ,由高压指向低压
高
空
风
受两力作用(水平气压梯度力+地转偏向力)
风向与等压线 ,背风而立,气压左低右高
近地
面风
受三力作用(水平气压梯度力+地转偏向力+摩擦力)
风向与等压线 ,背风而立,气压左前低,右后高
【课中探究】
情境导入
材料:“巅峰使命” 珠峰科考队员驻扎山谷营地,观测发现:珠峰不仅光照强却严寒刺骨,山谷白天、夜晚风向截然相反,高空和近地面风力风向差异巨大。
思考:为什么珠峰山谷昼夜风向会反转?高空和地面的风为什么不一样?带着疑问开启本节课探究。
任务二:解密山谷风向密码
活动 1【观看模拟实验,初识热力环流】
材料:冷热空气环流模拟实验(热水、冰水密闭箱体烟雾实验),阅读教材 P36-37。
1. 观察实验:冷热不同区域,烟雾运动存在什么差异?
2. 画出冷热地表之间大气环流箭头,说出大气运动包含哪两种运动形式?
3. 归纳什么是热力环流?
活动 2【合作探究・热力环流形成过程与等压面】4 人小组讨论
材料:热力环流示意图,明确:气压随海拔升高而降低。
完成探究问题:
(1)近地面气温、气压、气流三者是什么关系?
(2) 对图上四点(受热近地面、冷却近地面、对应高空两点)进行气压大小排序。
(3) 地面受热均匀时,等压面形态如何?地面受热不均,等压面如何弯曲?
(4)动手绘制热力环流简易示意图并画出弯曲的等压面。
活动 3【分组案例探究:典型热力环流实例】
分组任务:三组分别探究城市热岛环流、海陆风、珠峰山谷风,小组讨论后汇报。
第一组:城市热岛环流
①城市与郊区气温差异?气流如何运动?
②城市绿化带、有污染的工厂分别如何布局?说明理由。
第二组:海陆风
①白天海陆冷热差异?形成海风的过程?
②夜晚海陆冷热差异?形成陆风的过程?
第三组:山谷风(结合珠峰山谷真实情境)
①白天山坡、山谷冷热差异,谷风如何形成?
②夜晚山坡快速降温,山风如何形成?
③运用原理解释 “山谷夜雨” 现象。
拓展思考:什么是焚风效应?背风坡气流下沉为什么变得干热?
任务三:科考测风
活动 1【自主阅读,梳理风的基础概念】
阅读教材 P38-39,完成思考:
1. 什么是气压梯度?什么是水平气压梯度力?
2.水平气压梯度力方向?为什么等压线越密集,风力越大?
3. 风向的定义。
活动 2【合作探究:三种力对风向的影响】同桌互助研讨
结合示意图,完成问题:
(1)地转偏向力偏转规律?对风速、风向分别产生什么影响?
(2) 摩擦力主要存在于高空还是近地面?会带来什么影响?
(3) 北半球高空:只受水平气压梯度力、地转偏向力,风向与等压线是什么关系?
(4) 北半球近地面:三力共同作用,风向与等压线是什么关系?
拓展:南半球高空、近地面风向偏转特点。
活动 3【动手实践:等压线图判读风力、绘制风向】
读我国区域等压线图,完成任务:
(1) 对比甲、乙两地,哪里风力更大?说出判断依据。
(2) 尝试画出甲、乙两点近地面风向。
【课堂总结】
自行绘制思维导图,梳理本节课主干:热力环流原理、等压面判读、四类热力环流实例;风的三个作用力,高空与近地面风向、等压线判读风力风向。
【课堂练习】
读图,回答下列问题。
1.地面上不同地区的热量差异会引起空气流动。下列示意图中符合热力环流原理的是( )
2.市区和郊区之间形成热力环流的原因是( )
①市区比郊区气温高 ②郊区比市区气温高
③近地面气压市区比郊区高 ④近地面气压市区比郊区低
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
穿堂风是流动于建筑物内部空间的风,可给炎热的酷暑带来凉意。图右为某同学绘制的我国某地区传统民居穿堂风平面示意图,完成下题。
3.根据热力环流的原理推断,该民居白天“穿堂风”从______吹来。
A.东厢房 B.西厢房 C.草地 D.水泥地
下图示意某区域某月近地面等压线,图中N地气压高于P地。读图完成下列问题。
4.N地风向为( )
A.东北风 B.东南风 C.西北风 D.西南风
5.M、N、P、Q四地中,风力最强的是( )
A.M地 B.N地 C.P地 D.Q地
6.读“我国东部沿海某地热力因素形成的高空等压面示意图”,回答下列问题。
(1)高空C比D的气压_____(高或低)。地面A比B的气压________(高或低)。
(2)A比B的温度______(高或低)。
(3)A、B、C、D之间的热力环流呈____(顺或逆)时针方向流动。
(4)如果A地是海洋,B地是陆地,则此时应该是______(填“白天”或“夜晚”),此时A地与B地间吹_____风(填“海”或“陆”)。
【参考答案】
【课前预习】
知识点一 大气热力环流
1.大气运动分类
大气运动有垂直运动和水平运动之分。
大气的垂直运动表现为气流上升或气流下沉,大气的水平运动即是风。
2.热力环流的形成
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。
其形成过程可以归纳为:
知识点二 大气的水平运动----风
1.风形成的过程
地面受热不均→气压梯度→水平气压梯度力→大气由高压区向低压区作水平运动→风。
2.风形成的原因
(1)直接原因:水平气压梯度力
(2)根本原因:地表冷热不均
3.不同情况下风的受力和风向判断
风
受力作用
受力作用分析
风向
理想
状态
受一力作用(水平气压梯度力)
风向与等压线垂直,由高压指向低压
高
空
风
受两力作用(水平气压梯度力+地转偏向力)
风向与等压线平行,背风而立,气压左低右高
近地
面风
受三力作用(水平气压梯度力+地转偏向力+摩擦力)
风向与等压线斜交,背风而立,气压左前低,右后高
【课堂练习】
【解析】1.A、白天,陆地升温快,气流上升,海洋升温慢,气流下沉, A是错误的;
B、夜晚,山顶降温快,气流下沉,山谷降温慢,气流上升, B正确;C、城市是热岛,城市气流上升,郊区气流下沉, C错误;D、空气受热气流上升,空气遇冷,气流下沉,D错误。故选B。
2.在城市,由于人流、车流、工业集中,路面硬化,建筑物高大密集等原因,造成市区比郊区气温高,形成热岛效应;空气受热,气流上升,近地面形成低压。①④正确,②③错误。故选B。
【解析】3.下垫面性质不同,受热升温幅度差别大,因此白天“穿堂风”的形成应属于热力环流知识的应用。白天,植被升温比水泥地慢,气温低,相对于水泥地形成高压,水泥地形成低压,风应从植被吹向水泥地。故选C。
【解析】4.材料信息表明,图中N地气压高于P地,因此P地水平气压梯度力方向(由高压指向低压,与等压线垂直)大致是由南指向北,图中显示P地位于北半球,在地转偏向力和摩擦力的影响下,风向在水平气压梯度力方向的基础上向右偏一个锐角,形成西南风,A正确,BCD错误。故选A。
5.水平气压梯度力形成风的直接原因,因此风力大小主要取决于水平气压梯度力大小。读图可知,M、N、P、Q四地中,Q地等压线最为密集,单位距离间的气压差最大,水平气压梯度力最大,因此风力最强,D符合题意,排除ABC。故选D。
6.高 低 高 顺 夜晚 西北
【详解】(1)相对于水平面,高压区等压面向上拱起,低压区等压面向下弯曲,因此图中高空C为高压,D为低压,故C比D的气压高。近地面气压性质与高空相反,因此地面A比B的气压低。
(2)近地面气温高,气流垂直上升,近地面形成低压、高空形成高压;近地面气温低,气流垂直下沉,近地面形成高压、高空形成低压。结合第(1)小题结论可知,A比B的温度高。
(3)由第(1)、(2)小题可知:C比D的气压高,B比A气压高; A处气流上升,形成低压,B处下沉形成高压。在水平方向上大气由高压流向低压,故形成顺时针环流。
(4)陆地砂石比热容小于海水,白天升温快,形成低压,海洋为高压,风从海洋吹向陆地,夜晚风从陆地吹向海洋;由第(1)小题可知B比A气压高。因此如果A地是海洋,B地是陆地,则风由陆地吹向海洋,为夜晚。夜晚吹陆风。
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