2.2 大气受热过程和大气运动 导学案 2026-2027学年高一上学期人教版必修一
2026-09-02
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摘要:
该高中地理导学案聚焦大气受热过程、热力环流及风的形成,通过播放天气预报视频导入,引导学生思考气象要素与大气圈层、人类活动的关系,搭建前后知识联系的学习支架。
资料融合模拟实验、地理视频及生活案例(如雾、海陆风),以“思展评用”活动设计串联,结合唐诗等跨学科素材,习题联系实际情境,培养学生综合思维与地理实践力,助力知识迁移与应用能力提升。
内容正文:
2.2大气受热过程和大气运动(3课时)
【学习目标】
1.通过模拟实验、视频等资料,理解大气受热过程、大气保温作用、热力环流的原理。
2.利用地理视频等资料,理解高处不胜寒、雾、霜冻、海陆风、城市风等生活现象的成因。
【导】
播放一则天气预报,引导学生思考:天气预报的要素有哪些?这些要素与哪个圈层有关?与人类活动有什么关系?
【课时1】
【思】学生结合对教材预习,探讨以下话题。
活动一:大气的受热过程和大气对地面的保温作用
下图为我国部分地区入秋的时间分布状况。秋季分为三候“一候凉风至;二候白露生;三候寒蝉鸣”。
1.分析导致图示区域入秋时间差异的主导因素是什么?(综合思维)
2.“白露生”是指秋季近地面早晨易出现雾,分析其主要原因是什么?(综合思维)
3.举例深秋的夜晚做好农作物保温的具体措施。(地理实践力)
【展】
教师组织学生就上述问题进行交流。
【评】
1.大气对太阳辐射的削弱作用及应用
(1)图解大气对太阳辐射的削弱作用
(2)利用削弱作用原理解释地理现象
自然现象
热力作用
具体原因
青藏高原太阳辐射强
削弱作用
地势高,大气稀薄,大气对太阳辐射削弱少,到达地面的太阳辐射多
夏季多云的白天气温不太高
反射作用
云层把一部分太阳辐射反射到宇宙空间,削弱了到达地面的太阳辐射
朝霞和夕阳多为黄红色
散射作用
蓝紫光被散射,波长较长的红光、黄光穿透大气层照射到人眼
2.大气的受热过程和保温作用
太阳辐射是大气热量的根本来源,热量在地面与大气之间的传递:太阳辐射→地面增温→地面辐射→大气增温→大气逆辐射→地面保温。如下图所示:
由上图可知,大气的受热过程可归纳为下表。
过程
具体过程
热量来源
1
太阳暖大地
太阳辐射到达地面,地面吸收后增温
太阳是地面的直接热源
2
大地暖大气
地面增温后形成地面辐射,大气吸收后增温
地面是近地面大气的直接热源
3
大气还大地
大气增温后形成大气辐射,其中向下的部分称为大气逆辐射,它将大部分热量还给地面
通过大气逆辐射把热量还给地面
3.大气受热过程原理的应用
(1)解释温室气体大量排放对全球变暖的影响
(2)应用于农业生产实践,提高生产效益
利用温室大棚生产反季节蔬菜,利用烟雾防霜冻;果园中铺沙或鹅卵石不但能防止土壤水分蒸发,还能增加昼夜温差,有利于水果的糖分积累等。
(3)利用大气的削弱作用原理分析某地区太阳能的丰歉
如:高海拔地区—空气稀薄,大气的削弱作用弱,太阳能丰富;内陆地区—晴天多,阴雨天少,大气的削弱作用弱,太阳能丰富。
【用】
读大气受热过程示意图,其中箭头表示不同的辐射,完成1~2题。
1.近地面大气主要的、直接的热源是( )
A.① B.②
C.③ D.④
2.人类活动排放的二氧化碳增多,会导致( )
A.①减弱 B.②增强
C.③增强 D.④减弱
读大气受热过程示意图,完成3~5题。
3.图中与大气保温作用密切相关的是( )
A.①吸收 B.②吸收
C.④大气逆辐射 D.③地面吸收
4.大气的热量主要直接来自图中的( )
A.①吸收 B.地面辐射
C.④大气逆辐射 D.太阳辐射
5.倡导低碳生活,减少二氧化碳排放,主要使图中( )
A.①吸收减弱 B.③地面吸收增强
C.②吸收减弱 D.④大气逆辐射增强
【课时2】
【思】学生结合对教材预习,探讨以下话题。
活动二:大气热力环流
孔明灯又叫天灯,相传是由三国时期的诸葛孔明发明的。当年,诸葛孔明被司马懿围困于平阳,无法派兵出城求救。孔明制成会飘浮的纸灯笼,系上求救的信息,其后脱险,于是后世就称这种灯笼为孔明灯。
1.分析诸葛孔明发明的如此简陋的设施是怎么升空的呢?孔明灯里蕴涵着什么样的大气原理呢?(综合思维)
2.家乡在山东的小明除夕夜放了一个孔明灯,分析孔明灯升空后一般会飘向哪个方向?为什么?(地理实践力)
3.我国南方有“稻草烧塔”祈求来年丰收的习俗。稻草燃烧过程中塔中心火势猛,静风条件下灰烬会落在火塔的外围。分析稻草燃烧过程中气流运动的原因是什么?(地理实践力)
【展】
教师组织学生就上述问题进行交流。
【评】
1.抓住三个关系理解热力环流的形成
(1)等压面的凹凸关系
①受热:低空下凹、高空上凸。
②变冷:低空上凸、高空下凹。
③近地面和高空气压相反。
(2)温压关系:(结合上图中甲、乙、丙三地所示)热低压、冷高压。
(3)风压关系:水平方向上,风总是从高压吹向低压(如(1)图中①②③④所示)。
2.等压面图的判读
等压面是空间气压值相等的点组成的面,等压线是同一水平面上气压值相等的点组成的线。等压面图表示气压的垂直分布状况,等压线图表示气压的水平分布状况。
(1)在同一地点不同海拔高度上,海拔越高,气压越低。如图PA>PE。
(2)在近地面,气温越高,气压越低;气温越低,气压越高。如图PA<PB,PA<PC。
(3)同一水平面上,高压区等压面都向高空凸起,低压区等压面都向低空凹陷,即“凸高凹低”。
(4)同一垂直方向上,近地面和高空的气压区类型相反,即近地面为高压,高空则为低压。
3.几种常见形式
(1)海陆风
(2)山谷风
(3)城市热岛环流
(4)沙漠和森林之间
①白天,沙漠增温快,温度高,形成低压;森林增温慢,温度低,形成高压;白天在近地面大气由森林吹向沙漠。(如图a)
②夜晚,沙漠降温快,温度低,形成高压;森林降温慢,温度高,形成低压;夜晚大气由沙漠吹向森林。(如图b)
【用】
《台海使槎录》记述了台湾海峡两岸的风向变化:“内地之风,早西晚东;惟台地早东风、午西风……四时皆然。”下图示意鹿耳门港和厦门港位置。据此完成1~2题。
1.下图能反映厦门港“早西”(早晨吹西风)的热力环流是( )
2.清代我国商船每日早晚借助风力(顺风)进出鹿耳门港的规律是( )
①早晨出港 ②早晨进港 ③傍晚出港 ④傍晚进港
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
为了更好理解等压面发生弯曲后,在同一水平面上的气压差异,某校同学绘制了素描图。读图,回答3~5题。
3.位于同一水平面上的A、B两点气压值(用P表示)是( )
A.PA>PB B.PA<PB C.PA=PB D.无法确定
4.如果图中水平面位于高空,只考虑热力差异则A、B对应的近地面A′、B′点气温(T表示)
A.TA′>TB′ B.TA′<TB′ C.TA′=TB′ D.无法确定
5.该图可以用来解释( )
A.大气垂直分层 B.大气受热过程 C.热力环流 D.风的形成
【课时3】
【思】学生结合对教材预习,探讨以下话题。
活动三:大气的水平运动——风
阅读唐诗,探讨下列问题。
风
[唐]李峤
解落三秋叶,能开二月花。
过江千尺浪,入竹万竿斜。
1.风是如何形成的?(综合思维)
2. “解落三秋叶,能开二月花。”能体现风的哪些差异?
3.结合日常观察思考,诗中所写的“过江千尺浪,入竹万竿斜”时,风速会有何变化?(地理实践力)
【展】
教师组织学生就上述问题进行交流。
【评】
1.形成风的三种力
作用力
方向
大小
对风的影响
风速
风向
水平气压梯度力
垂直于等压线,由高压指向低压
等压线越密集,水平气压梯度力越大
水平气压梯度力越大,风速越大
大气水平运动的原动力,使风沿水平气压梯度力方向运动
地转偏向力
与风向垂直,北半球向右,南半球向左
大小随纬度增加而增加,赤道为零
不影响风速
使风向逐渐偏离气压梯度力的方向
摩擦力
与风向相反
大小与下垫面性质有关,下垫面越粗糙,起伏越大,摩擦力越大;反之越小
使风速减小
摩擦力越大,风向与等压线之间的夹角越大;反之,夹角越小
2.风的受力状况与风向(以北半球为例)
类型
受力
最终风向
图示
理想
状态
只受水平气压梯度力
垂直于等压线,指向低压
高空中
的风
水平气压梯度力和地转偏向力
与等压线平行
近地面
的风
水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力
与等压线斜交
3.风向的判断
第一步:画水平气压梯度力。其具体方法是在等压线图中,按要求画出过该点的切线并作垂直于切线的虚线箭头(由高压指向低压并且与等压线垂直,但并非一定指向低压中心),表示水平气压梯度力。
第二步:画风向。其具体方法是首先确定南、北半球,然后用左(南半球)右(北半球)手,面向水平气压梯度力的方向向右(北半球)或左(南半球)偏转30°~45°角(近地面风向可依此角度偏转,若为高空,则偏转90°,即与等压线平行),画出实线箭头,即为经过该点的风向。如下图所示(以北半球为例)。
4.风力的判读
风力的大小取决于水平气压梯度力的大小,因此,等压线密集处——水平气压梯度力大——风力大。如下图,风力:A>B>C>D。
【用】
下图为南半球等压线图(单位:hPa)。读图并结合所学知识,回答1~2题。
1.如果所示等压线位于近地面,F1、F2、F3为A处空气所受的外力的方向,则F1、F2、F3依次为( )
A.摩擦力、气压梯度力、地转偏向力
B.气压梯度力、地转偏向力、摩擦力
C.地转偏向力、摩擦力、气压梯度力
D.摩擦力、地转偏向力、气压梯度力
2.如果所示等压线位于高空,F1为气压梯度力方向,则风向是( )
A.① B.②
C.③ D.④
下图实线为等压线,虚线为近地面风向轨迹图,④是稳定风向。读图,回答3~4题。
3.试比较②③两地的风力大小( )
A.②>③ B.②<③
C.②=③ D.不能确定
4.④地的风向是( )
A.西风 B.东风
C.东南风 D.西北风
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