2.2 大气受热过程和大气运动（情境教学课件）地理人教版必修第一册

该高中地理课件围绕大气受热过程、热力环流、大气水平运动核心知识点，以小明进藏日记中的“反常”现象为情境导入，通过理塘阳光强却冷、东达山口昼夜风向相反、拉萨风大等问题链，串联大气削弱与保温作用、环流形成、风的受力分析等内容，构建递进式学习支架。 其亮点是以真实进藏情境为线索，融合区域认知与综合思维，如用理塘案例分析大气受热原理，东达山谷风探究热力环流应用，拉萨风速解读风的形成机制。采用情境问题驱动与原理应用结合的教学方法，助力学生提升地理实践力，为教师提供结构化探究式教学资源。

第二节 大气受热过程和大气运动 第二章 地球上的大气 人教版高中地理必修一 小明的进藏日记 1 情境导入：暑假，小明从成都出发，沿318国道一路向西 318国道 起点 成都 第一站 理塘 第三站 拉萨 第二站 东达山口 出发时，成都34℃，闷热难耐。 向西，海拔不断攀升。 小明陆续遇到了三件“反常”的事： 理塘：阳光刺眼，却冷得发抖； 东达山口：白天风往上吹，夜晚风往下灌； 拉萨：风大得站不稳脚。 今天，让我们翻开小明的日记，用大气运动的原理， 解开他在高原上遇到的每一个谜题。 情境导入 进藏 日记 天空之城——理塘 第一站 大气受热过程 4 第一站 天空之城——理塘 7月15日，晴，理塘 这里海拔4014米，人们叫它“天空之城”。阳光刺得睁不开眼，晒得皮肤疼。但气温只有14℃，冷得我赶紧穿上羽绒服。 白天还有十几度，太阳一落山气温骤降至零下。一夜之间，温差超过20℃。 同样的太阳，为什么在这里“只送光，不送暖”？白天和夜晚的温差，为什么这么大？ 5 太阳辐射能量最集中的部分 物体的温度越高， 辐射能量最强部分的波长越短 太阳表面温度 约6000°C 地球固体表面 均温约22°C 近地面大气 均温约15°C 太阳辐射 地面辐射 大气辐射 短波辐射 长波辐射 长波辐射 物体辐射规律 第一部分 大气受热过程 温故知新 太阳辐射 有选择性吸收 O3 H2O、CO2 O3吸收紫外线 平流层上层首先接触到紫外线，先吸收增温 H2O、C2O吸收红外线 海拔越高，温度越高 无选择性反射 散 射 平流层 → → 对流层 ↑↓ ↑↓ 天空晴朗 天气多变 太阳辐射是根本能量来源 短波 长波 削弱作用 云的反射作用最为显著。云层越 低、越厚，云量越多，反射越强。 太阳辐射的能量集中在可见光部分，而对流层和平流层主要吸收红外线和紫外线，因此大气对太阳辐射的吸收是有限的。 第一部分 大气受热过程 01 大气对太阳辐射的削弱作用 大气中云量（或其他物质）越丰富，削弱作用和保温作用就越强 7 太阳辐射通过大气的过程中遇到空气分子、尘粒、云滴等，就会改变辐射的方向，向四面八方发生散射。 为何晴天正午天空是蔚蓝色，朝霞晚霞却是橙红色？ 空气分子或细小尘埃的散射作用具有选择性 蓝光比红橙光容易被散射 第一部分 大气受热过程 01 大气对太阳辐射的削弱作用 对流层 ↑↓ ↑↓ 空气分子或细小尘埃的散射作用具有选择性 蓝光比红橙光容易被散射 第一部分 大气受热过程 01 大气对太阳辐射的削弱作用 大气中云量（或其他物质）越丰富，削弱作用和保温作用就越强 9 较大颗粒的尘埃和云滴的散射作用无选择性 阴天的天空是灰白色的 第一部分 大气受热过程 01 大气对太阳辐射的削弱作用 晨昏蒙影（曙暮光） 漠河白夜 在纬度达到一定度数的地区（中高纬，接近极圈，但在极圈外）太阳落到地平线下只能达到一个很小的角度。由于大气的散射作用，整夜天并不完全黑下来。在我国最北端漠河附近，夏季接近夏至日时，会发生白夜现象。 第一部分 大气受热过程 01 大气对太阳辐射的削弱作用 作用形式 作用特点 参与作用的大气成分 削弱的辐射 形成的自然现象 反射 无选择性 云层和较大颗粒的尘埃 各种波长的太阳辐射 夏季多云的白天，气温不太高 散射 有选择性 空气分子、细小的尘埃 可见光中波长较短的蓝光、紫光 晴朗的天空呈蔚蓝色 无选择性 较大颗粒的尘埃等 各种波长的太阳辐射 阴天的天空呈灰白色 吸收 有选择性 水汽、二氧化碳（对流层） 臭氧（平流层） 氧原子（高层大气） 臭氧和氧原子吸收紫外线 水汽和二氧化碳吸收红外线 平流层气温随高度升高而上升 朝霞、晚霞、晨昏蒙影、白夜现象、红绿灯 第一部分 大气受热过程 小结 用大气对太阳辐射的削弱作用解释低纬地区太阳辐射强烈 思考 用大气对太阳辐射的削弱作用原理解释为什么低纬地区太阳辐射强烈 低纬度地区的太阳高度大，一方面太阳辐射强度大，另一方面太阳辐射经过大气层的路程短，被大气削弱得少，地表吸收的太阳辐射就多。 太阳辐射 有选择性吸收 O3 H2O、CO2 无选择性反射 散 射 太阳辐射 平流层 → → 对流层 ↑↓ ↑↓ 天空晴朗 天气多变 太阳暖大地 地面吸收太阳辐射后增温 地面辐射 海拔越高，温度越低 大气吸收 散失到宇宙空间 大气升温后 大地暖大气 大 气 辐 射 大气 逆辐射 大气还大地 短波 长波 削弱作用 保温 作用 (温室效应) 第一部分 大气受热过程 01 大气对地面的保温作用 大气吸收的热量主要是长波辐射，对短波辐射吸收很少，因此， 地面辐射是近地面大气主要、直接的热源 大气中云量（或其他物质）越丰富，削弱作用和保温作用就越强 14 大气上界 太阳辐射 太阳辐射 反 射 吸 收 地面辐射 吸 收 散 射 大 气 逆 辐 射 大 气 辐 射 地面辐射 吸 收 大 气 逆 辐 射 大 气 辐 射 削弱作用 保温作用 大气逆辐射每时每刻都存在，最强时为大气温度最高时，即午后2时（14点）左右 短波 长波 第一部分 大气受热过程 01 大气对太阳辐射的削弱作用 大气通过吸收太阳短波辐射和地面长波辐射（主要）而升温； 大气逆辐射是保温作用的核心环节，也是大气受热过程的延续，通过保温作用，热量在地面和大气之间实现了反馈循环。 太阳辐射； 地面辐射。 就整个地球大气来说，受热能量的根本来源是？近地面大气的主要直接热源是？ 第一部分 大气受热过程 01 大气对太阳辐射的削弱作用 用大气对太阳辐射的削弱作用解释低纬地区太阳辐射强烈 思考 用大气的保温作用解释全球气候变暖 温室气体 （水汽、二氧化碳、氧化亚氮、氟利昂、甲烷等） 排放 增多 → → → 吸收地面辐射增多 大气逆辐射/保温作用增强 → → 气温 变高 全球变暖 → 用大气对太阳辐射的削弱作用解释低纬地区太阳辐射强烈 思考 请你用大气的受热过程原理解释为什么理塘阳光强烈却寒冷、昼夜温差大？ 阳光强烈： 海拔高，大气稀薄，大气对太阳辐射的削弱作用弱 寒冷： 海拔高，大气稀薄，大气的保温作用弱 昼夜温差大： 白天削弱作用弱，气温较高；夜间保温作用弱，气温较低 太阳辐射 月球表面辐射 月球表面辐射 月球没有大气 夜 夜晚温度降至-183°C 白天温度可达127°C 白天，由于没有大气对太阳辐射的削弱作用，升温快，温度很高 夜间，由于没有大气的保温作用，月球表面温度骤降，温度很低 昼夜温差大 短波 长波 19 用大气对太阳辐射的削弱作用解释低纬地区太阳辐射强烈 小结：分析昼夜温差大小 ①地势 ②天气 ③下垫面 地势高 大气稀薄 → → → 白天大气削弱作用弱 夜晚大气保温作用弱 → → 昼夜温差大 天气晴朗 → → 白天大气削弱作用弱 夜晚大气保温作用弱 → → 昼夜温差大 阴天 相反 下垫面 比热容小 → → 白天增温速度快 夜晚降温速度快 → → 昼夜温差较大（如陆地） 用大气对太阳辐射的削弱作用解释低纬地区太阳辐射强烈 思考 用大气对地面的保温作用解释农业生产活动 大棚和玻璃温室（短波进得来，长波出不去）能将热量保留，从而加强保温作用 秋冬季，北方农民用人造烟雾（主要成分是二氧化碳和水汽）增强大气逆辐射，使地里的农作物免遭冻害 塑料大棚、玻璃温室 秋冬季的人造烟雾 用大气对太阳辐射的削弱作用解释低纬地区太阳辐射强烈 拓展 大气受热原理在农业生产中的应用分析 提高品质 促进光合作用 抑制呼吸作用 防冻保温 防晒保水 玻璃温室 塑料薄膜大棚 地膜覆盖 人造烟雾 黑色尼龙网 增大昼夜温差 铺砂或鹅卵石 反光膜 减少土壤水分蒸发 遮光 减少地面辐射的损失而保地温 增强大气对地面的保温作用 第二站 热力环流 昼夜风变——东达山口 23 第二站 昼夜风变——东达山口 7月17日，晴，东达山口 海拔5130米，318国道的最高点。垭口一侧是幽深的澜沧江峡谷，另一侧连接着开阔的邦达草原。山与谷的高差，接近2500米。站在垭口放眼望去，山高谷深，一目了然。 这里最让我惊奇的不是冷，而是是风的方向。 白天，风从谷底沿着山坡往上吹。夜晚，风向完全反了，从山坡往下灌。同一个地方，白天和夜晚的风向，为什么完全相反？ 24 气压指作用在单位面积上的大气压力，即在数值上等于单位面积向上延伸到大气上界的垂直空气柱所受到的重力。单位是百帕hPa或千帕kPa， 1个标准大气压=101.325kPa 单位面积 大气柱中空气的重量就是图中单位面积近地面的气压 P=F/s=mg/s=ρvg/s=ρgh (h指的是某地到大气上界的高度) 同一地点，海拔越高，气压越低; 同一高度，密度越大，气压越高。 第二部分 热力环流 01 气压与等压面 点击添加文内容 添加文本内容 添加文本 地 面 1010 1005 1000 995 990 等压面 等压面：大气中气压值相等的点所构成的面 （海拔） 高 低 （百帕） 第二部分 热力环流 01 气压与等压面 地表受热均匀 地表受热均匀的情况下 近地面与高空的等压面与地面平行 第二部分 热力环流 01 气压与等压面 热空气上升 冷空气下沉 热 冷 气压升高 B A 气压 降低 D C 高压 低压 地表受热不均 第二部分 热力环流 02 形成过程 受热 冷却 D C 气压 降低 气压升高 B A 高压 低压 高压 低压 高空与近地面气压状况相反 第二部分 热力环流 02 形成过程 A C 受热 冷却 D C B A 高压 低压 高压 低压 热源空气受热膨胀上升，最终近地面形成低压 冷源空气遇冷收缩下沉，最终近地面形成高压 第二部分 热力环流 02 形成过程 热力环流 由于地面冷热不均形成的空气环流 太阳辐射分布不均 地面冷热不均 大气的垂直运动 同一水平面气压差异 大气的水平运动 第二部分 热力环流 02 形成过程 受热 冷却 B A 请你画出热力环流的过程示意图 B A 1000hPa 850hPa 700hPa 550hPa 400hPa 受热 冷却 D C 请你画出地表冷热不均时等压面的分布 比较ABCD四地气压大小 推测AB两地天气状况 高高低低 气流上升，水汽遇冷凝结，容易形成降水。(右图) 气流下沉，水汽遇热蒸发，往往天气晴朗。(左图) 第二部分 热力环流 02 形成过程 海陆热力性质差异 白天陆地增温快 夜晚陆地降温快 气流上升 气流下沉 近地面气压差 海风 陆风 一天中哪一时刻海风最强？ 白天陆地升温快 （相对为热源） 白天海洋升温慢 （相对为冷源） 夜晚陆地降温快 （相对为冷源） 夜晚海洋降温慢 （相对为热源） 第二部分 热力环流 03 应用——海陆风 活动 根据大气热力环流的原理，分析夏季大气热力环流对滨海地区气温的调节作用。 白天，来自海洋的风凉爽湿润，对滨海地区起降温作用； 夜晚，来自陆地的风温暖干燥，对滨海地区起增温作用； 海陆风共同作用下，滨海地区气温的日较差较小。 A B C 卫星城或对空气有污染的工厂应建设在A、B、C中的 地 。 要改善城市空气质量，最好在 地进行植树造林。 C B 在下沉气流从近地面流向市区的过程中滞留消除污染。 避免相互污染 避免大气污染物从近地面流向市区 ? ? A：市区 B：市区与郊区之间 C：在城市热岛效应之外（在下沉距离之外） 城市 热岛效应 第二部分 热力环流 03 应用——城市风 谷风 山风 A B C A B C 地形差异 白天山坡升温快 夜晚山坡降温快 气流上升 气流下沉 近地面气压差 谷风 山风 第二部分 热力环流 03 应用——山谷风 第二部分 热力环流 03 应用——山谷风 为什么东达山口白天和夜晚的风向完全相反？ 根本原因：山坡与谷地受热不均。 白天，山坡接受太阳辐射多，升温快，空气膨胀上升，近地面形成低压；谷地升温慢，空气相对冷却，近地面形成高压——风从谷底吹向山坡，形成谷风。 夜晚，山坡降温快，空气冷却收缩下沉，近地面形成高压；谷地降温慢，空气相对温暖，近地面形成低压——风从山坡吹向谷底，形成山风。 课堂思考 思考 什么条件下可以让山谷风不出现昼夜变化的情况？ 在冰川谷地中，冰川表面较稳定而下沉的冷却气流沿冰面向冰川前方运动，迫使冰缘地区较暖的空气上升而产生对流交换，形成了由冰川表面向冰缘地带吹送的风。如果冰川足够大，可全天盛行冰川风。 “风光”之城——拉萨 第三站 大气的水平运动——风 43 第三站 “风光”之城——拉萨 7月20日，晴，拉萨 海拔3650米。人们叫它“日光城”——全年日照时长达3000小时。 但站上布达拉宫广场那一刻，最先击中我的不是光，是风。经幡猎猎作响，我被吹得站不稳脚。 打开手机看气压图，等压线密得像梳子齿。高原上开阔平坦，没什么阻挡，风就这么毫无保留地刮过来。 风到底是怎么形成的？为什么拉萨的风这么大？ 44 冷却收缩下沉 受热膨胀上升 高压 低压 低压 高压 等压线 等压面 水平面 等压线是同一高度上气压相等的点的连线 等压面是空间上气压相等的点连成的面 高空风 近地面风 第三部分 大气的水平运动——风 01 等压线和等压面 等压面是空间上气压相同的点连成的面；而等压线是指在一个水平面上气压相等的点连成的线。简单来说，就是水平面与等压面的交线为等压线 45 北半球高空俯视图 等压线 水平面 水平气压梯度力 方向：垂直于等压线，高压指向低压 等压线越密集，水平气压梯度力越大，风速越大 500 498 496 494 492 490 气压/hPa 气压梯度：单位距离的气压差 400 430 460 490 第三部分 大气的水平运动——风 02 作用力 46 北半球高空的俯视图 等压线 水平面 水平气压梯度力 方向：垂直于等压线，高压指向低压 等压线越密集，水平气压梯度力越大，风速越大 500 498 496 494 492 490 气压/hPa 地转偏向力 方向：垂直于风向，北右南左赤不偏 只改变风向，不改变风速 风向 高空的摩擦力忽略不计 第三部分 大气的水平运动——风 02 作用力 47 水平气压梯度力 垂直于等压线，高压指向低压 (形成风的直接原因) 地转偏向力 垂直运动方向/风向，北右南左 (只改变风向，不改变风速) 风向 高空的摩擦力忽略不计 500 498 496 494 492 490 气压/hPa 北半球高空的俯视图 第三部分 大气的水平运动——风 02 作用力 合力为0 水平气压梯度力 垂直于等压线，高压指向低压 (形成风的直接原因) 地转偏向力 垂直运动方向/风向，北右南左 (只改变风向，不改变风速) 风向 高空的摩擦力忽略不计 高空风向最终与等压线平行 500 498 496 494 492 490 气压/hPa 北半球高空的俯视图 第三部分 大气的水平运动——风 02 作用力 1010 1008 1006 1004 1002 1000 气压/hPa 水平气压梯度力 垂直于等压线，高压指向低压 (形成风的直接原因) 地转偏向力 垂直运动方向/风向，北右南左 (只改变风向，不改变风速) 风向 高空的摩擦力忽略不计 摩擦力 方向：与风向相反 (既改变风向，又改变风速) 北半球近地面俯视图 第三部分 大气的水平运动——风 02 作用力 1010 1008 1006 1004 1002 1000 气压/hPa 水平气压梯度力 垂直于等压线，高压指向低压 (形成风的直接原因) 地转偏向力 垂直运动方向/风向，北右南左 (只改变风向，不改变风速) 风向 摩擦力 与运动方向/风向相反 (既改变风向，又改变风速) 三个力 合力为0 近地面风向最终与等压线斜交 摩擦力越大，风向与等压线交角越大 摩擦力越小，风向与等压线交角越小 北半球近地面俯视图 第三部分 大气的水平运动——风 02 作用力 思考 根据等压线确定风向和风速 比较甲、乙两地的风速，并说明理由 在图上画出甲、乙两地的风向 图2.17 海平面气压分布( 2016年11月9日6时) 水平气压梯度力 地转偏向力 西北风 摩擦力 水平气压梯度力 地转偏向力 东南风 摩擦力 南半球高空和近地面的风向是怎样的？ 500 498 496 494 492 490 气压/hPa 图1. 在水平气压梯度力和 地转偏向力共同作用下的风向(S高空) 水平气压梯度力 地转偏向力 风向 水平气压梯度力 地转偏向力 风向 1010 1008 1006 1004 1002 1000 气压/hPa 图2. 在水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力共同作用下的风向(S近地面) 水平气压梯度力 地转偏向力 风向 摩擦力 水平气压梯度力 地转偏向力 风向 摩擦力 第三部分 大气的水平运动——风 02 作用力 为什么拉萨的风这么大？ ① 拉萨等压线密集，气压梯度力大，风速大。 ② 拉萨地处高原，地面开阔平坦、植被稀少，摩擦力小，风速进一步增大，因此拉萨风大。 课堂思考 本节框架 大气受热过程 大气对太阳辐射的削弱作用 吸收（有选择性） 二氧化碳和水汽吸收红外线 臭氧吸收紫外线 反射（无选择性） 云层越多越厚，反射越强 散射 阴天灰白天空（无选择性） 波长越短，越易散射（有选择性） 应用：朝霞晚霞、蓝天、晨昏蒙影、红绿灯、低纬气温高等 大气对地面的保温作用 大气逆辐射 应用：玻璃温室、塑料大棚、人造烟雾防霜冻、昼夜温差等 本节框架 大气热力环流 大气热力环流的形成 气压和等压面 形成过程 地面受热不均-空气垂直运动-水平气压差异-环流形成 自然界的大气热力环流 海陆风、山谷风、城市风 大气水平运动：风 作用力 水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力 高空风 与等压线平行 近地面风 与等压线斜交 课后作业 58 59 读下图大气热量交换过程图，完成下面小题。 1．二氧化碳的浓度增加会导致大气热量交换环节强弱变化,下列叙述正确的是（ ） A．①变大，②变大 B．②变小，③变小 C．③变大，④变大 D．⑤变小，④变大 2．西北地区昼夜温差大的主要原因是（ ） A．①强,②强 B．②强,③弱 C．⑤强,④强 D．②强,④弱 C D 60 华北平原是我国重要的粮棉油生产基地，早春时节的低温冻害是影响农作物生长的主要障碍。地膜覆盖可以保障农作物的正常发芽生长。下图为华北平原地膜覆盖景观图和大气受热过程示意图。据此，完成下列小题。 3．华北地区在春播时进行地膜覆盖，有效提高了地温，这主要是因为地膜使（ ） A．①增强 B．②增加 C．③减少 D．④减弱 4．可通过增强②达到对地面保温作用的措施是（ ） A．为树上果实套上纸袋 B．宁夏瓜田用砂石覆盖 C．秋收结束后秸秆还田 D．深秋晴夜在农田熏烟 C D 课前提问：宇宙有什么特点？如何判断天体？如何判断天体系统？ 60 61 我国山区地方性风系发达，天山北坡天池的山、谷风典型且风速大。高山冰川形成的冰川风（冰川表面冷却下沉的气流沿冰面向前运动，形成由冰川向冰缘地带的吹送风）对当地山、谷风影响显著。图1示意天山天池气象站周边区域等高线分布，图2示意该气象站某年7月27日06时到28日15时的气温变化。据此完成下面小题。 课前提问：宇宙有什么特点？如何判断天体？如何判断天体系统？ 61 62 5．天池气象站附近，谷风的形成主要是因为白天（ ） A．山坡升温快，气流上升 B．山坡升温慢，气流下沉 C．山谷升温快，气流上升 D．山谷升温慢，气流上升 6．冰川风对天池气象站附近山风的影响是（ ） A．削弱山风势力 B．加强山风势力 C．改变山风风向 D．缩短山风持续时间 7．推测冰川风效应最为显著的季节及原因是（ ） A．春季离冬季风源地近 B．夏季气温高 C．秋季太阳辐射强 D．冬季雪量大、面积大 A B D 课前提问：宇宙有什么特点？如何判断天体？如何判断天体系统？ 62 63 2025年进入10月，冷空气频繁影响我国。今年下半年来最强冷空气于10月14日起将自北向南横扫我国，影响范围可直抵华南。如下图示意10月14日局部海平面某时刻等压线分布情况（单位：hPa）。据此完成下面小题。 8．图中城市，风力最小的是（ ） A．北京 B．武汉 C．广州 D．海口 9．此刻，广州最可能盛行（ ） A．偏南风 B．东北风 C．东南风 D．偏北风 10．A地此时（ ） A．为高压中心 B．阴雨天气 C．狂风暴雨 D．沙尘暴 D D A 课前提问：宇宙有什么特点？如何判断天体？如何判断天体系统？ 63 $