大气环境教学设计

1、大气环境教学设计大气环境教学设计一、课程标准运用图表说明大气受热过程(1)标准解读本条以及后两条“标准”关注的对象是自然环境组成要素之一 大气。本条“标准”旨在认识导致大气运动的基木原理，为后面 学习大气环流、天气系统以及全球气候变化打下理论基础。本条“标准”虽然简短，但它要求的内容是比较多的。从有关大 气各条“标准”综合来看，可以从以下几方而把握本条“标准”。第一，作为自然环境组成要素，“标准”中的“大气”是指低层 大气，其高度不超过对流层顶。第二，了解大气受热，需要明确大气的热量，即导致大气运动的 能量。太阳辐射是大气根木的热源，下垫面辐射(包括陆而和海面) 是大气直接的热源。第三，大气受

2、热过程，实际上是太阳辐射、地而辐射和大气辐射 之间相互转化的过程。其中，大气温室效应及其作用是需要重点阐述 的基木原理。第四，学习大气受热过程，是为理解大气运动打基础，所以，大 气热力环流是需要阐述的另一个基本原理。大气热力环流是大气不均 匀受热的结果。大气不均匀受热主要是由太阳辐射的纬度差异和下垫 而性质差异引起的。大气不均匀受热是大气运动的主要原因，大气热 力环流则是理解许多大气运动类型的理论基础。小到城市热岛环流, 大到全球性大气环流，都可以用大气热力环流的原理来解释。第五，学习和说明大气受热过程，需要借用一些原理示意图，如 大气温室效应示意图、大气热力环流形成示意图等。（2）教学重点1

3、、大气各垂直分层特点及与人类的关系；2、大气对太阳辐射的削弱作用；3、太阳辐射、地面辐射、大气辐射、大气逆辐射四种辐射之间 的关系；4、大气的温室效应。（3）教学目标1、搜集资料说一说大气各垂直分层有哪些事物和现象，概括对 流层大气与人类的关系。2、列表比较大气对太阳辐射的削弱作用，并用所学解释实际事 例。3、画出简图说明大气的受热过程，解释大气受热的直接原因。 能用简图推导月球表而昼夜温差大的原因。4、结合温室大棚的实例，分析说明大气是怎样具有保温作用的。 尝试写一段文字，表达温室大棚的原理在农业、建筑、人体保健等方 而的应用。2（4）教学方法比较分析法、读图分析法、启发式教学法二、教学过程

4、【引入新课】我们学习了地球的宇宙环境之后，知道了地球是宇 宙中的一颗既普通又特殊的行星。说地球普通，因为地球具有和其他 行星一样的特性，都是物质的和运动的；说地球特殊，则是因为地球 是太阳系中唯一有生命物质存在的天体。地球上具有生命物质，其中 一个非常重要的原因就是地球有可供生物呼吸的大气。今天我们共同 探讨大气环境的一些最基木的特征。地球的周围包围着的大气是厚厚的，从地而向上，可延伸数千千 米的高空。那么，这么高的大气层在垂直方向上有什么变化特点呢？一、大气的垂直分布（板书）大气的组成成分在垂直方向上是有差异的，进而使得大气的温度、 密度和大气运动状况等物理性质在垂直方向上有差异，特别是气温

5、的 差异决定空气的垂直运动状况。所以气温的垂直分布是划分大气各层 的主要依据，也是大气各层最基本的特征。大气在垂直方向上可以划 分为对流层、平流层和高层大气。【提问】请学生读图223大气的垂直分层示意图，并思考以下 问题：1、“对流层、平流层的气温随高度变化情况有何不同”【总结】（1）对流层大气温度随高度增加而递减；（2）平流层大气温度随高度增加而增加；（3）高层大气温度随高度增加先是降低，一定高度后又上升很快。【承转】气温在垂直方向上有这样的变化特点，即各层大气具体 有些什么现象和事物，下而我们一一来了解一下。（学生自由发言，教师点拨）【提问】2、“为什么说对流层与人类关系最为密切？【学生发

6、言，教师总结】因为人类就生活在对流层的底部，可以 说是“人类之家”。天气现象复朵多变。近地而的水汽和固体杂质通 过对流运动向上空输送，在上升过程中随着气温的降低，容易成云致 雨。与人们生活和生产活动紧密相关的各种天气现象（云、雨、雾、 雪等）都发生在对流层。因此对流层与人类的关系最为密切。平流层与人类的关系也很密切。如臭氧是“地球生命的保护伞”， 而臭氧主要集中在平流层，臭氧大量吸收太阳紫外线，保护地球上的 生物免受过多紫外线的伤害，可以说平流层是人类生存环境的天然屏 障。【提问】同学们再看图2-23平流层中有架大型飞机，那么为什 么飞机是在平流层中飞行呢？（学生回答，教师总结）该层水汽含量极

7、少，天气晴朗，能见度好， 大气平稳，有利于高空飞行。现在人们乘坐的大型飞机多是在平流层 中飞行。【补充】（承转）平流层顶以上的大气，气压很低，空气密度很少， 被划为“高层大气”层。根据人造卫星的探测资料，在20003000公里的高空，地球大气 的密度己经与星际空间的密度非常接近，这个高度可以大致地看作是 地球大气的上界。【承转】太阳辐射是地球上的能量源泉，大气中发生的一切现象 和过程，都与太阳辐射能及其转化密切相关。太阳辐射需要穿过厚厚 的大气才能到达地面，这样太阳辐射在地球表而和大气之间进行着一 系列的能量转换，从而形成地球表面复朵的大气热力状况，维持着地 球表而的热量平衡。（一）大气对太阳

8、辐射的削弱作用（板书）我们己知太阳不断地以电磁波的形式向宇宙空间放射巨大的能 量。太阳辐射能在各种波长范围是有变化的。【提问】请同学们对照课本的表中内容阅读图1.7,太阳辐射的 主要波长范围是多少主要分成哪几个部分太阳辐射能是怎样分布的【总结】从图中可以看出太阳辐射的主要波长范围是0. 154微 米。其中，人眼能看见的光线，波长在0.40.76微米之间，因此这 个范围称为可见光区，太阳辐射总能量的50%集中在这个波长范围， 所以太阳辐射能主要集中在可见光区。人们把太阳辐射称为短波辐射。 波长小于0. 4微米的紫外线区占太阳辐射总能量的7%,波长大于0. 76 微米的红外线区占太阳辐射总能量的4

9、3%,这两部分人们用肉眼都无 法看见。【提问】太阳辐射各种波长的光是怎样被削弱的有哪些削弱作用 各有什么特点【承转】太阳辐射到达地面要穿过厚厚的大气，大气对太阳辐射有吸收、反射和散射作用，从而削弱了到达地面的太阳辐射。【提问】平流层中的臭氧吸收太阳辐射的哪部分？【点评】平流层中的臭氧吸收太阳紫外线。可见，大气对太阳辐 射的吸收是有选择的。1. 大气对太阳辐射的吸收具有选择性（板书）平流层臭氧主要吸收紫外线。对流层大气中的水汽和二氧化碳等, 主要吸收太阳辐射中波长较长的红外线。大气对太阳辐射中能量最强 的可见光线却吸收得很少，大部分可见光能够透过大气射到地面上来。 由此可见，大气直接吸收的太阳辐

10、射能量是很少的。【承转】大气中的云层和尘埃，具有反光镜的作用，把投射在其 上的太阳辐射的一部分，又反射回宇宙空间，从而减少了到达地面的 太阳辐射。接下来我们了解一下大气的反射作用。2. 大气对太阳辐射的反射作用（板书）大气对太阳辐射的反射是没有选择性的，所以反射光呈白色。云 层的反射作用最为显着。云层越厚，云量越多，反射愈强。所以夏季 天空多云时，白天的气温不会太高，就是这个道理。此外，大气中的 杂质颗粒越大，反射能力越强，颗粒越小，反射能力越差。【提问】为什么晴朗的天空呈蔚蓝色为什么阳光未直接进教室， 教室却是明亮的【点评】以上这两种现象都是大气的散射作用造成的，因此我们 再来学习大气对太阳

11、辐射的散射作用。3. 大气对太阳辐射的散射作用（板书）当太阳辐射在大气中遇到空气分子或微小尘埃时，太阳辐射的一 部分能量，便以这些质点为中心向四面八方散射开来。散射可以改变 太阳辐射的方向，使一部分太阳辐射不能到达地面。这种散射是有选 择性的，波长越短，散射能力越强。在可见光部分蓝紫色光波长最 短，散射能力最强，所以在晴朗的天空，特别是雨过天晴时，天空呈 蔚蓝色。另一种情况是散射作用的质点是颗粒较大的尘埃、雾粒、小 水滴等时，它们的散射无选择性，各种波长同样被散射，使天空呈白 色。所以，日出前的黎明，日落后的黄昏，以及阴天，在树阴下，在 房间里，凡是阳光不能直接照射的地方，仍是明亮的，这些都是

12、大气 的散射作用的缘故。综上所述，太阳辐射通过地球大气层时，大气削弱的主要是红外 线、紫外线区和可见光的短波部分，而可见光的绝大部分能够透过大 气射到地而。可见光集中了太阳辐射一半的能量，所以太阳辐射给予 地球表而巨大的能量，是发生在地理环境里各种现象和过程的最重要 的能量源泉。（二）地而辐射和大气辐射（板书）【提问】对流层大气的主要的直接热源是什么为什么说地而辐射 是长波辐射对流层中的水汽和二氧化碳对太阳短波辐射吸收差，但对地面长 波辐射吸收能力很强，因而使近地而大气增温。近地而大气又以辐射、 对流等方式，把热量传给高一层大气，使大气保存了地面所放出热量 的绝大部分（75%95%） o因此，

13、对流层大气的主要的直接热源是地而。大气吸收地而辐射增温的同时，也向外辐射热量，大气辐射也主 要集中在红外线区，所以大气辐射也是长波辐射。大气辐射热一部分 向上射向宇宙空间，大部分向下射向地面，其方向与地面辐射正好相 反，故称为大气逆辐射。大气逆辐射又把热量还给地而，这就在一定 程度上补偿了地而辐射损失的热量，对地面起到了保温作用，使地面 温度变化比较缓和。天空有云，特别是浓密的低云，大气逆辐射更强， 多云的夜晚通常比晴朗的夜晚暖和些。所以，在晚秋或寒冬，霜冻多 出现在睛朗的夜晚。板书下图讲解：综上所述，地球大气对太阳短波辐射几乎是透明体，大部分太阳 辐射能够透过大气射到地而上，使地而增温；大气

14、对地面长波辐射却 是隔热层，把地面辐射放岀的热量绝大部分截留在大气中，并通过大 气逆辐射又将热量还给地而。人们把大气的这种作用，称为大气温室 效应。【承转】我们学习了大气的热力作用，实际上主要体现在太阳辐 射、地面辐射、大气辐射、大气逆辐射这四种辐射之间的关系，下面 我们再来看这四种辐射的关系。画出简图，重述大气的热力作用，掌握木课重点内容。大气的温室效应，我们应重点弄清太阳辐射与地而辐射、大气辐 射等之间的关系。如图1,这种关系主要表现在以下两方面：一方而 是大气对地而长波辐射的吸收能力很强，从而将地而放出的热量保存 在大气中，二是大气逆辐射将大部分热量返还给地面，在一定程度上 弥补了地而辐

15、射损失的热量，正是这种关系，才使得大气对地而具有 保温作用，我们可以借助于上述简图分析说明大气保温效应的三个物 理过程：（1）太阳辐射到达地面后，地面吸收太阳辐射而增温；（2）地 而增温后产生地面长波辐射，大气又强烈吸收地面辐射而增温；（3） 大气增温后又产生大气长波辐射，一小部分射向宇宙空间而散失，剩 余的绝大部分射向地面，我们称之为“大气逆辐射”（如图1）。大气 逆辐射在很大程度上弥补了地而辐射所损失的能量，从而起到了对地 而的保温作用。【点评】从大气对地面的保温作用这一过程中，我们不难得出这 样的结论：（1）地面辐射是近地面大气（对流层）的主要的直接的热量, 而地而辐射的主要能量是太阳辐

16、射，所以说，（2）太阳辐射是地球上 （地面和大气）的根木能量。（3）对地面直接起保温作用的是大气逆辐 射。它们之间的关系如图2。【承转】同学们，上一单元的学习我们己知太阳直射点在地表作 回归运动，使太阳辐射能在地球表面分配不均匀。纬度不同的地方, 太阳高度角不同。相比较而言，太阳直射的地方，单位面积获得的太 阳辐射能最多。那为什么会是这样？请同学们读图2-26 “不同太阳 高度辐射强度变化示意图”。（三）影响地面辐射的主要因素（板书）1、纬度因素：地球表而不同纬度地区，由于太阳直射点的南北移动，太阳高度 角有差异，会对地表获得的太阳辐射有影响。因为太阳高度角越大的 地区，太阳辐射经过大气的路程越短，被大气削弱得越少，最后到达 地而的太阳辐射就越多，反之越少。这是太阳辐射由低纬向两极