1、高中地理教案 第二章  地球上的大氣 第二節(jié)  大氣的熱狀況教案  教學目標1使學生了解：太陽輻射是地球上最主要的能量源泉；大氣對太陽輻射有削弱作用，大氣對地面起保溫作用；氣溫的時空變化規(guī)律等基本知識。2讓學生學會閱讀氣溫日變化示意圖。1月和7月的世界等溫線分布圖，說明氣溫的日變化規(guī)律和氣溫水平分布規(guī)律，培養(yǎng)學生的讀圖、析圖能力。3讓學生認識到：大氣中的各種現象都與太陽能及其轉化密切相關，懂得能量轉化、物質不滅的唯物觀點。教學重點1大氣的熱力過程，即大氣對太陽輻射的削弱作用和大氣對地面的保溫作用。2氣溫的日變化、年變化規(guī)律，氣溫的水平分布規(guī)律。教學難點1太陽輻射、

2、地面輻射和大氣輻射等基本概念的含義、聯(lián)系和區(qū)別。2“上海7月份氣溫日變化平均情況示意圖”和“1月、7月世界等溫線分布圖”的分析。教學方法談話法。教學媒體錄像片大氣對太陽輻射的削弱作用，投影片若干。教學課時3課時。教學過程  第一課時  【引入新課】  我們知道，對流層氣溫隨高度的增加而遞減，對流層中云、雨、雪等天氣現象復雜多變，這是為什么呢？大氣中發(fā)生的一切現象和過程，都與太陽能及其轉化有關。【講授新課】  【板書】  第二節(jié)  大氣的熱狀況一、太陽輻射是地球上的能量來源1太陽輻射【講解】  太陽輻射能是地球表面各種能量最主

3、要的來源，其變化是產生各種天氣現象的根本原因，太陽輻射中僅有極微小的部分到達地球。一分鐘內地球得到太陽的熱能，相當于燃燒4億噸煤所產生的能量。從地球內部傳到每平方厘米的地面上的熱量，僅為來自太陽輻射能的萬分之一。所以，太陽輻射是地球上的主要能量來源。那么，什么是太陽輻射呢？【板書】  （1）概念學生讀書回答：太陽源源不斷地以電磁波的形式向宇宙空間放射能量，稱為太陽輻射?！咎釂枴?#160; 太陽福射的波長范圍，能量分布狀況如何？【讀圖】  請同學們閱讀課本第47頁的“太陽輻射能隨波長的分布圖”，回答問題?！局笀D講解】  太陽輻射的波長范圍是0.154微米，劃分為三

4、部分：太陽輻射能主要集中在波長較短的可見光部分，可見光區(qū)差不多占太陽輻射總能量的一半。因此，人們把太陽輻射稱為短波輻射?！景鍟?#160; （2）波長范圍：0.154.0微米（3）能量【提問】  為什么太陽輻射的能量集中在波長較短的可見光部分呢？【講解】  這與太陽本身的溫度有關。由實驗得知，物體溫度愈高，它的輻射中最強部分的波長愈短；物體的溫度愈低，輻射中最強的部分波長愈長。太陽表面溫度高達6000K，因此它的輻射能主要集中在波長較短的可見光部分。同理，由于地球表面平均溫度約300K，對流層大氣平均溫度約250K，所以地面和大氣的輻射波長主要集中在3120微米的波長范圍

5、，都是人眼不能直接看到的紅外輻射。習慣上把它們稱為長波輻射。【板書】  2太陽輻射強度（1）概念【講解】  太陽輻射強度就是1平方厘米的表面上，在1分鐘內獲得的太陽輻射能量。單位是：焦厘米2·分。【展示投影】  “太陽高度角與受熱面大小的關系圖”，請同學們仔細觀察，當太陽直射和斜射時，受熱面大小有何不同？太陽輻射強度有何變化？學生回答：當太陽直射時，受熱面較小，光熱集中，地表單位面積上獲得的太陽輻射較多，太陽輻射強度較大；當太陽斜射時，受熱面變大，光熱分散，太陽輻射強度較小?！咎釂枴?#160; 影響太陽輻射強度最主要的因素是什么呢？學生回答：太陽高度角

6、。太陽高度角愈大，太陽輻射強度愈大；反之，太陽高度角愈小，太陽輻射強度就愈小?！景鍟?#160; （2）主要影響因素太陽高度角【提問】  （1）太陽輻射強度在一日之中、一年之中有何變化？（2）太陽輻射強度在赤道、中緯和極地有什么不同？（3）我國的日光城不在海南島，而在拉薩，為什么？學生回答：（1）在一日當中，正午的太陽輻射強度最強，早晚較小，夜間為0。在一年之中，中高緯地區(qū)夏季的太陽輻射強度最大，冬季最??；赤道地區(qū)春秋分時太陽輻射強度最大。（2）由于赤道、中緯、極地的太陽高度角不同，所以三地區(qū)的太陽輻射強度也不同。赤道地區(qū)每年有兩次直射機會，太陽高度角大，所以太陽輻射強度也大；極地

7、的太陽高度角小，并有極夜現象，因此太陽輻射強度很小。中緯地區(qū)的太陽輻射強度介于赤道和極地之間。（3）太陽輻射強度不僅與太陽高度角有關，還與云量、大氣透明度等因素有關?！拘〗Y】  本節(jié)課我們學習了有關太陽輻射的基礎知識。通過學習，我們知道了太陽輻射是地球上的能量來源，也知道了太陽輻射的波長組成和能量分布。我們還了解到太陽輻射強度的大小與太陽高度角密切相關，太陽高度角愈大，太陽輻射強度就愈大。由于太陽高度角隨季節(jié)隨緯度而變化，因此太陽輻射強度也有相應的變化。太陽高度角在緯度帶之間的差異是形成熱帶、溫帶和寒帶最基本的原因。  第二課時  【引入新課】  我們知

8、道，月球的晝夜溫度差別很大，白天在陽光直射的地方，溫度可達127，夜晚則降到183，這是生活在地球上的人類無法想象的。而地球的晝夜溫差要小得多，這是為什么呢？這是因為地球上有厚厚的大氣層，大氣為保護我們人類、為我們創(chuàng)造適宜的生存條件做出了巨大的貢獻?！局v授新課】  【板書】  二、大氣對太陽輻射的削弱作用【播放錄像】  大氣對太陽輻射的削弱作用【提問】  大氣對太陽輻射有哪些方面的削弱作用呢？學生看完錄像后回答：大氣對太陽輻射主要有三方面的削弱作用，即吸收、反射和散射?！景鍟?#160; 1吸收作用【提問】  大氣的吸收作用有什么特點？學生回

9、答：大氣對太陽輻射的吸收具有選擇性。平流層大氣中的臭氧，強烈地吸收太陽輻射中波長較短的紫外線；對流層大氣中的水汽和二氧化碳等，主要吸收太陽輻射中波長較長的紅外線。大氣對太陽輻射中能量最強的可見光卻吸收得很少。【補充講解】  大氣的吸收作用有很明顯的選擇性。大氣中的主要成分氮，幾乎不吸收太陽輻射，而氧僅能吸收小于0.2微米的紫外線；含量很少的臭氧主要吸收波長0.20.32微米的紫外線；水汽和二氧化碳含量也很少，主要吸收大于2微米的紅外線。所以，大氣主要憑借臭氧、水汽和二氧化碳，選擇性吸收一部分太陽輻射的紫外光和紅外光部分，而對太陽輻射強度最大的可見光部分則讓它大部分透過。因此，大氣直接

10、吸收太陽輻射能量是很少的。【板書】  2反射作用【提問】  反射作用有什么特點？學生回答：大氣的反射作用無選擇性。大氣中的云層和塵埃，具有反光鏡的作用，把投射其上的太陽輻射的一部分，又反射回宇宙空間。云層愈厚，云量愈多，反射愈強?！咎釂枴?#160; 為什么夏季天空多云時，白天的氣溫不會太高？學生回答：云層的反射作用，使到達地表的太陽輻射減少，因而氣溫不會太高?！景鍟?#160; 3散射作用【講解】  當太陽輻射遇到空氣分子或微塵時，便以這些質點為中心向四面八方散射，它可以改變太陽輻射的方向，使一部分太陽輻射不能到達地面?！咎釂枴?#160; 散射作用有什么特點

11、？學生回答：散射作用有選擇性。散射的強弱，視波長不同而不同。藍色光波長較短，散射強，波長較長的紅光，散射最弱。【提問】  為什么晴朗的天空正午呈藍色，早晚呈紅色？【學生回答后，教師歸納】  正午太陽高度角較大，陽光穿過大氣到達地面的路程較短，僅藍色光被散射，因而天空呈蔚藍色。早晚陽光斜射，經歷大氣的路程較長，波長較短的各色光皆被散射，剩下的紅光投射到地面，地平線附近的天空便呈紅色霞光?！咀x圖】  請同學們閱讀課本第49頁“到達地面的太陽輻射圖”?！咎釂枴?#160; 太陽輻射被大氣削弱后，有多少能夠到達地面呢？學生回答：從圖上看出，太陽輻射經過大氣層到達地面的過程

12、中，被大氣吸收19，被大氣和地面反射、散射34，只剩下47到達地面，被地面所吸收?！咎釂枴?#160; 為什么在白天，地球的溫度遠遠比月球的溫度要低呢？學生回答：地球上的大氣能大大地削弱太陽輻射，使一半左右的太陽輻射不能到達地表，因此地球白天的溫度不會太高。而月球上沒有大氣，不能削弱太陽輻射，太陽光長驅直入，溫度可高達100以上?！咎釂枴?#160; 為什么在夜晚，月球的溫度低至100以下，而地球的溫度卻要高得多呢？【轉承】  這同樣要歸功于大氣。因為地球上的大氣具有保溫作用?！景鍟?#160; 三、大氣對地面的保溫作用【講解】  要弄清大氣為什么具有保溫作用，得先了解地

13、面輻射和大氣輻射。【板書】  1地面輻射【講解】  在前面的學習中，我們已經知道，當太陽輻射穿過厚厚的大氣層到達地表的過程中，被大氣削弱后，被地面吸收的太陽輻射約占47。地面吸收太陽輻射增溫，同時把熱量向外輻射，這就是地面輻射。【提問】  為什么人們把地面輻射叫做長波輻射？學生回答：由于地球表面的溫度比太陽低得多，因此地面輻射的波長比太陽輻射要長得多，其能量主要集中在紅外線部分。相對于太陽輻射來說，人們把地面輻射叫做長波輻射?！咀x圖】  請同學們閱讀課本第51頁“玻璃溫室”圖，觀察圖中箭頭的粗細和方向，說明玻璃溫室的保溫作用。【學生回答后，教師歸納】&#

14、160; 地球大氣也具有溫室一樣的保溫作用。大氣中的水汽和二氧化碳，對太陽短波輻射吸收能力很弱，僅吸收19；但對地面長波輻射的吸收能力很強，地面輻射的7595都被貼近地面的大氣吸收。大氣的這種特性使太陽短波輻射能透射到地表，使地面溫度增高；地面放出的長波輻射卻很少能透過大氣射向宇宙空間，從而把熱量保存在大氣中，起到了保溫作用?！咎釂枴?#160; 什么是大氣的直接熱源？【指圖講解】  閱讀課本第50頁“太陽輻射使地面增溫圖”和“地面輻射使大氣增溫圖”可知，太陽輻射加熱地面，使地面溫度增高，放出地面長波輻射；地面輻射加熱大氣，又使大氣增溫。因此，地面是大氣的直接熱源。【板書】 

15、; 2大氣輻射【講解】  大氣吸收地面輻射和少量太陽輻射而增溫的同時，也向外輻射能量，這就是大氣輻射。大氣的溫度比地面還低，所以大氣輻射也是紅外線長波輻射。【提問】  大氣輻射的方向和地面輻射的方向有何不同？什么叫大氣逆輻射？學生讀圖回答：地面輻射的方向是由地面向上，而大氣輻射的方向有兩個：一部分向上射向宇宙空間，大部分向下射到地面。射向地面的大氣輻射，方向剛好與地面輻射相反，稱為大氣逆輻射。大氣逆輻射在一定程度上補償了地面輻射損失的熱量，對地面起保溫作用。【提問】  為什么有濃云的夜晚不易凝結霜和露？學生回答：有濃云的夜晚，大氣逆輻射增強，氣溫較高，大氣能容納較

16、多的水汽，所以不易凝結霜和露。【轉折過渡】  學完了地面輻射和大氣輻射，同學們能否告訴我，大氣為什么對地面具有保溫作用呢？【板書】  3大氣對地面的保溫作用【展示投影】  “大氣對地面的保溫作用圖”?！咎釂枴?#160; 請同學指圖說出三組箭頭的含義，分析大氣為何具有保溫作用。【指圖講解】  三組箭頭分別代表太陽輻射、地面輻射和大氣輻射。第一組箭頭表明：太陽輻射進入大氣層到達地表時，僅小部分被大氣吸收，大部分被地面吸收，可總結為“太陽暖大地”；第三組箭頭表明：地面輻射絕大部分被大氣吸收，僅很小部分射向宇宙空間，可總結為“大地暖大氣”；第二組箭頭表明：大氣

17、輻射有一部分射向宇宙空間，大部分射向地面，以大氣逆輻射的形式補償地面熱量的損失，可總結為“大氣還大地”。大氣對地面的保溫作用體現在以下兩方面：（1）大氣吸收地面輻射，將能量貯存于大氣中，不致使地面輻射的熱量散失；（2）大氣輻射的大部分能量又射向地面，補償了地面輻射的部分損失?！拘〗Y】  我們已經學習了三種輻射太陽輻射、地面輻射和大氣輻射。請同學們據投影所示表格進行比較?！菊故就队啊?#160; 三種輻射的對比表格名稱波長特征及作用太陽輻射（0.154微米） 地面輻射（3120微米） 大氣輻射（3120微米）   第三課時  【復習提問

18、】  為什么地球表面的氣溫變化不像月球那樣強烈？學生回答：地球表面有大氣層保護，大氣通過吸收、反射和散射對太陽輻射有削弱作用，使白天氣溫不會升得太高；晚上，大氣逆輻射能補償一部分地面輻射虧損的熱量，使氣溫不會下降太低，因而氣溫晝夜變化較和緩。月球表面沒有大氣層保護，所以白天在陽光照射下強烈增溫，溫度可達127，而晚上迅速降溫，達183，晝夜溫差很大?！疽胄抡n】  通過前兩節(jié)課的學習，我們知道了太陽輻射、地面輻射和大氣輻射三種輻射的作用及其相互關系，懂得了“太陽暖大地，大地暖大氣”的熱量傳遞過程。地面一方面收入熱能（太陽輻射和大氣輻射），另一方面也支出熱能（地面輻射）。就整

19、個地球多年平均狀況而言，熱量收支平衡，因此全球的平均氣溫比較穩(wěn)定。本節(jié)課我們學習氣溫的日變化、年變化以及水平分布規(guī)律。【板書】  四、氣溫的日變化和年變化【講解】  我們通常所說的氣溫是指與人類關系最為密切的近地面層空氣的溫度。氣象上都以距地面1.5米高度的百葉箱內的溫度為標準。氣溫的高低首先決定于熱量的收支狀況。熱量的收入大于支出，氣溫就上升，否則就下降。【板書】  1氣溫的日變化【提問】  一天當中，氣溫的最高值、最低值各出現在什么時候？為什么？【投影】  “上海7月份氣溫日變化平均情況示意圖”?！局笀D講解】  圖中有三條曲線，分

20、別代表氣溫、太陽短波輻射和地面長波輻射。從氣溫曲線上可看出，一天中的最高氣溫在午后2點左右。有的同學可能會問：一天當中，正午12點時太陽高度角最大，太陽輻射強度最強，但最高氣溫為什么不出現在正午，卻出現在午后2點左右呢？【學生思考、討論后，教師繼續(xù)指圖講解】  大氣的直接熱源是地面，而地面溫度的高低又取決于地面熱量的收支差額。圖中所示的太陽輻射是地面熱量的收入項，地面輻射是地面熱量的支出項，這兩條曲線的變化情況反映了地面熱量的收支狀況。（1）日出后，太陽輻射不斷增強，地面獲得的熱量不斷增多，地面溫度不斷升高，地面輻射不斷增強。從圖上看出，雖然太陽輻射和地面輻射都在增強，但太陽輻射量大

21、于地面輻射量，即地面熱量收入大于支出，熱量盈余，地面溫度升高，氣溫也隨之上升。（2）正午，太陽輻射最強，地面熱量仍然收入大于支出，儲存的熱量增多，但氣溫還沒達到最高。（3）正午以后，太陽輻射雖已開始減弱，但地面獲得太陽輻射的能量仍比地面輻射失去的熱量多，即收大于支，地面溫度繼續(xù)升高，氣溫也隨著上升。（4）午后1點左右，隨著太陽輻射進一步減弱，地面獲得太陽輻射的熱量開始少于地面輻射失去的熱量，即收小于支，地面熱量虧損，地面溫度開始下降。地面溫度最高值就出現在地面熱量由盈余轉虧損的時刻。此時氣溫仍未達最高值。（5）由于地面通過輻射、對流、湍流等方式將熱量傳給大氣，還需要一定時間，所以氣溫最高值落后

22、于地面溫度最高值，出現在午后2點左右。（6）隨后，太陽輻射繼續(xù)減弱，地面熱量繼續(xù)虧損，地面溫度不斷降低，地面輻射不斷減弱，氣溫隨之不斷下降。至日出前后，氣溫達最低值?！景鍟?#160; 2氣溫的年變化【提問】  北半球太陽輻射最強、最弱的月份是幾月？氣溫最高值、最低值又是幾月？學生回答：北半球太陽輻射最強、最弱的月份分別是6月和12月。但由于地面儲存熱量的緣故，氣溫最高值、最低值均落后一兩個月。北半球大陸氣溫最高值出現在7月，最低值出現在1月；海洋氣溫最高值出現在8月，最低值出現在2月。南半球反之?！咎釂枴?#160; 為什么海洋上氣溫最高值、最低值均落后于陸地？學生回答：這是因為

23、海洋熱容量大，受熱和放熱都比陸地慢的緣故。【轉承】  氣溫在時間上有日變化和年變化規(guī)律，在空間上又會有什么規(guī)律呢？【板書】  五、氣溫的水平分布【展示投影】  復合片：“1月、7月世界等溫線的分布圖”?！咀x圖】  請同學們仔細觀察這兩幅等溫線分布圖，分析氣溫在水平分布上有哪些規(guī)律?！局笀D講解】  觀察每條等溫線的數值和變化方向，可以看出：在南北半球上，無論7月或1月，氣溫都是從低緯向兩極遞減。這是因為低緯度地區(qū)，太陽高度角大，太陽輻射強度強，獲得熱量多，氣溫就高；高緯度地區(qū)，太陽高度角小，獲得太陽輻射能少，氣溫就低。【提問】  從圖上

24、看，等溫線并不完全與緯線平行，為什么？學生回答：因為氣溫的分布，不僅受太陽輻射的影響，還與大氣運動、地面狀況、洋流等因素密切相關。【板書】  1氣溫從低緯向兩極遞減【讀圖】  請同學們觀察，南半球與北半球等溫線有何不同？為什么？學生回答：南半球的等溫線比北半球的平直。因為南半球海面遼闊，物理性質較均一?！景鍟?#160; 2南半球等溫線比北半球平直【讀圖】  請同學們重點觀察北半球等溫線的彎曲特點，先分析1月份大陸上的等溫線與海洋上的等溫線凸出方向。學生回答：北半球，1月份大陸等溫線向南（低緯）凸出，海洋上則向北（高緯）凸出。【板圖】  （見下頁）【提

25、問】  從1月等溫線的彎曲特點來看，北半球同緯度上，大陸與海洋的氣溫有何不同？學生回答：1月份，北半球同一緯度上，大陸氣溫比海洋低?！咀x圖】  同理，請同學們分析7月份北半球等溫線的彎曲特點。學生回答：北半球，7月份大陸等溫線向北（高緯）凸，海洋上則向南（低緯）凸出?！景鍒D】  【指圖講解】  7月份，北半球同一緯度上，大陸氣溫比海洋高。綜合1月和7月的氣溫分布特點，可知：同一緯度上，冬季大陸比海洋冷，夏季大陸比海洋熱?！景鍟?#160; 3大陸氣溫冬冷夏熱?！咀x圖】  請同學們找出7月份世界上最熱的地方。學生回答：7月份世界上最熱的地方（3

26、0）出現在北緯20°30°的沙漠地帶，撒哈拉沙漠是全球的炎熱中心。【提問】  為什么地球上最熱的地方不在赤道？【學生討論后，教師歸納】  原因有二：（1）赤道地區(qū)雖每年有兩次直射機會，太陽高度角大，但因常年受赤道低氣壓控制，多上升氣流，終年多雨，云量大，對太陽輻射反射強，削弱了到達地面的太陽輻射量。（2）北緯20°30°附近，終年受到副熱帶高氣壓下沉氣流影響，氣候干燥，晴天多；加之7月太陽直射點北移至北緯20°附近，因而處在北回歸線附近的撒哈拉沙漠成為炎熱中心?！咀x圖】  請同學們找出1月份北半球的寒冷中心。學生回

27、答：1月份，西伯利亞成為北半球的寒冷中心?！咎釂枴?#160; 全球的寒冷中心在什么地方？【講解】  世界上極端最低氣溫出現在冰雪覆蓋的南極洲上，絕對最低氣溫在88以下。南極洲之所以成為全球的寒冷中心，是因為三“高”：即緯度高、海拔高、冰雪反射率高?！景鍟?#160; 4世界熱極在撒哈拉沙漠世界冷極在南極洲大陸【小結】  本節(jié)“大氣的熱狀況”主要講述了三種輻射（太陽輻射、地面輻射、大氣輻射）、兩種作用（大氣的削弱作用、保溫作用）、兩個規(guī)律（氣溫的日變化和年變化規(guī)律、氣溫水平分布規(guī)律）。通過學習，我們知道了：大氣的直接熱源是地面輻射，根本熱源是太陽輻射；大氣通過削弱作用和保溫作用使地球氣溫變化較月球和緩；氣溫有時空變化規(guī)律，氣溫在不