大气的水平运动教学设计

大气的水平运动教学设

计

集团标准化小组：[VVOPPT-JOPP28-JPPTL98-LOPPNN]

第三节大气环境

第3节大气的水平运动

【学习目标】

1、理解风的成因，能够判断高空与近地面大气的风向与风力

【教学重点】

1、判读高空与近地面大气的风向与风力

【教学难点】

1、判读高空与近地面大气的风向与风力

【课时】

1课时

【教学准备】学案、教学设计、课件、学情分析

【教学环节】

【新课引入】

大气既然要运动，从物理学的角度来理解，肯定会有力的作用。那么到底是什么力促使大气运动的呢？

什么是水平气压梯度呢？

同一水平面上单位距离间的气压差叫做水平气压梯度。

气压的高低是在同一水平面上进行比较的。那么什么是水平气压梯度力？

只要在水平面上存在着气压梯度，就会产生促使大气由高气压区流向低气压区的力，即水平气压梯度力。

气压梯度力，就是促使大气由高压区流向低压区的力，是使大气产生水平运动的原动力，是形成风的直接原因，其方向是沿垂直于等压线的方向，由高压指向低压。

在这里我们已经找到了能使大气由高压指向低压的假想的一个力——水平气压梯度力。若仅受这个力的作用大气将怎样运动？

分析一个力(水平气压梯度力)作用下，大气运动的方向和速度：大气运动的速度是由什么决定的？

水平气压梯度力的大小。

水平气压梯度力的大小由谁决定？

水平气压梯度力的大小取决于气压梯度，气压梯度越大，水平气压梯度力越大；反之越小。水平气压梯度力的方向应该是怎样的？水平气压梯度力的方向是垂直于等压线，并由高压指向低压。

师生总结得出结论：风向：垂直等压线，并指向低压；风速：气压梯度越大，水平气压梯度力越大，风速也就越大。

板书：

水平气压梯度力原动力垂直等压线高压指向低压

以上我们分析了只受水平气压梯度力的作用的大气运动，然而现实中大气的运动并非只受一个力的影响，当物体运动时，马上要受到地转偏向力的作用，在水平气压梯度力和地转偏向力的共同作用下，大气将如何运动呢？

师绘制或投影板图，引导学生分析受两个力作用时，大气的水平运动方向。如下图：

图中表示了北半球平直等压线的情况。初始状态时，空气质点垂直于等压线运动（按水平气压梯度力的方向），最终状态时，风向平行于等压线，这个过程是水平气压梯度力和水平地转偏向力逐

步建立平衡的过程，在这个过程中，空气质点始终是按两个力的合力方向运动。在北半球，水平气压梯度力与水平地转偏向力大小相等、方向相反，其合力为零，达到平衡，空气运动不再偏转而做惯性运动，形成了平行于等压线的稳定的风。这种风在高空平直等压线的状况下是实际存在的，按照这种规律，我们可以对高空飞行的物体进行风向及气压之间的判断，即北半球，人背风而立，低压在左，高压在右。

板书：

近地面的风除了受水平气压梯度力和地转偏向力的共同作用外，还会受到摩擦力的影响，其风向还能与高空大气的风向相同吗？

那近地面的风又会是怎样的呢？

投影：

在水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力共同作用下的北半球风向示意图。

（引导学生探究分析）

在近地面，大气的水平运动受哪几个力的作用？

在近地面，大气的水平运动受到三个力的作用：水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力。

摩擦力的方向与风向是什么关系？

永远和风向相反。

摩擦力对风速有没有影响？

大气的水平运动受水平气压梯度力和地转偏向力共同作用时，风向与等压线平行。那么北半球近地面大气的水平运动同时受到水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力三个力的作用时，风向又会发生怎样的偏转呢？

风向与等压线之间有一个夹角。

风向与等压线是否一定有一个夹角呢？我们可以用反证法来推证。若不斜穿等压线，则可能有一种情况，即垂直于等压线或平行于等压线，而这两种情况都不能使三个力达到平衡。

事实上，大气在水平气压梯度力和地转偏向力的共同作用下，风向与等压线平行。此时若再加上摩擦力的影响，风向一定不再与等压线平行，而是斜穿等压线吹的。一般摩擦力的影响可达离地面1500米左右的高度，在这个范围内的风向都斜穿等压线。摩擦力愈大，风向与等压线之间的夹角愈大；摩擦力愈小，其夹角愈小。

（投影总结）