示范教案(大气环境 第2课时)

第2课时

教学过程

导入新课

师（创设情境）除夕之夜，一家人围着火炉吃火锅，这时桌子上方的日光灯却在不停地晃动。请同学们考虑这是为什么？

生由于受到热力作用，大气便会运动。

师那么造成这种运动的原因是什么？有什么特点？又会对气压产生什么影响呢？今天我们就来了解这些问题。

板书：

二、全球气压带、风带的分布和移动

（一）热力环流形成的原理

推进新课

师假设地面上有A、B、C三地，且具有在高空的平直等压面：由下往上依次是1010（百帕）、1005（百帕）、1000（百帕）。此时，同一水平面气压相等，等压面与地面平行（图1）。

试问：此时三地的大气处于什么状态？

生大气稳定状态，如图2所示。

师据图讲解，如果我们在A地放一个大火炉，则显然A地近地面受热，处于冷热不均状态，A地大气膨胀上升到上空积聚起来，上空空气密度增大，那么这里的气压就会高。为什么我们说密度大，气压就会高呢？其实很明显，在中学物理已学到：P=ρgh，这里为同一高度，ｈ是不变值，因此ρ大，P也大。那么在A高空由于ρ增大，就形成了相对于同一高度的B、C两地高空的高气压。

另外在B、C两地放一些大冰块，B、C两地冷却，空气收缩下沉，上层空气密度减小，形成了在同一高空A处相对大密度，B、C两地的小密度（图3）。也就是形成了B、C两地高空的低气压。

而A地的空气上升后，近地面的空气密度减小，气压比周围地区低，成为低气压；B、C 两地则为高气压。就形成了如图4的等压面。

上空的空气便从A地分别向B、C两侧扩散；近地面的空气又从B、C两地流回A地补充其上升的空气。这样就形成了环流，这种由于冷热不均引起的空气环流我们称之为热力环流（图5）。

师在上述热力环流中，A处近地面为低气压，高空为高气压。是否近地面的气压比高空低？

学生讨论回答。

师我们所说的气压是大气压强的简称，这里的气压高低是指同一水平面上的气压高低，也就是要么同在高空，要么同在近地面的气压比较。

而对同一地区，气压总是近地面要比高空高。（画图示范）

因为某点的气压就是该点至大气上界的单位面积空气柱重量。

显然a点比b点的空气柱要长，因此，也就是说越靠近地面气压就越高，在同一地区就不需要比较气压，而我们讲的气压的高低指的是不同地点同一水平面上的气压高低。因此上图中A点是近地面的气压，也就永远大于高空的气压。

师举例联想印证上述结论：初中物理课上，我们做过一个演示实验，即观察量筒壁不同高度小孔的水喷的远近的实验，实验结果是什么？

生实际是最下面的孔水喷的最远。

投影：

列举实例，巩固热力环流的基本原理。

生完成教材P48活动。

师（提问）检查学生答题情况。

引导点拨，突破难点：

师第3题中P点夏季的盛行风向为东南风，若不考虑盛行风向的影响，仅考虑上海本地区的气温分布和气压的关系，P点此时近地面的风向如何呢？

投影：

“城市热岛图”，引导学生绘图分析。

师讲解：由于城市中工厂、家庭和机动车辆的热量排放，以及城市建筑物高而密集的原因，使城市和郊区相比，气温偏高，这样城市变成了一个温暖的岛屿——“城市热岛”。在上海市观测到热岛强度（即城乡温差）为68 ℃（1979年11月13日）。由于“热岛”的存在，城市中盛行上升气流，而在郊区为下沉气流，这样在城市与郊区之间便形成了小型的热力环流。

在我们日常生活中，热力环流是自然界常见的一个自然现象，除以上我们分析的城市风外，海陆风、山谷风都是热力环流在自然界的具体体现。下面请你再利用热力环流的原理，完成对海陆风成因的分析。

投影：

“海滨地区海陆位置图”，通过探究式的学习，学生自主获取结论。

生（1）白天陆地气温比海洋高，因此陆地上为低气压，海洋上为高气压。夜间的情况正好相反。在图中标出：图A中，陆——低，海——高；图B中，陆——高，海——低。

（2）风从高气压吹向低气压。据此，一日之内，白天风从海洋吹向陆地，夜晚风从陆地吹向海洋。

（3）标出环流风向图。

（4）白天来自海洋的风比较凉爽湿润，对滨海地区能够起到降温的作用；夜晚来自陆地的风比较温热干燥，对滨海地区能够起到增温的作用。海陆风共同作用的结果是使滨海地区的气温日较差较小。

师通过以上自主学习我们知道，海陆热力性质不同，海水热容量大，陆地热容量小，因此海水升温降温较慢，陆地升温降温则较快。从而在一天之中形成了海陆风。

师如果将白天换成夏季，将夜间换成冬季，情况又会怎样？如果地球上在赤道和两极之间存在热力环流，这个热力环流应该怎样呢？关于这些问题，请大家课后慢慢思考。

通过刚才的学习，我们知道了大气为什么会运动，接下来我们也更想搞清楚大气怎样运动？

师大气既然要运动，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？

板书：

（二）大气的水平运动

生阅读教材插图，找出水平气压梯度及水平气压梯度力的概念。

师什么是水平气压梯度呢？

生同一水平面上单位距离间的气压差叫做水平气压梯度。

师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？

生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。

师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？

生分析一个力(水平气压梯度力)作用下，大气运动的方向和速度：

师大气运动的速度是由什么决定的？

生水平气压梯度力的大小。

师水平气压梯度力的大小由谁决定？

生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。

师水平气压梯度力的方向应该是怎样的？

生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