大气环境教案

第三节大气环境（一）

一、教学目标

1、知识与技能

A.运用图表分析说明大气的组成和垂直分层。

B.熟记并掌握大气层的特点

C.掌握大气的受热过程和影响地面辐射的影响因素。

2、过程与方法

A.运用图表说明大气的组成及各组成的作用、大气的垂直分层和各层的特

点。培养学生对图表的观察总结的能力。

B.黑板上画图重点分析大气的受热过程，培养学生的空间分析。

C.用生活中的例子，通过对比点解，培养学生对比分析问题、总结的能力。

3、情感态度与价值观通过对自然现象的科学解释，形成唯物主义的世界观，增强大气环境保护意识，以及利用大气环境发展生产的观念。

二、教学重难点

教学重点：

1.大气的受热过程。

2.大气的垂直分成和特点。

3．对流层大气的受热过程。

三、教具：课本插图、多媒体课件、

图片。教学难点：

1.大气的垂直分成和特点。2．对流层大气的受热过程

四、课时课型。45分钟新课。

五、教学过程

师：上课，有谁知道今天的最高气温和最低气温？，那么你能推算出今天的昼夜温差是多大吗？今天老师看到了一则新闻，是这样说的，月球上，在阳光直射的地方,温度高达127°C;夜晚温度可低到-183 °C，你们算算月球上的日温差是多少？你们发现什么？（月球温差大约地球）谁知道这是为什么吗？

生：地球上有大气

师：对，这是两幅在宇宙空间拍摄的卫星云图，从图中可以看出，地球外围有蔚蓝色的大气圈，正是由于地球上大气的存在，才使得生命免受太阳辐射的危害，保证了生命的生存和发展，这节课，我们就来了解地球上的大气。要了解大气环境，我们首先要简单地了解大气的基本组成，这是书本上没有的知识，同学们可以做下笔记

师：我们来看看大气是由什么组成的？

大气主要由干洁空气、水汽和杂质组成，干洁空气就是指不含水汽和杂质的空气，其中干洁空气又分为氮气、氧气、臭氧和二氧化碳；其中氮气是干洁空气的主要成分，占到干洁空气的78%，氧气占21%，其余气体包括臭氧、二氧化碳等只占1%；

不同的大气成分作用不同

氮气是维持生物体活动的基本成分，比如植物必需的三元素是氮磷钾，所以种植作物需要施氮肥；氧气我们都知道，无论是人类、动物还是植物，都需要氧气维持生物的呼吸；臭氧主要是吸收紫外线，是人类的保护伞，因为紫外线的辐射会造成人类皮肤的癌变；二氧化碳现在我们经常提到，因为温室

效应，全球海平面上升，其中有一部分原因就是人类活动，使得大气中的二氧化碳含量升高，而二氧化碳吸收红外线，有保温作用；水汽和杂质是成云致雨的必要条件，当空气中含有水汽、杂质比较多的时候，空气遇冷就容易成云致雨。这就是大气的组成及其意义，我们只需要了解。

师：好，了解了大气的组成之后我们来看两幅图片，图片显示的是运动员登陆珠穆朗玛峰的情景，如果大家平时注意观察的话就会知道登山运动员身上都背着重重的氧气筒，大家知道这是为什么吗？

生：因为登山时，越向上，空气越稀薄。

师：很好，正如XX所说，海拔越高空气越稀薄，氧的含量不能满足人的正常呼吸，所以登山运动员在登海拔比较高的山时通常会背氧气筒。

师：海拔越高空气越稀薄，那么也就是说，随着高度的变化，大气层的厚度也会发生变化，那么，大气在垂直方向上会有怎样的变化规律如何呢？

师：这是大气的垂直分层示意图，从图中我们可以看出大气总共可以分为几层？生：三层

师：对，根据温度密度和大气垂直运动状况分为了三层、分别是12千米以下的对流层，12至50千米的平流层，以及50千米以上的高层大气，这里，我们具体从每一层的特点来分析。先来看对流层。

师：同学们请看ppt，这里有一幅图，纵坐标代表的是高度，横坐标代表的是温度。红色的这条曲线代表的是对流层的气温随高度的变化。那么，从这条曲线的变化，我们可以看出，对流层的温度随着高度的升高而降低。那么为什么接近地面的空气温度高，而越往上温度越低呢？原因就是地面是对流层的主要热源，再重复一遍地面是对流层的主要热源。至于原因我们等下会解释的。刚刚我们说气温随着高度的升高而降低，那么降低快慢有什么样的规律呢？我们来看——高度每升高1000米，气温下降6摄氏度。请同学们做一下笔记，这是必考的计算题。好，那么我们一起来做一个练习。

师：接着来我们看对流层的第二个特点。同学们有没有想过我们为什么要把第一层命名为对流层呢？其实很重要的一个原因就是，对流层的大气对流运动非常显著。由于对流层靠近地面的气温要比上面的高，所以靠近地面的大气受热膨胀上升，上升到一定高度后，便会冷确收缩，当越来越多的空气堆积在一起，质量越来越大时，便会慢慢下沉，由此形成了对流过程。也正是因为对流运动显著，所以，对流层的天气现象复杂多变，常常伴随有风霜雨雪等天气现象发生。

师：好，我们再来看一下平流层又有怎么样的特点呢，它和对流层有什么不同？

师：图中黄色所标注的这条曲线就是平流层气温随高度的升高而变化的规律。我们可以看出，平流层气温的变化与对流层的变化是相反的，气温随着高度的增加而增加。这又是为什么呢？因为在平流层的顶部有一层厚厚的臭氧层，臭氧吸收了大量紫外线后使得平流层的顶部空气温度相对较高。也就是说平流层的热量来源是？——地面在平流层中这种上热下冷的大气状态会不会发生对流？因而平流层以平流运动为主，天气比较晴朗。

师：下面来看高层大气。蓝色的这条曲线代表的是高层大气气温随高度变化的规律。我们可以看到高层大气在这个地方，趋势改变了，那么高层大气为什么会在这个地方改变了原有的变化趋势呢？高层大气底层，是平流层和高层大气的分界处，仍然具有较高的臭氧含量，因此，这里也保持了较高的温度。

高层大气中层，这里没有足以引起气温升高的臭氧，太阳辐射和宇宙射线的作用也还不能使氧分子分离成为氧原子，因此，热层的温度将降到很低。高层大气的最高层，氧分子进一步分离成为氧原子，氧原子能像臭氧分子一样吸收大量的热，因而外层大气的温度又开始回升。所以，高层大气温度随高度的增加先递减而后递增。另外，高层大气有电离层，能反射无线电波，利于无线电通信，我们使用的手机，和原来的有天线的电视就是利用了这个原理。（电离层，有大量离子和自由电子，足以反射电磁波的部分大气层。距地面高度70～500 km。）

师：还有一个特别的现象，罕见的极光，流星就出现在高层大气，我们来欣赏一下神奇的极光和美丽的流星。

师：好，现在打开书43页，我们来完成活动题

下面有一道练习题。

师：既然对流层与我们人类关系最为密切，下面我们就来深入学习对流层首先来看对流层的受热状况，在这里我们首先理解一个概念，太阳辐射，太阳辐射是。。。根据波长和辐射的特点，太阳辐射分了

生：三个区，分别是红紫可见

师：这是太阳辐射能随波长的分布图，我们来看，横轴代表波长，纵轴代表辐射能力，从横轴我们可以看出，波长由短到长分别是：紫外区、可见光区、红外区；其中紫外线区是短波辐射，红外线区是长波辐射，可见光区波长由长到短又分为红橙黄绿青蓝紫；

紫外区的能量占到了太阳辐射能的7%，可见光区占50%，红外线区占43%，所以我们说太阳辐射能主要集中在可见光区；

同学们这里还有一个电磁学知识，大家只要记住这句话就可以了：温度越高，辐射能力越强，而辐射波长越短；

太阳的辐射保证了地球上能量的来源，那么到达大气顶的太阳辐射能够全部到达地面吗？

生：不能，大气削弱

师：打开书44页我们来看这幅图，请同学们找出图中有关大气削弱的关键字，生：。。。

师：这说明大气对太阳辐射的削弱作用主要有吸收散射和反射，这三种形式有什么特点呢？

大气对太阳辐射的削弱

蓝色实线代表紫外线，黄色代表可见光，红色代表红外线，我们来看吸收的都是什么物质？吸收的是什么？是什么？可见光有没有被吸收？这说明吸收具有——选择性

但是反射作用对任何太阳辐射都没有选择性，但是云层的厚度，尘埃的多少和反射的强弱有关，云层越厚，反射越强，尘埃杂质越多反射越强。

那么散射呢？波长较短的蓝紫光易被散射，说明其他的不易被散射，这说明散射有什么特点？

师：对，有选择性。我们来看44页活动题，晴朗的天空为什么是蓝色的？生：。。。。。。

师：为什么不是紫色呢？。。。。。

师：大气受热过程除了受到大气削弱的影响外还受到地面辐射和大气辐射的影响，什么是地面辐射，什么是大气辐射？来看了解一下他们的概念，。。。。。