1、精選優質文檔-傾情為你奉上第三節 大氣環境(一)一、課程標準 運用圖表說明大氣受熱過程（1）標準解讀本條以及后兩條“標準”關注的對象是自然環境組成要素之一大氣。本條“標準”旨在認識導致大氣運動的基本原理，為后面學習大氣環流、天氣系統以及全球氣候變化打下理論基礎。本條“標準”雖然簡短，但它要求的內容是比較多的。從有關大氣各條“標準”綜合來看，可以從以下幾方面把握本條“標準”。第一，作為自然環境組成要素，“標準”中的“大氣”是指低層大氣，其高度不超過對流層頂。第二，了解大氣受熱，需要明確大氣的熱量來源，即導致大氣運動的能量來源。太陽輻射是大氣根本的熱源，下墊面輻射（包括陸面和海面）是大氣直接的熱源

2、。第三，大氣受熱過程，實際上是太陽輻射、地面輻射和大氣輻射之間相互轉化的過程。其中，大氣溫室效應及其作用是需要重點闡述的基本原理。第四，學習大氣受熱過程，是為理解大氣運動打基礎，所以，大氣熱力環流是需要闡述的另一個基本原理。大氣熱力環流是大氣不均勻受熱的結果。大氣不均勻受熱主要是由太陽輻射的緯度差異和下墊面性質差異引起的。大氣不均勻受熱是大氣運動的主要原因，大氣熱力環流則是理解許多大氣運動類型的理論基礎。小到城市熱島環流，大到全球性大氣環流，都可以用大氣熱力環流的原理來解釋。第五，學習和說明大氣受熱過程，需要借用一些原理示意圖，如大氣溫室效應示意圖、大氣熱力環流形成示意圖等。（2）教學重點l

3、大氣各垂直分層特點及與人類的關系；l 大氣對太陽輻射的削弱作用；l 太陽輻射、地面輻射、大氣輻射、大氣逆輻射四種輻射之間的關系；l 大氣的溫室效應。（3）教學目標l 搜集資料說一說大氣各垂直分層有哪些事物和現象，概括對流層大氣與人類的關系。l 列表比較大氣對太陽輻射的削弱作用，并用所學解釋實際事例。l 畫出簡圖說明大氣的受熱過程，解釋大氣受熱的直接原因。能用簡圖推導月球表面晝夜溫差大的原因。l 結合溫室大棚的實例，分析說明大氣是怎樣具有保溫作用的。嘗試寫一段文字，表達溫室大棚的原理在農業、建筑、人體保健等方面的應用。（4）教學方法l 比較分析法、讀圖分析法、啟發式教學法二、知識結構（見第二節目

4、標檢測后）三、教學過程【引入新課】我們學習了地球的宇宙環境之后，知道了地球是宇宙中的一顆既普通又特殊的行星。說地球普通，因為地球具有和其他行星一樣的特性，都是物質的和運動的；說地球特殊，則是因為地球是太陽系中唯一有生命物質存在的天體。地球上具有生命物質，其中一個非常重要的原因就是地球有可供生物呼吸的大氣。今天我們共同探討大氣環境的一些最基本的特征。地球的周圍包圍著的大氣是厚厚的，從地面向上，可延伸數千千米的高空。那么，這么高的大氣層在垂直方向上有什么變化特點呢？一、大氣的垂直分布(板書)大氣的組成成分在垂直方向上是有差異的，進而使得大氣的溫度、密度和大氣運動狀況等物理性質在垂直方向上有差異，特

5、別是氣溫的差異決定空氣的垂直運動狀況。所以氣溫的垂直分布是劃分大氣各層的主要依據，也是大氣各層最基本的特征。大氣在垂直方向上可以劃分為對流層、平流層和高層大氣。【提問】請學生讀圖223大氣的垂直分層示意圖，并思考以下問題：1、“對流層、平流層的氣溫隨高度變化情況有何不同？”【總結】(1)對流層大氣溫度隨高度增加而遞減；(2)平流層大氣溫度隨高度增加而增加；(3)高層大氣溫度隨高度增加先是降低，一定高度后又上升很快。【承轉】氣溫在垂直方向上有這樣的變化特點，即各層大氣具體有些什么現象和事物，下面我們一一來了解一下。(學生自由發言，教師點撥)【提問】2、“為什么說對流層與人類關系最為密切？ 【學生

6、發言，教師總結】因為人類就生活在對流層的底部，可以說是“人類之家”。天氣現象復雜多變。近地面的水汽和固體雜質通過對流運動向上空輸送，在上升過程中隨著氣溫的降低，容易成云致雨。與人們生活和生產活動緊密相關的各種天氣現象(云、雨、霧、雪等)都發生在對流層。因此對流層與人類的關系最為密切。平流層與人類的關系也很密切。如臭氧是“地球生命的保護傘”，而臭氧主要集中在平流層，臭氧大量吸收太陽紫外線，保護地球上的生物免受過多紫外線的傷害，可以說平流層是人類生存環境的天然屏障。【提問】同學們再看圖223平流層中有架大型飛機，那么為什么飛機是在平流層中飛行呢？(學生回答，教師總結)該層水汽含量極少，天氣晴朗，能

7、見度好，大氣平穩，有利于高空飛行。現在人們乘坐的大型飛機多是在平流層中飛行。【補充】(承轉)平流層頂以上的大氣，氣壓很低，空氣密度很少，被劃為“高層大氣”層。根據人造衛星的探測資料，在20003000公里的高空，地球大氣的密度已經與星際空間的密度非常接近，這個高度可以大致地看作是地球大氣的上界。【承轉】太陽輻射是地球上的能量源泉，大氣中發生的一切現象和過程，都與太陽輻射能及其轉化密切相關。太陽輻射需要穿過厚厚的大氣才能到達地面，這樣太陽輻射在地球表面和大氣之間進行著一系列的能量轉換，從而形成地球表面復雜的大氣熱力狀況，維持著地球表面的熱量平衡。(一)大氣對太陽輻射的削弱作用(板書)我們已知太陽

8、不斷地以電磁波的形式向宇宙空間放射巨大的能量。太陽輻射能在各種波長范圍是有變化的。【提問】請同學們對照課本的表中內容閱讀圖1.7，太陽輻射的主要波長范圍是多少？主要分成哪幾個部分？太陽輻射能是怎樣分布的？【總結】從圖中可以看出太陽輻射的主要波長范圍是0.154微米。其中，人眼能看見的光線，波長在0.40.76微米之間，因此這個范圍稱為可見光區，太陽輻射總能量的50%集中在這個波長范圍，所以太陽輻射能主要集中在可見光區。人們把太陽輻射稱為短波輻射。波長小于0.4微米的紫外線區占太陽輻射總能量的7%，波長大于0.76微米的紅外線區占太陽輻射總能量的43%，這兩部分人們用肉眼都無法看見。【提問】太陽

9、輻射各種波長的光是怎樣被削弱的？有哪些削弱作用？各有什么特點？【承轉】太陽輻射到達地面要穿過厚厚的大氣，大氣對太陽輻射有吸收、反射和散射作用，從而削弱了到達地面的太陽輻射。【提問】平流層中的臭氧吸收太陽輻射的哪部分？【點評】平流層中的臭氧吸收太陽紫外線。可見，大氣對太陽輻射的吸收是有選擇的。1.大氣對太陽輻射的吸收具有選擇性(板書)平流層臭氧主要吸收紫外線。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線卻吸收得很少，大部分可見光能夠透過大氣射到地面上來。由此可見，大氣直接吸收的太陽輻射能量是很少的。【承轉】大氣中的云層和塵埃，具有反光鏡的

10、作用，把投射在其上的太陽輻射的一部分，又反射回宇宙空間，從而減少了到達地面的太陽輻射。接下來我們了解一下大氣的反射作用。2.大氣對太陽輻射的反射作用(板書)大氣對太陽輻射的反射是沒有選擇性的，所以反射光呈白色。云層的反射作用最為顯著。云層越厚，云量越多，反射愈強。所以夏季天空多云時，白天的氣溫不會太高，就是這個道理。此外，大氣中的雜質顆粒越大，反射能力越強，顆粒越小，反射能力越差。【提問】為什么晴朗的天空呈蔚藍色？為什么陽光未直接進教室，教室卻是明亮的？【點評】以上這兩種現象都是大氣的散射作用造成的，因此我們再來學習大氣對太陽輻射的散射作用。3.大氣對太陽輻射的散射作用(板書)當太陽輻射在大氣

11、中遇到空氣分子或微小塵埃時，太陽輻射的一部分能量，便以這些質點為中心向四面八方散射開來。散射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。這種散射是有選擇性的，波長越短，散射能力越強。在可見光部分藍紫色光波長最短，散射能力最強，所以在晴朗的天空，特別是雨過天晴時，天空呈蔚藍色。另一種情況是散射作用的質點是顆粒較大的塵埃、霧粒、小水滴等時，它們的散射無選擇性，各種波長同樣被散射，使天空呈白色。所以，日出前的黎明，日落后的黃昏，以及陰天，在樹陰下，在房間里，凡是陽光不能直接照射的地方，仍是明亮的，這些都是大氣的散射作用的緣故。綜上所述，太陽輻射通過地球大氣層時，大氣削弱的主要是紅外線、紫外

12、線區和可見光的短波部分，而可見光的絕大部分能夠透過大氣射到地面。可見光集中了太陽輻射一半的能量，所以太陽輻射給予地球表面巨大的能量，是發生在地理環境里各種現象和過程的最重要的能量源泉。（二）地面輻射和大氣輻射(板書)【提問】對流層大氣的主要的直接熱源是什么？為什么說地面輻射是長波輻射？對流層中的水汽和二氧化碳對太陽短波輻射吸收差，但對地面長波輻射吸收能力很強，因而使近地面大氣增溫。近地面大氣又以輻射、對流等方式，把熱量傳給高一層大氣，使大氣保存了地面所放出熱量的絕大部分(75%95%)。因此，對流層大氣的主要的直接熱源是地面。大氣吸收地面輻射增溫的同時，也向外輻射熱量，大氣輻射也主要集中在紅外

13、線區，所以大氣輻射也是長波輻射。大氣輻射熱一部分向上射向宇宙空間，大部分向下射向地面，其方向與地面輻射正好相反，故稱為大氣逆輻射。大氣逆輻射又把熱量還給地面，這就在一定程度上補償了地面輻射損失的熱量，對地面起到了保溫作用，使地面溫度變化比較緩和。天空有云，特別是濃密的低云，大氣逆輻射更強，多云的夜晚通常比晴朗的夜晚暖和些。所以，在晚秋或寒冬，霜凍多出現在晴朗的夜晚。板書下圖講解：綜上所述，地球大氣對太陽短波輻射幾乎是透明體，大部分太陽輻射能夠透過大氣射到地面上，使地面增溫；大氣對地面長波輻射卻是隔熱層，把地面輻射放出的熱量絕大部分截留在大氣中，并通過大氣逆輻射又將熱量還給地面。人們把大氣的這種

14、作用，稱為大氣溫室效應。【承轉】我們學習了大氣的熱力作用，實際上主要體現在太陽輻射、地面輻射、大氣輻射、大氣逆輻射這四種輻射之間的關系，下面我們再來看這四種輻射的關系。畫出簡圖，重述大氣的熱力作用，掌握本課重點內容。 圖1 圖2大氣的溫室效應，我們應重點弄清太陽輻射與地面輻射、大氣輻射等之間的關系。如圖1，這種關系主要表現在以下兩方面：一方面是大氣對地面長波輻射的吸收能力很強，從而將地面放出的熱量保存在大氣中，二是大氣逆輻射將大部分熱量返還給地面，在一定程度上彌補了地面輻射損失的熱量，正是這種關系，才使得大氣對地面具有保溫作用，我們可以借助于上述簡圖分析說明大氣保溫效應的三個物理過程：(1)太

15、陽輻射到達地面后，地面吸收太陽輻射而增溫；(2)地面增溫后產生地面長波輻射，大氣又強烈吸收地面輻射而增溫；(3)大氣增溫后又產生大氣長波輻射，一小部分射向宇宙空間而散失，剩余的絕大部分射向地面，我們稱之為“大氣逆輻射”(如圖1)。大氣逆輻射在很大程度上彌補了地面輻射所損失的能量，從而起到了對地面的保溫作用。【點評】從大氣對地面的保溫作用這一過程中，我們不難得出這樣的結論：(1)地面輻射是近地面大氣(對流層)的主要的直接的熱量來源，而地面輻射的主要能量來源是太陽輻射，所以說，(2)太陽輻射是地球上(地面和大氣)的根本能量來源。(3)對地面直接起保溫作用的是大氣逆輻射。它們之間的關系如圖2。【承轉

16、】同學們，上一單元的學習我們已知太陽直射點在地表作回歸運動，使太陽輻射能在地球表面分配不均勻。緯度不同的地方，太陽高度角不同。相比較而言，太陽直射的地方，單位面積獲得的太陽輻射能最多。那為什么會是這樣？請同學們讀圖226“不同太陽高度輻射強度變化示意圖”。（三）影響地面輻射的主要因素(板書)1、緯度因素：地球表面不同緯度地區，由于太陽直射點的南北移動，太陽高度角有差異，會對地表獲得的太陽輻射有影響。因為太陽高度角越大的地區，太陽輻射經過大氣的路程越短，被大氣削弱得越少，最后到達地面的太陽輻射就越多，反之越少。這是太陽輻射由低緯向兩極遞減的原因之一。【總結】太陽高度角不同，等量太陽輻射在地面的散

17、布面積不同經過大氣的路程長短不同，被削弱程度不同。地面得到的太陽輻射不同，地面輻射也就不同。2、下墊面因素：【提問】讀圖227“不同性質地面的反射率圖”，什么樣的下墊面反射率最高？反射的多少跟地面得到的多少、地面輻射的多少有什么關系？【總結】反射的越多，地面得到的越少，地面輻射的越少，大氣得到的就越少。3、其他因素：（略）【活動】讀課本閱讀內容，思考溫室效應是怎樣形成的？說說溫室大棚的原理在農業、建筑、人體保健等方面的應用。【點評】略四、板書提綱第三節 大氣環境(一) (一)大氣對太陽輻射的削弱作用（二）地面輻射和大氣輻射大氣保溫作用：(1)太陽輻射使地面增溫(2)地面輻射使大氣增溫，同時地面

18、降溫(3)大氣逆輻射又使近地面增溫，起到保溫作用（三）影響地面輻射的主要因素1、 緯度因素：下墊面因素：五、教后感知識鏈接天空的顏色我們平常看到的天空是藍色的，它是怎樣形成的？更高的天空又是什么顏色的？當太陽光波射入大氣圈后，遇到大氣分子和懸浮在大氣中的微粒子，就會發生散射，這樣每個大氣分子就成了一個個散光的光源，它們向四面八方發射散射光。在太陽的輻射中，那些能量最高的輻射如紫、藍、青等顏色的光最容易被大氣分子和微粒散射出來。能量較低的如紅、橙、黃等顏色的光透射能力強，它們能透過大氣分子直接射向地面。對下層空氣分子散射來講，主要是藍色光線被散射出來，所以天空是呈現藍色的。那么對流層以上的天空是

19、什么顏色的呢？由于高空空氣稀薄，空氣的分子數很少，分子散射放出的光線變弱，天空的亮度變暗。在離地面約8千米，天空為青色；在離地面約11千米，天空變為暗青色；在離地面約13千米，天空變為暗紫色，這是因為只有那些最易被散射的紫色光波才被高層稀疏的空氣分子散射出來；到20千米以上，分子更稀少了，可見光散射很少，天空就變成黑灰色了。未來水世界“未來的某一天，由于接連好幾個世紀的全球氣溫的不斷上升，南極和北極的冰雪都融化了。水面不斷地提高，原先的大陸和島嶼相繼被汪洋大海所吞沒。陸上的生物幾乎完全消失了。新出現的半人半魚的統治生物在馬里納的領導下，與海盜斯摩克斯正在為泥土、淡水展開瘋狂而慘烈的爭斗。”這是好萊塢的科幻作品未來水世界所展現給觀眾的場面。這部在世界電影史上創下投資最高記錄(2億美元)的巨片，揭示的是全球氣候變暖所造成的嚴重后果。片中出現的未來場面是否真有科學的依據，也許沒人在意，但影片所提出的全球氣候變暖趨勢，卻引起人們深思。每年6月5日是“世界環境日”,1989年的主題便是“警惕，全球變暖”