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教學目標
知識目標:
1.了解熱力環流的形成、影響大氣水平運動的“三力”以及受其影響的風向。
2、掌握氣旋、反氣旋的運動方向。
3. 在等壓線圖上表示大氣中的實際風向。
能力目標:
1. 畫出氣旋和反氣旋的示意圖。
2.能看懂簡單的等壓線圖。
德育目標:
1.使學生了解大氣運動與人們生活、生產活動的關系,明確人類活動應如何趨利避害。
2、能夠將所學知識運用到實踐中,服務社會。
教學重點
1.了解熱力循環的形成。
2.了解大氣的水平運動——風。
3、掌握氣旋、反氣旋的運動方向。
教學難點
1、熱力循環動態過程引起的等壓面彎曲方向。
2、影響大氣水平運動的“三力”以及受其影響的風向。
教學法
1、實驗方法:結合本課活動,課前安排學生進行實驗,觀察和證明熱力循環。
2.利用多媒體課件演示氣旋和反氣旋的動態,幫助學生了解其運動。
3、敘述方法:詳細描述三種力影響的風向。
教具準備
投影儀(電影)、多媒體
課程表
一課時
教學流程
導入新類:
地球周圍的大氣層就像一臺巨大的機器,日夜不停地運轉。 其運動形式多種多樣,有大有小。 正是這種不斷的大氣運動形成了地球上不同地區的天氣和氣候。 大氣為什么會移動以及它是如何移動的? 這就是我們在本課中將學到的內容。 下面我們來研究一下第3節的內容。 《2.3 大氣的運動》(板書)
新課程教學:
本課的介紹可以算是整個大氣運動相關內容的序言。 讓學生先閱讀課本的引言,分析引言中總結的有關大氣運動的內容。
氣氛在不斷地運動。 大氣中熱量和水蒸氣的輸送以及所有天氣的變化都是通過大氣運動來實現的。 這說明了大氣運動的重要性。
其次,大氣運動的能量來自太陽輻射。 由于各緯度接收到的太陽輻射能量數量不均,造成高低緯度溫差,這是大氣運動的根本原因。
第三,大氣運動的形式分為水平運動和垂直運動。 其中,大氣的垂直運動以上升或下沉的氣流來表示; 大氣的水平運動就是風。
轉:同學們高中物理精彩導入,上課前,我們安排大家觀察燒一壺水的情況。 當鍋里的水沸騰時,中間的水上升,鍋周圍的水下沉。 當一小堆紙點燃時,紙片和灰燼從火中升起,在空氣中流動,從火的兩側下沉,然后再次進入火中。 上述兩種現象都是由于中部與周邊受熱不均勻而引起的熱力循環現象。 那么,大氣的運動到底是什么呢? 我們先來研究第一部分。
1.熱力循環(板書)
由于地面冷熱不均勻而形成的空氣循環稱為熱力循環。 它是大氣運動的最簡單形式。
我們根據這兩張圖來分析一下熱力循環的動態過程。
幻燈片放映
(1)若A、B、C(如左上圖)受熱均勻,則①三處溫度相同; ②三處氣壓相同; ③三處氣壓隨高度降低相同; ④三地在同一水平面上,各點氣壓相等,等壓面是相互平行的水平面。
(2)如果A處被加熱(如右上圖),則①A處溫度較高,B、C處溫度較低; ②A處空氣受熱膨脹上升,B、C處空氣相對冷卻下沉,引起空氣垂直運動; ③A處近地面空氣膨脹上升,密度減小,氣壓減小。 B、C處近地面空氣相對冷卻下沉,密度增大,氣壓上升。 三個地方靠近地面的同一水平面上的氣壓A為A。地面較小,B、C地方較大,迫使空氣從B、C流向A,引起空氣水平移動。 此時,三處靠近地面的等壓面不再是水平的。 在A處,氣壓較低,等壓面向下移動,在B、C處氣壓較高,等壓面向上移動; ④ 在一定高度A/A以上,由于上??升空氣堆積密度增大,氣壓高于周圍同層區域。 ,由于下沉后B/和C/處的空氣密度減小,因此氣壓低于同一水平面上的周圍區域。 空氣從氣壓較高的A/流向氣壓較低的B/、C/,形成熱力循環。 。
1、冷熱不均引起的熱力循環(板書)
(3)空間中氣壓值相等的點組成的曲面稱為等壓曲面。 等壓面上凸出的區域為高壓區,等壓面上凹下的區域為低壓區。
由于同一水平面上的 A/、B/、C/ 點的氣壓不再相等,等壓面不再是水平面,在 A/ 處向上移動,在 B/ 和 C/ 處向下移動。 形成彎曲的等壓表面。
2、等壓面彎曲方向(黑板上寫)
根據大量觀測事實,城市氣溫往往高于周邊郊區。 它看起來就像一座“熱島”矗立在鄉村較涼爽的“海洋”上。 人們稱之為“城市熱島”。 世界上各種規模的城市都可以觀察到熱島效應,無論其緯度、海洋和陸地位置或地形起伏如何。 由于這種現象,城市與郊區之間也形成了熱力循環。
請學生閱讀課本《城市風》和圖2.10《城郊熱力循環》。
通過對這種材料的研究,我們了解到城市與郊區之間形成了一種小型的熱力環流,稱為城市風。 由于城市風現象的出現,在城市規劃中必須考慮到這一因素,并且要注意研究風在市區上空與郊區下沉之間的距離。 一方面,污染嚴重的工業企業應遠離城市風下沉距離,防止這些工廠排放的污染物從近地面流向市區。 另一方面,衛星城市應建在城市風循環之外,避免相互污染。
繼承:綜上所述,由于地區之間冷熱不均,造成空氣上升或下沉的垂直運動; 空氣的上升或下沉導致同一水平面上氣壓的差異。 氣壓差又引起大氣的水平運動。 大氣的水平運動就是風。 我們來研究一下課文的第二部分。
2.大氣的水平運動——風(板書)
請閱讀本部分,了解風的形成過程以及風向在不同力的作用下如何變化。
學生讀完課文后,老師提出一些問題(如:1.風的直接原因是什么?2.在哪種力的作用下,風向與等壓線平行?這個風向在哪里?存在嗎?),并通過學生討論來回答或解釋,然后教師進行詳細分析和解釋,以達到本課的教學目的。
地球表面受熱不均勻,導致同一水平面上的大氣有的地方氣壓高,有的地方氣壓低。 我們將單位距離的壓力差稱為壓力梯度。 由于它們代表同一水平面上氣壓的變化,因此也稱為水平氣壓梯度。 只要水平面上存在壓力梯度,就會產生推動大氣從高壓區流向低壓區的力。 該力稱為水平壓力梯度力。 在這個力的作用下,推動大氣從高壓區水平移動到低壓區,就形成了風。 可見,水平氣壓梯度力是大氣水平運動的驅動力,也是風形成的直接原因。
(1) 理想條件下,當空氣粒子僅受一種力作用,即水平壓力梯度力時,水平壓力梯度力垂直于等壓線,從高壓指向低壓(見圖2.11水平壓力梯度)力量)。 如果沒有其他外力,風向應與氣壓梯度力的方向一致,即風向應垂直于等壓線。
(2)現實生活中,空氣粒子也會受到地轉偏轉力的影響。 水平氣壓梯度力和地轉偏轉力共同作用下的風向又如何呢?
大氣在旋轉的地球上作水平運動,所以當大氣開始運動時,立即受到地轉偏轉力的影響,導致風向逐漸偏離氣壓梯度力的方向。 北半球向右偏轉,南半球向左偏轉。 這樣在水平氣壓梯度力和水平地轉偏轉力的作用下形成的風,見圖2.12。
該圖顯示了北半球平坦等壓線的情況。 在初始狀態下,空氣粒子垂直于等壓線移動(沿水平氣壓梯度力的方向)。 在最終狀態下,風向平行于等壓線。 這個過程是水平氣壓梯度力和水平地面偏轉力逐漸建立平衡的過程。 在這個過程中,空氣質點總是沿著兩力合力的方向運動,而水平地面偏轉力總是垂直于運動方向。 向右,所以風向不斷向右移動。 最后,風向與等壓線平行。 此時,水平氣壓梯度力與水平地面偏轉力大小相等,方向相反。 它們的合力為零,達到平衡狀態。 空氣運動不再偏轉并進行慣性運動,形成沿等壓線吹的平行穩定風。 這種穩定的風通常稱為地轉風,因為它只考慮氣壓梯度力和地球自轉的影響,所以稱為地轉風。 地轉風是大氣運動最簡單的情況,它實際上存在于高海拔等壓線平坦的情況下。
1.高層大氣風向(板書)
因此,高空大氣中的風向是氣壓梯度力和地轉偏轉力共同作用的結果。 風向與等壓線平行。 在這個形成過程中,地轉偏轉力只改變風向,而不能改變風速。
(3) 靠近地面實際上存在摩擦力。 再加上這種摩擦力,風向就出現了新的情況。
摩擦力是指地面與空氣之間以及不同運動條件的空氣之間相互作用所產生的阻力。 在近地面大氣等壓線平坦的情況下,當水平氣壓梯度力與地轉偏轉力和摩擦力的合力達到平衡時,就形成斜吹等壓線的風。 這是近地表風。 地面風況。
2. 近地面風(板書)
請學生閱讀圖2.13,并在圖中畫出地轉偏轉力和摩擦力的合力。
從圖中可以看出,由于摩擦力始終與運動方向相反,即與風向相反,而水平地面偏轉力與運動方向向右成900度,即,垂直于風向,因此摩擦力與水平地面偏轉力 的合力與水平氣壓梯度力達到平衡時,風斜向穿過等壓線。 也就是說,風向和等壓線之間存在一個角度。 摩擦對風有阻礙作用,可以降低風速。 因此,摩擦力同時影響風向和風速。
補充材料1:
摩擦力對風的影響
一般摩擦力的影響可達距地面1500米左右的高度,此范圍內的風向與等壓線斜交。 摩擦力越大,風向與等壓線夾角越大; 摩擦力越小,角度越小。 當摩擦力為零時(在高海拔),風向平行于等壓線。 因此,在實際大氣中,摩擦力隨著高度的增加而逐漸減小,因此風向隨著高度的增加而逐漸右移。 即海拔越高,風向與等壓線的夾角越小。 最后,風向和等壓線變小。 等壓線是平行的。 這是風隨高度變化的最普遍規律。 風速隨著高度的增加而增加。
陸地表面和海洋表面之間的摩擦力是不同的。 地面摩擦力大,海洋表面摩擦力小。 因此,在相同氣壓條件下,陸地表面風與等壓線夾角大,風速小; 海洋表面的風與等壓線夾角小,風速大。
風斜吹過等壓線,意義重大。 由于風本身輸送大氣質量,吹過等壓線的風會將大氣從高壓區輸送到低壓區,直接影響高低壓的升降。 高低壓的升降又引起氣流的變化,因此氣壓系統與大氣運動相互作用、相互制約,形成大氣活動的不斷變化的階段。
繼承性:由于陸地表面和海洋表面不僅摩擦力不同,而且熱性質不同,導致海平面等壓線和風向發生新的變化。 接下來我們將了解海平面的實際大氣風向。
3.海平面實際大氣風向(寫在黑板上)
(4) 在實際海平面等壓線分布圖上,由于海陸熱力差異的影響,等壓線呈彎曲狀,出現閉合中心,形成低壓中心和高壓中心。 閱讀圖2.14“一月海平面等壓線和風向”。 風向與上述規則相同。 在氣壓梯度力、地轉偏轉力和摩擦力的共同作用下,低壓氣流在北半球沿逆時針方向旋轉匯聚(南半球沿順時針方向旋轉匯聚); 高壓氣流 氣流在北半球順時針旋轉和發散(在南半球逆時針旋轉和發散)。
補充材料2:
氣旋和反氣旋
1、在等壓線分布圖上,當等壓線閉合且中心氣壓低于周圍氣壓時,稱為低壓。 在壓力梯度力的作用下,低壓氣流從周圍流向中心; 受地轉偏轉力的影響,低壓氣流在北半球向右偏轉,按逆時針方向流動,在南半球向左偏轉,按順時針方向流動。 大漩渦順著方向流動。 大氣的這種流動很像河流中的漩渦,因此低壓也稱為氣旋。
南北半球氣旋多媒體演示(動畫效果)用下面兩張圖進行教學:
老師用鼠標點擊北半球的氣壓區,詢問低壓區水平氣壓梯度力的方向(從周圍到中心,與等壓線垂直),然后用鼠標點擊代表水平壓力梯度力的虛線箭頭。 在教授氣流運動方向時,教師用鼠標點擊代表氣流運動(受到地球自轉偏轉力接收)的旋轉實線箭頭(動畫)。
首先,要求學生在草稿紙上畫出南半球氣旋的旋轉。
教師用鼠標點擊代表南半球氣旋氣流運動的四個旋轉箭頭(動畫),并要求學生檢查所畫是否正確。
2、在等壓線分布圖上,當等壓線閉合且中心氣壓高于周圍氣壓時,稱為高壓。 高壓氣流在水平氣壓梯度力的作用下從中心流出,在北半球順時針旋轉,在南半球逆時針旋轉。 這種高壓循環系統與氣旋正好相反,因此也稱為反氣旋。
南北半球反氣旋多媒體演示(動畫效果)用下面兩張圖進行教學:
老師用鼠標點擊北半球等壓線分布圖來強調高壓。 詢問高壓水平壓力梯度力的方向(從中心到周圍并垂直于等壓線)。 教師用鼠標點擊代表水平壓力梯度力的虛線箭頭。 然后在教學的同時,用鼠標指出北半球反氣旋的氣流運動方向(動畫效果)。
首先要求學生在草稿紙上畫出南半球反氣旋的流動。 然后教師用鼠標點擊代表水平氣壓梯度力的箭頭和代表高壓區氣流方向的旋轉箭頭,并要求學生檢查自己畫的內容。 內容正確嗎?
補充材料3:
等壓線圖的閱讀
等壓線是連接同一水平面上具有相等氣壓值的點的線。 等壓線圖包含大量有關大氣物理特性的信息,是地理學科中常見的問題類型。
要讀懂等壓線,首先要了解氣壓的基本形式,如高壓、低壓、高壓脊(在等壓線分布圖上,高壓延伸的狹長區域稱為高壓脊,就像地形上的山脊。高壓脊有不同的高度,連接壓力線彎曲最大的點的線稱為山脊),低壓槽(在等壓線分布圖上,低壓延伸的狹窄區域稱為低壓槽,如地形中的狹窄山谷)等。
讀取等壓線的第二步是根據每個地方所在的半球,利用水平氣壓梯度力、地轉偏轉力和摩擦力來確定每個地方的風向和風力。 在確定風向時,由于摩擦力與風向密切相關,因此取決于等壓線是高海拔還是海平面。 如果是高空等壓線圖,高空大氣稀薄,摩擦力可以忽略不計,所以風向與等壓線平行; 如果是海平面等壓線圖,摩擦力很大,幾乎與等壓線斜交,但角度有多大呢? ,難以掌握。 為了方便起見,北半球一般向右偏轉45°左右,南半球向左偏轉45°左右。 確定風力時,等壓線越密,代表水平氣壓梯度力越大,因此風力越大; 反之,風力就會較小。
課堂強化練習:
分析:
(1)從等壓線分布圖上的氣壓值可以得出,中心氣壓高于周圍氣壓,因此氣壓系統為高壓。
(2) A 處等壓線稀疏,B 處等壓線密集,說明 A 處水平氣壓梯度力小于 B 處,因此 B 處風力較大。
(3)識別A、B處風向時,畫出水平氣壓梯度力(虛線箭頭)和地轉偏轉力(如圖中實線箭頭)高中物理精彩導入,然后確定風向,看看是哪個方向實線箭頭從哪里來確定風向,所以A處吹東南風,B處吹西北風。
課程總結:
幻燈片展示了本節教材內容的框圖,然后邊看圖邊總結。 最后強調一下,本節的補充內容要求學生掌握氣旋和反氣旋的運動方向,讀懂簡單的等壓線。
課后作業:
1.關于風向和風力的說法正確的是( )
A、由于靠近地面的摩擦力比較大,風與等壓線平行
B. 由于在高海拔處摩擦力可以忽略不計,因此風和等壓線之間存在一個角度。
C、同一張圖中,等壓線越密,風力越大。
D、兩張圖中,A圖等壓線較密,B圖等壓線較稀疏,則A圖各點的風力均大于B圖。
答案:C
2. 大氣運動的根本原因是( )
A.太陽輻射
B. 地區冷熱不均
C.同一水平面上的氣壓差
D、地球自轉產生的地轉偏轉力
答案:B
版式設計
2.3 大氣運動
1、熱力循環
1、冷熱不均引起的熱力循環
2、等壓面的彎曲方向
2.大氣的水平運動——風
1. 高層大氣風向
2、近地面風向
3.海平面實際大氣風
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