高中地理人教版必修一教案：第2章地球上的大氣

第二章地球上的大氣

第一節(jié)大氣的組成和垂直分層

一、教學(xué)目標(biāo)

1,識記大氣的主要組成成分和大氣垂直分層的各層名稱；

2,了解干潔空氣、水汽和塵埃在大氣中的作用；

3,理解各層的氣溫變化、氣流運(yùn)動(dòng)、天氣狀況等主要特征以及對人類活動(dòng)

的影響。

二、教學(xué)重難點(diǎn)

1.重點(diǎn)：大氣各垂直分層的名稱；對流層、平流層溫度變化特征及應(yīng)用。

2.難點(diǎn)：對流層、平流層的溫度變化特征及成因

三、教學(xué)方法

談?wù)摲?、討論?/p>

四、教學(xué)過程

［新課導(dǎo)入］:

在第一章我們認(rèn)識了行星地球，也知道了地球是

一個(gè)普通又是一個(gè)特殊的行星，因?yàn)樗猩?。那?/p>

地球有別于其他行星沒有的條件是什么呢?之前我們也講到過，分別是（1）日地

距離適中使地表平均氣溫為15度，有利于生命過程的發(fā)生和發(fā)展（2）地球的體

積、質(zhì)量適中，吸引大量氣體聚集在地球周圍（3）、液態(tài)水的存在。今天我們就

來講講條件二中的大量氣體是什么。

［新課教學(xué)］:

板書：一、大氣的組成

師：大家閱讀書第28頁的四段話，閱讀時(shí)要帶著“大氣究竟由什么組成”

這個(gè)問題去閱讀。

師：大家閱讀完了嗎？接下來哪位同學(xué)來回答一下大氣是由什么組成的呢？

生：.....

師：回答正確。大氣是由干潔空氣、水汽和固體雜質(zhì)組成的，其中水汽和雜

質(zhì)含量很少。

如今的大氣成分是地球長期演化的結(jié)果，在短時(shí)期內(nèi)不會(huì)有明顯的變化。低層

大氣中除去水汽和雜質(zhì)以外的混合氣體，稱為干潔空氣。

師：大家一起來看一下書上圖2.2,一起看看干潔空氣的體積分?jǐn)?shù)。

■10.93%

X*(U?2%

一?UI%

MH?1%

陽2.2T桶空氣成分的體根分?jǐn)?shù)（25『米以下）

25千米以下的干潔空氣中，氮?dú)夂脱鯕夂险伎傮w積的99%,氧是人類和其

他生物維持生命活動(dòng)所必需的物質(zhì)；氮是地球上生物體的基本元素。

大氣中二氧化碳和臭氧含量雖少，但對地球上的生命活動(dòng)和自然環(huán)境有著

重要作用。二氧化碳是綠色植物進(jìn)行光合作用的基本原料，另外，它吸收地面

輻射的能力強(qiáng)，使氣溫升高。臭氧能吸收太陽光中的紫外線，使大氣增溫；減

少到達(dá)地面的紫外線，對生物具有保護(hù)作用。

大氣中的水汽和雜質(zhì)含量很少，卻在天氣變化中扮演重要角色。水的相變

,產(chǎn)生云、雨、霧、雪等一系列天氣現(xiàn)象，同時(shí)伴隨著熱量的吸收和釋放，直

接影響地面和大氣的溫度。大氣中的雜質(zhì)作為凝結(jié)核，是成云致雨的必要條件

o大氣中的水汽和雜質(zhì)含量，因時(shí)因地而異。

人類活動(dòng)排放的污染物進(jìn)入大氣，會(huì)影響大氣的成分和含量，產(chǎn)生大氣污

染，對生態(tài)系統(tǒng)和人類生存造成不利影響。

二、大氣的垂直分層

師

地球大氣從地面向上，可延伸到數(shù)千千米高空。根據(jù)溫度、運(yùn)動(dòng)狀況和密度,

大氣自下而上可以劃分為對流層、平流層和高層大氣。

師：大家閱讀書上第32、33頁的三段話，閱讀時(shí)要帶著

“1，為什么平流層適合飛機(jī)飛行？2,無線電通信利用了哪層大氣的特性？”這

兩個(gè)問題去閱讀。

師：大家看完了嗎？我們來找兩位同學(xué)回答這兩個(gè)問題。

生：……

師：回答正確。接下來我們一起來認(rèn)識一下大氣分層。

1、對流層

對流層是大氣圈的最底層，集中了大氣圈質(zhì)量的3/4和幾乎全部的水汽、雜

質(zhì)，大氣中的污染物也多集中在這一層。對流層的高度因緯度而異，在低緯度

地區(qū)為17-18千米，在高緯度地區(qū)僅為8-9千米。對流層氣溫隨高度的升高而遞

減，在對流層的頂部氣溫降至-60C.

對流層的大氣上部冷、下部熱，有利于大氣的對流運(yùn)動(dòng)。低緯度地區(qū)受熱

多，對流旺盛，對流層所達(dá)高度就高。近地面的水汽和雜質(zhì)通過對流運(yùn)動(dòng)向上

輸送，在上升過程中隨著氣溫降低，容易成云致雨（圖2.6）。云、雨、霧、雪

等天氣現(xiàn)象都發(fā)生在這一層。人類生活在對流層的底部。

2、平流層

平流層范圍自對流層頂部至50-55千米高空。平流層氣溫隨高度升高而升高

=該層大氣的下層氣溫隨高度變化很小，但是在30千米以上，氣溫隨高度增加

而迅速上升。這是因?yàn)槠搅鲗又械某粞跷沾罅刻栕贤饩€，使大氣增溫。在2

2-27千米范圍內(nèi)，臭氧含量達(dá)到最大值，形成臭氧層。臭氧層使地球上的生命

免受過多紫外線的傷害，被稱為“地球生命的保護(hù)傘

平流層的大氣上部熱、下部冷，不易形成對流，主要以平流運(yùn)動(dòng)為主。該

層大氣中水汽和雜質(zhì)含量很少，無云雨現(xiàn)象，能見度好，適合航空飛行。鮑姆

加特納從空中跳下的高度就在平流層范圍內(nèi)。那里氧氣稀薄、氣溫低，必須配

備特制的字航服。

3、高層大氣

平流層以上的大氣統(tǒng)稱高層大氣。自平流層頂部開始，由于沒有吸收紫外

線的臭氧，氣溫會(huì)下降；隨后，由于大氣吸收了更短波長的太陽紫外線，溫度

又持續(xù)上升，在300千米的高空，溫度可達(dá)1000C以上。

在80-120千米的高空，多數(shù)來自太空的流星體會(huì)燃燒，成為我們夜晚看到

的流星。

在80-500千米的高空，有若干電離層。電離層大氣在太陽紫外線和宇宙射

線的作用下，處于高度電離狀態(tài)，能反射無線電波，對無線電通信有重要作用

O

高層大氣的空氣密度很小。在2000-3

000米的高空，大氣的密度已經(jīng)與星際空間的密度非常接近。這里的一些高速運(yùn)

動(dòng)的空氣質(zhì)點(diǎn)經(jīng)常散逸到宇宙空間，這個(gè)高度可以看作是地球大氣的上界。

課堂小結(jié)：

本課抽象內(nèi)容較多，但一方面對于重點(diǎn)中學(xué)生對本章有一點(diǎn)知識基礎(chǔ)，另

一方面經(jīng)過本章節(jié)學(xué)習(xí)希望能提高學(xué)生的分析能力和推理能力，同時(shí)設(shè)置一些

富有啟發(fā)性的問題，啟發(fā)學(xué)生思考分析，培養(yǎng)學(xué)生自我獲取知識的能力：培養(yǎng)

學(xué)生參與意識，主體意識、創(chuàng)新意識和能力；發(fā)揮教師主導(dǎo)作用，體現(xiàn)學(xué)生主

體地位。

板書:

第二章地球上的大氣

第一節(jié)大氣的組成和垂直分層

一、大氣的組成

二、大氣的垂直分層

1、對流層

2、平流層

3、高層大氣

第二章地球上的大氣

第二節(jié)大氣受熱過程和大氣運(yùn)動(dòng)

一、教學(xué)目標(biāo)

1、了解大氣的受熱過程，大氣對太陽輻射的削弱作用和對地面的

保用；

2、理解太陽輻射和地面輻射與大氣受熱過程的關(guān)系；

3、了解水平氣壓梯度力、地轉(zhuǎn)偏向力、近地面摩擦力對大氣水平

運(yùn)動(dòng)的影響；

4、運(yùn)用等壓線分布圖，分析高低氣壓的分布，判斷某地風(fēng)向；

5、培養(yǎng)學(xué)生讀圖、析圖、繪圖能力，提高綜合分析問題以及運(yùn)用

地理知識解決實(shí)際問題的能力。

二、教學(xué)重難點(diǎn)

1.重點(diǎn)：①大氣運(yùn)動(dòng)的基本形式及水平運(yùn)動(dòng)的幾種作用力；

②大氣的直接熱源和大氣的熱過程。

五、難點(diǎn)：①大氣受熱過程和大氣保溫作用;

②風(fēng)向的判斷和運(yùn)用。

2、教學(xué)方法

問題探究法、讀圖分析法、討論分析法

四、教學(xué)過程

［新課導(dǎo)入］:

清代黃叔瓚［jing］在《臺(tái)海使槎［chd］錄》中，記述了臺(tái)灣

海缺兩岸的風(fēng)向差異：”內(nèi)地之風(fēng)，早西晚東，惟臺(tái)地早東風(fēng)，午西

風(fēng)四時(shí)皆然?！ㄟ@里的“內(nèi)地”指福建，“臺(tái)地”指臺(tái)灣。為什

么臺(tái)灣海峽兩岸風(fēng)向的日變化相反呢？這里的風(fēng)是怎樣形成的？

［新課教學(xué)］:

［板書］一、大氣的受熱過程

【過渡】大氣中的一切物理過程都伴隨著能量的轉(zhuǎn)換。太陽輻射是地

球大氣最重要的能量來源。那么太陽炙烤著大地，是不是一定也把大

氣給我們烤熱了呢？其實(shí)則不然。請同學(xué)們閱讀課本34頁的內(nèi)容，

說說大氣的受熱過程有哪幾個(gè)環(huán)節(jié)？

【學(xué)生回答】1、太陽輻射過大氣層。

2、太陽輻射到達(dá)地表。

3、地面吸收太陽輻射增溫的同時(shí)一，再把熱量傳給大氣。

【分析】“萬物生長靠太陽”，太陽是地球的能量源泉，然而從前面的

內(nèi)容來看，似乎并不是太陽輻射直接讓大氣受熱的，這到底是怎么一

回事呢？那么我們首先來研究一下，太陽輻射在穿過大氣層時(shí)，大氣

對太陽輻射做了什么手腳呢？

大家一起看課件播放的圖片。

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人川短傅做射.麻K版.射

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投射到地球上的太陽輻射，要穿過厚厚的大氣才能到達(dá)地球表面。太

陽輻射在傳播過程中，小部分被大氣吸收或反射，大部分到達(dá)地球表

面。

到達(dá)地球表面的太陽輻射，被地面吸收和反射。地面因吸收太陽輻射

而增溫，同時(shí)又以長波輻射〃的形式把熱量傳遞給近地面大氣。近地

面大氣吸收地面長波輻射以后，又以對流、傳導(dǎo)等方式層層向上傳遞

能量。

【過渡】太陽輻射在穿過厚厚的大氣層時(shí).，要經(jīng)過大氣的反射、散射

和吸收三種削弱作用之后，才能到達(dá)地表。那么每一種削弱作用又有

什么特點(diǎn)呢？讓我們結(jié)合生活中的實(shí)例，來逐一的研究它們。

從大氣的受熱過程看，大氣對太陽短波輻射吸收較少，太陽短波輻射

能夠透過大氣到達(dá)地面；大氣對地面長波輻射吸收較多，絕大部分地

面長波輻射被大氣截留。所以，地面長波輻射是近地面大氣主要的、

直接的熱源，對流層大氣的熱量主要也是來源于此。

［板書］二、大氣對地面的保溫作用

物體溫度越高，輻射中最強(qiáng)部分的波長越短；反之越長。地面吸收太

陽輻射，溫度增高，同時(shí)又把熱量向外輻射，但它比太陽溫度低得多，

所以地面輻射的波長比太陽輻射要長得多，能量主要集中在紅外線部

分。因此，相對于太陽短波輻射來說，地面輻射為長波輻射。

地面福射的長波輻射經(jīng)過大氣時(shí)，幾乎全部被大氣中的水汽和二氧化

碳（主要在對流層中）吸收，從而使大氣溫度升高。所以，地面是大

氣的主要的直接熱源。

【過渡】那么大氣是如何對地面起到保溫作用呢？看下圖回答這個(gè)問

題。

I大地暖大氣！

兀后以氐逐方盛工法正耳:吳三次氯裝展應(yīng)而篇就

1

太陽暖大地;「無M■運(yùn)天山；

太陽輻射在穿過大氣

大氣逆輻射將大部

層時(shí)，被大氣削弱

分熱量還給地面，

（吸收、反射、散射）

技稱之為大氣的保

后到達(dá)地面，被地面

溫作用

強(qiáng)烈吸收

學(xué)生回答：......

【分析】對流層中的水汽、二氧化碳等，吸收長波輻射的能力很強(qiáng)。

因此，地面輻射的長波輻射除極少部分穿過大氣，到達(dá)宇宙空間外，

絕大部分（75%-95%）被對流層中的水汽、二氧化碳等吸收。大氣在

吸收地面長波輻射后會(huì)增溫。

大氣在增溫的同時(shí)，也向外輻射長波輻射。大氣輻射除一小部分向上

射向宇宙空間外，大部分向下射向地面，其方向與地面輻射方向相反,

故稱大氣逆輻射。大氣逆輻射把熱量傳給地面，這就在一定程度上補(bǔ)

償了地面輻射損失的熱量，對地面起到了保溫作用。天空有云，特別

是濃密的低云時(shí)，大氣逆輻射更強(qiáng)。

［板書］三、大氣熱力環(huán)流

讀下圖思考?xì)鉁?、氣壓、氣流三者間有什么關(guān)系。

等壓面

勿切勿勿勿；A7勿勿彭

【分析】大氣中熱量和水汽的輸送，以及各種天氣變化，都是通過大

氣運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)的。大氣運(yùn)動(dòng)有垂直運(yùn)動(dòng)和水平運(yùn)動(dòng)之分。大氣的垂直運(yùn)

動(dòng)表現(xiàn)為氣流上升或氣流下沉，大氣的水平運(yùn)動(dòng)即是風(fēng)。

由于地面冷熱不均而形成的空氣環(huán)流，稱為大氣熱力環(huán)流。它是大氣

運(yùn)動(dòng)的一種最簡單的形式，形成過程如圖2.11所示。

當(dāng)?shù)孛媸軣峋鶆驎r(shí)，空氣沒有相對上升和相對下沉運(yùn)動(dòng)。

當(dāng)A地接受熱量多，B.C兩地接受熱量少時(shí)，A地近地面空氣膨脹上

升，到上空聚積，使上空空氣密度增大，形成高氣壓；B.C兩地空氣

收縮下沉，上空空氣密度減小，形成低氣壓，于是空氣從氣壓高的A

地上空向氣壓低的B,C兩地上空擴(kuò)散。

在近地面，A地空氣上升向外流出后，空氣密度減小，形成低氣壓；

B.c兩地因有下沉氣流，空氣密度增大，形成高氣壓。這樣近地面的

空氣從B.c兩地流回A地，以補(bǔ)充A地上升的空氣，從而形成了熱力

環(huán)流。

大氣熱力環(huán)流是一種常見的自然現(xiàn)象。在一定條件下，地表的冷、熱

差異會(huì)產(chǎn)生大氣熱力環(huán)流。臺(tái)灣海峽兩岸風(fēng)向的日變化，反映了海陸

間大氣熱力環(huán)流的日變化。

如城市熱島環(huán)流、海陸間大氣熱力環(huán)流原理都是這個(gè)原理。

［板書］四、大氣的水平運(yùn)動(dòng)一一風(fēng)

地面受熱不均，導(dǎo)致空氣上升和下沉，進(jìn)而使同一水平面上的氣壓產(chǎn)

生了差異。我們把單位距離間的氣壓差叫作氣壓梯度。只要水平面上

存在氣壓梯度，就產(chǎn)生了促使大氣由高壓區(qū)流向低壓區(qū)的力，這個(gè)力

叫作水平氣壓梯度力。在水平氣壓梯度力的作用下，大氣從高壓區(qū)向

低壓區(qū)作水平運(yùn)動(dòng)，這就形成了風(fēng)。可見，水平氣壓梯度力是形成風(fēng)

的直接原因。

水平氣壓梯度力的方向垂直于等壓線，由高壓指向低壓。等壓線是同

一高度上氣壓相等的點(diǎn)的連線。如果沒有其他外力的作用，風(fēng)向應(yīng)該

與水平氣壓梯度