对流层大气受热过程教案.doc

大气环境
一、教学目标
　　（一）知识与技能
　　1．学生能够看图说出大气的垂直分层结构、各层的主要特征
　　 2．学生能够说出大气对太阳辐射的削弱作用和大气的保温效应。
　　（二）过程与方法
　　1.学生能够看着表格，运用对比分析方法，比较说出不同大气对太阳辐射的削弱作用以及大气的选择性吸收。
　　2.学生能够画出简图说明大气的整个受热过程。
　　（三）情感态度与价值观
　　通过了解大气与人类活动的密切性，学生能够增强大气环保的意识，树立正确的环境观。
三、教学内容及重难点分析
　　 1.教学内容分析：
　 本节课选自湘教版高中地理必修1第二章第三节的第一课时，主要包括大气的削弱作 用、保温作用和影响地面辐射的主要因素。本节课在教材中体现的图表比较多，而文字较少， 因此在对本堂课的讲解时重点要培养学生的图表能力的分析，并且适当补充概括性的文字内容。
　　本节课的内容课程标准是“运用图表说明大气受热过程”。本条“标准”旨在认识导致大气 运动的基本原理，为后面学习大气环流、天气系统以及全球气候变化打下理论基础。
　　 2、重难点分析
要说明对流层的大气受热过程，那么首先就要认识大气的垂直分布。其次要明确大气对太阳辐射的削弱作用，了解不同的大气物质对太阳的不同波长的光有其选择性吸的特点。第三，明确什么是地面辐射，大气辐射以及大气逆辐射，重点掌握这三者的受热关系，能够学会运用图表分析。这个也是课标中明确要求的。
3、教学重点和难点
　（一）重点：
　　1.大气对太阳辐射的削弱作用
　　2.大气受热过程大气和温室效应
（二）难点：运用图表说明大气受热过程大气
授课过程：
引入：一个人最多可以几天不吃饭？——7天，几天不饮水，——3天？但一个人一分钟不呼吸就很难受，10分钟不呼吸就会——？大气为丰富多彩的生物界和人类的生存与发展提供了必要的条件。所以今天我们就共同来认识我们的大气环境。
第三节：大气环境
师：我们大气层的厚度大约有2000——3000千米，从底部到顶部大气环境是不是一成不变的呢？
生：不是
师：大气在垂直方向上如何变化的呢？
学生活动一：看图说话——大气的垂直变化
观察课本43页图2-23大气垂直分层示意图，合作探究完成下列问题
1、大气在垂直方向上分为哪几层？平均高度为多少？
2、随高度的上升各层的气温变化有何特点？
3、对流层和平流层的气温分布会造成怎样的大气运动和天气特点？
层次
平均高度
气温随高度变化特点
气温随高度变化原因
大气运动特点
天气特点
高层大气
平流层顶部到 千米
气温虽海拔升高先 后

平流层
从对流层顶部到 千米
气温随海拔的升高而

大气以
运动为主

对流层
平均高度 千米
气温随海拔的升高而 （每升高100米降 ℃）

空气 运动显著

对流层气温上部冷、下部热，空气对流运动显著——天气复杂多变
平流层大气上热下冷大气稳定，空气以平流运动为主——天气晴朗单一
（师）：同学们观察得非常准确。
对流层和平流层紧密相连、并且海拔高度都不是很高，但温度却随高度的增加出现截然相反的结果，这是为什么呢？同学们想知道吗？接下来我们就深入解析一下——对流层大气的受热过程。
学生活动二：深入解析——对流层大气的受热过程
一、对流层大气的受热过程
（一）大气对太阳辐射的削弱作用
师：下面同学们自学课本44页大气对太阳辐射的削弱作用和表格，思考以下问题：
太阳辐射
总体波长范围：0.15～4微米
紫外光
可见光
红外光
占太阳辐射能的比例
7%（包括X射线和γ射线）
50%
43%
波长（微米）
小于0.75
0.175～0.40
0.40～0.76
大于0.76
经过大气层时发生的情况
几乎完全被上层大气吸收
绝大部分被臭氧层吸收
波长较短的蓝色光等为大气分子所散射，水汽、云和浮尘等可阻挡、反射和吸收一部分可见光，绝大部分可见光能够直接到达地面
对流层大气中的二氧化碳、水汽、云和浮尘，可直接吸收相当数量的红外光

1、在太阳辐射能中，波长由短到长，主要分为哪几类光？各波段能量分别占太阳辐射能量的多少？
生 （读表后回答）按波长由短到长分别有紫外光、可见光、红外光。紫外光占太阳辐射能的比例为7%，波长范围是0.40微米以下。可见光占太阳辐射能的比例是50%，波长范围是0.40～0.76微米之间。红外光占太阳辐射能的比例是43%，波长范围是大于0.76微米。
师 ：由此可见太阳的能量主要集中于可见光部分，我们将太阳辐射称为短波辐射。
2、这些光线在经过大气时如何被大气削弱的？各有什么特点？仔细探讨并完成下表。
紫外光：波长较短的几乎完全被上层大气吸收，波长较长的绝大部分被臭氧层吸收。
师同学们知道臭氧层的位置吗？
臭氧层位于平流层之中，由于绝大部分紫外光被其吸收，使得平流层气温随高度的增加而增加。
红外光：对流层中的二氧化碳、水汽、云和浮尘，可直接吸收相当数量的红外光。
（补充：虽然对流层吸收了部分红外光，但太阳辐射的能量主要集中于可见光部分，吸收的这些红外光的能量不足以影响对流层大气的温度）
波段
削弱作用形式
参与作用的大气成分
作用特点
紫外光

红外光

可
见
光

蓝光

部分

可见光：波长较短的蓝色光等易为大气分子所散射，绝大部分能直接到达地面。

3、为什么晴朗的天空多呈蔚蓝色？
在太阳辐射的可见光中，波长较短的蓝色光最容易被空气分子所散射，所以晴朗的天空呈现蔚蓝色。
也就是说，太阳光在通过对流层时，只是吸收了部分红外光，对占主要能量的短波辐射吸收的很少，不会改变对流层大气的受热状况。
所以说对流层基本上不能直接吸收太阳辐射的能量。
（二）地面辐射和大气辐射
大部分太阳辐射穿过地球大气层到达地面，地面吸收热量升温，于是也能对外辐射能量，称地面辐射。由实验得知，物体的温度越高，波长越短；物体温度越低，辐射波长就越长。因此，太阳辐射称为短波辐射，地面辐射称为长波辐射。
同学们想一想地面辐射又被谁吸收了呢？
生 大气层。
师 回答得很好。对流层大气中的水汽、二氧化碳、云和浮尘能吸收长波，尤其以水汽和二氧化碳为最多，绝大部分地面辐射都被对流层大气所吸收，所以地面是对流层大气的直接热源。

读45页图2-25 “太阳辐射、地面辐射和大气辐射的关系示意图”

（提问）下面我们再来看看大气增温后会出现什么样的情况呢？
生(学生看图尝试自己解释含义)大气在增温的同时，也向外辐射能量——大气辐射，大气辐射除一小部分向上射向宇宙空间外，其中大部分朝向地面，因辐射方向与地面辐射相反，被称为大气逆辐射。大气逆辐射又把热量还给地面，在一定程度上补偿了地面辐射损失的热量，对地面起到了保温作用。

师 （承转）在不同的天气情况下，大气逆辐射的强弱程度是不同的，请同学们想一想是阴天时大气逆辐射强还是晴天时大气逆辐射强？为什么？
因为此时大气中吸收长波辐射的水汽含量较大。
学生活动三：学以致用——保温作用解释下列现象
（1）想一想，为什么地球表面的昼夜温差远不如月球表面大？
地球大气对太阳辐射的削弱作用和对地面的保温作用，既降低了白天的最高气温，又提高了夜间的最低温度，从而减小了日较差。月球没有大气层所以昼夜温差大。
（2）深秋至第二年早春季节，霜冻为什么多出现在晴朗的夜晚？
因为晴朗的夜晚大气中的水汽含量少，因而对地面长波辐射的吸收能力就弱，进而导致大气逆辐射弱，对地面的保温作用就弱，所以，容易出现霜冻。
（3）电视剧《闯关东》中的场景，主人公朱开山在深秋的夜晚带领全家人及长工们在田间地头点燃了柴草，用人造烟幕的办法，使地里的庄稼免遭了冻害，其原理是什么？
用人造烟幕，主要是为了增加大气中的烟尘，以增强大气逆辐射作用，使大气的保温作用加强，从而使地里的蔬菜免遭冻害。
今天就学到这里，接下来看一看我们都有哪些收获。
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