高中地理第三节 大气环境二 全球气压带 风带的分布和移动教案 湘教版 必修1Word文档格式.docx
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二、知识结构
第二章第三节大气环境
(二)知识结构
二、全球气压带、风带的分布和移动
(一)热力环流形成的原理
原理:
太阳辐射在地表的差异分布,造成不同地区不同,导致水平方向上的差
异,引起大气运动
受热上升
形成:
地面冷热不均垂直运动→同一水平面的差异→水平运动
冷却下沉
形成热力环流
(二)大气的水平运动
水平气压梯度力:
原动力(垂直于线,压指向压)风向与等
地转偏向力:
(垂直于风向,北半球向,南半球向)压线风向和等压线
摩擦力:
(近地面、方向与风向)
(三)全球气压带和风带的分布
形成因素:
因素,如低气压带和高气压带
因素,如低气压带和高气压带
低纬环流和信风带(0°
~30°
)
情况中纬环流和西风带(30°
~60°
高纬环流和极地东风带(60°
~90°
地面表现七个气压带和六个风带
以赤道低压为轴南北对称,高、低压相间分布,气压带之间为风带
(四)全球气压带和风带的移动
移动原因:
随季节而变化的南北移动
移动规律:
就北半球而言,大致是夏季移,冬季移。
南半球则相反
三、教学过程
【导入新课】大气时刻不停地运动着,运动的形式和规模复杂多样,既有尺度很小的局地性运动,也有规模很大的全球性运动。
那么,大气运动又是怎么样运动?
这就是今天这节课我们要学习的内容。
二、全球气压带、风带的分布和移动(板书)
【讲解】大气时刻不停地运动着。
大气中热量和水汽的输送,以及一切天气变化,都是通过大气运动实现的。
大气运动的能量来源于太阳辐射。
由于各地获得的太阳辐射能多少不均,造成不同地区间温度的差异,并导致水平方向各地间的气压差异,引起大气运动。
大气运动的形式有水平运动和垂直运动之分。
其中,大气的垂直运动表现为气流的上升或气流的下沉;
大气的水平运动即是风。
由于地面冷热不均而形成的空气环流,称为热力环流。
它是大气运动的一种最简单的形式。
下面我们就这两幅图一起来分析一下热力环流的动态过程。
(1)若A、B、C三地(如左上图)受热均匀,则①三地气温相同;
②三地气压相同;
③三地气压随高度递减的规律相同;
④三地上空同一水平面上各点的气压相等,等压面为互相平行的水平面。
(2)若A地受热(如右上图),则①A地气温较高,B、C两地气温较低;
②A地空气受热膨胀上升,B、C两地空气相对冷却下沉,引起空气的垂直运动;
③A地近地面空气膨胀上升,密度减小,气压降低,B、C两地近地面空气相对冷却下沉,密度增大,气压升高,三地近地面处同一水平面上的气压A地较小,B、C两地较大,迫使空气从B、C流向A,导致空气水平运动,此时三地近地面的等压面不再是水平面,在气压较低的A处,等压面往下移,在气压较高的B、C处,等压面往上移;
④A地上空一定高度A′处,因上升的空气聚积密度增大,气压比同一水平面上周围地区高,B′、C′处因空气下沉后密度减小,气压比同一水平面上的周围地区低,空气就从气压较高的A′处流向气压较低的B′、C′处,形成热力环流。
由于同一水平面上的A′、B′、C′点三地气压不再相等,等压面也不再是水平面,在A′处往上移,在B′、′C处往下移,就形成了弯曲的等压面。
注:
空间气压值相等各点所组成的面,称为等压面。
等压面凸起的地方是高压区,等压面下凹的地方是低压区。
【承转】综上所述,由于地区间的冷热不均,引起空气的上升或下沉的垂直运动;
空气的上升或下沉,导致了同一水平面上的气压差异;
气压差异又形成大气的水平运动;
大气的水平运动即是风,下面我们再来学习课文的第二部分。
(二)大气的水平运动(板书)
请同学们阅读P49——图2—31,了解风的形成过程及其风在不同力的作用下,风向的变化情况。
在学生看完课文后老师对其中一些问题进行提问
1.形成风的直接原因是什么?
2.受哪个力的作用下,风向与等压线是平行的?
这种风向在什么地方存在?
,并通过学生的讨论来回答或解释,然后老师再详细地进行分析,讲解,以达到本课的教学目的。
【讲解】地表受热不均,使同一水平面上的大气,有的地方气压高,有的地方气压低。
我们把单位距离间的气压差叫气压梯度。
因为它们是表示在同一水平面上的气压变化情况,所以也称水平气压梯度。
只要水平面上存在着气压梯度,就产生了促使大气由高压区流向低压区的力,这个力称为水平气压梯度力。
这个力的作用下,推动大气由高气压区向低气压区作水平运动,这就形成了风。
可见,水平气压梯度力是大气水平运动的原动力,又是形成风的直接原因。
(1)在理想状态下,空气质点只受一个力即水平气压梯度力的作用时,水平气压梯度力垂直于等压线,并由高压指向低压(读图2—31)。
如果没有其他外力的影响,风向应该与气压梯度力的方向一致,即风向垂直于等压线。
(2)在实际生活中,空气质点还受地转偏向力因素的影响,在水平气压梯度力和地转偏向力的共同作用下的风向又如何呢?
大气是在自转的地球上作水平运动的,所以当大气一开始运动,马上就受到地转偏向力的影响,使风向逐渐偏离了气压梯度力的方向,北半球向右偏,南半球向左偏。
这样在水平气压梯度力和水平地转偏向力作用下形成的风,请同学们读图2—31。
图上表示了北半球平直等压线的情况。
初始状态时,空气质点垂直等压线运动(按水平气压梯度力的方向)。
最终状态时,风向平行于等压线。
这个过程是水平气压梯度力和水平地转偏向力逐步建立平衡的过程,在这个过程中,空气质点始终是按两个力的合力方向运动,而水平地转偏向力始终是垂直于运动方向的右侧,所以使得风向不断地右偏。
最后,风向平行于等压线,此时,水平气压梯度力与水平地转偏向力大小相等,方向相反,其合力为零,达到平衡状态,空气运动不再偏转而作惯性运动,形成了平行于等压线吹的稳定的风。
通常把这种稳定的风叫地转风,因为它只考虑了气压梯度力和地球自转的影
响,所以叫地转风。
地转风是大气运动最简单的情况,它在高空平直等压线的情况下是实际存在的。
依此原理,可以推导出风与气压场之间的关系:
人背风而立,低压在左,高压在右,通常称之为风压定律。
所以,高空大气中的风向,是气压梯度力和地转偏向力共同作用的结果,风向与等压线平行。
在这个形成过程中,地转偏向力只改变风的风向,不能改变风的速度。
(3)实际在近地面还存在摩擦力,这种再加上摩擦力的作用下,风向又表现为一种新的情形。
摩擦力是指地面与空气之间,以及运动状况不同的空气之间互相作用而产生的阻力。
近地面的大气层里平直等压线的情况下,当水平气压梯度力与地转偏向力和摩擦力两种力的合力达到平衡时,形成斜穿等压线吹的风,这便是近地面风的情况。
请同学们读图2—31,从图中可以看出,因为摩擦力永远和运动方向相反,即与风向相反,而水平地转偏向力又在运动方向右侧90°
,即与风向垂直,所以,摩擦力与水平地转偏向力的合力和水平气压梯度力达到平衡时,风是斜穿等压线吹的。
即风向与等压线之间成一夹角。
摩擦力对风有阻碍作用,可以减小风速。
所以,摩擦力既影响风向,又影响风速。
【承转】大气时刻不停地运动着,除了刚才学的尺度很小的局地性运动,也有规模很大的全球性运动。
那么,全球性的大气运动又是怎么样运动?
这就是下面我们要学习的内容。
(三)全球气压带和风带的分布(板书)
由于地球时刻不停地自西向东自转着,此时仍然假设地表性质均一,则引起大气运动的因素是高低纬之间的受热不均和地转偏向力。
以北半球为例,说明此时大气运动情况。
赤道地区上升的暖空气(画箭头①),在气压梯度力作用下,由赤道上空向北流向北极上空(南风),受地转偏向力影响,由南风逐渐偏转成西南风(画箭头②),到30°
N附近上空时,风向偏转到与等压线平行,变成了西风。
这样气流就不能继续向北流向北极,而是变成自西向东运动了。
由于赤道地区上空的
空气源源不断地流过来,又不能继续北进,便在30°
N附近上空堆积,空气密度加大产生下沉气流(画箭头③),这样使得低空气压增高,形成副热带高气压带。
在低空,气压梯度力的方向是由副高指向赤道低气压带,大气在向南流动过程中逐渐向右偏转,形成了东北信风(画箭头④)。
这样在赤道与30°
N之间形成一个低纬度环流圈。
(1)低纬环流和信风带(板书)
近地面,副热带高气压带一部分气流向赤道低压带流去。
另一部分气流向北流,在地转偏向力影响下,由南风逐渐向右偏形成西南风,也叫盛行西风(画箭头⑤)。
与此同时,从极地高气压带向南流的气流,逐渐向右偏形成东北风,又叫极地东风(画箭头⑥)。
盛行西风与极地东风这两支冷暖不同的气流,在60°
N附近相遇,形成上升气流,在低空形成副极地低压带。
上升气流到高空,一部分流向副热带高气压带上空(画箭头⑦)为补充副热带高气压带下沉气流的来源(画箭头⑧)。
这样在30°
N与60°
N之间形成一个中纬环流圈。
(2)中纬环流与西风带(板书)
北纬60°
附近的上升气流,另一部分流向极地上空(画箭头⑨),补充极地高气压带下沉气流(箭头⑩)。
这样在60°
N与极地之间形成一个高纬环流圈。
(3)高纬环流与极地不风带(板书)
在南半球,同样存在着低纬、中纬、高纬三个环流圈。
由于南半球的地转偏向力使气流向左偏转,所以环流的方向与北半球不同。
这样,在近地面,全球共形成7个气压带和6个风带。
(投影图)
7个气压带即:
赤道低气压带,南、北半球的副热带高气
压带,南、北半球的副极地低气压带和南、北半球的极地高气压带。
在气压带之间的风带为:
南、北半球的低纬信风带,南、北半球的中纬西风带,南、北半球的极地东风带。
【提问】赤道低气压带与副极地低气压带的形成有何不同?
极地高气压带与副热带高气压带的成因有何差异?
【总结】赤道低气压带、极地高气压带是由于冷热不均引起的空气运动而形成的,所以是由热力原因形成的。
副极地低气压带、副热带高气压带是大气运动所引起空气质量的变化而形成的,因此,这两气压带是由动力原因形成的。
(四)全球气压带和风带的移动(板书)
由于太阳直射点随季节变化而南北移动,导致气压带和风带在一年内也作周期性的季节移动(读图2—33)。
就北半球来说,大致是夏季北移,冬季南移。
气压带、风带在一年内有规律地南北移动,常使同一地区在不同季节出现完全不同的天气、气候状况。
四、板书提纲
五、教后感
三、知识链接
1、水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力对空气水平运动的影响
(1)三个力的特点
作用力
力的方向
意义
水平气压梯度力(F1)
垂直于等压线,高压指向低压
空气水平运动的原动力
地转偏向力(F2)
垂直于风向,北半球向右,南半球向左
只改变风的方向,不改变风力的大小
摩擦力(F3)
存在于近地面,方向与风向相反
影响风力与风向
(2)三个力对空气水平运动的方向的影响
风向
气压分布
F1
与等压线垂直
顺F1方向,高压在后,低压在前
F1+F2
与等压线平行
背风而立,北半球高压在右,低压在左;
南半球相反
F1+F2+F3
与等压线斜交
背风而立,北半球高压在右后方,低压在左前方;
2、P48活动题参考答案:
(1)见右图(把气温相等的点连成平滑曲线)
(2)城区高,四周低(或由市区向郊区递减)。
造成的原因是城市
的“热岛效应”。
具体说是由于城市人口集中并不断增多,工业发达,
居民生活、工业生产和汽车等交通工具每天要消耗大量煤、石油、天
然气等燃料,释放出大量的人为热,因而导致城市的气温高于郊区。
(3)上海属于亚热带季风气候,P点夏季的盛行风向为东
仅考虑本地区的气温和气压的关系,南风,若则此时P点
近地面的风向为偏北风。
3、气压带和风带的基本情况:
气压带
分布
成因
特征
气流
影响气候
极地高气压带(2个)
南北纬90°
附近
热力原因
冷高压
下沉
冷干
副极地低气压带(2个)
南北纬60°
动力原因
冷低压
上升
温湿
副热带高气压带(2个)
南北纬30°
热高压
干热
赤道低气压带(1个)
0°
热低压
湿热
风带
属性
(影响气候)
北半球
南半球
极地东风带(2个)
副极地低气压带和极地高气压带之间
东北风
东南风
中纬西风带(2个)
副热带高气压带和副极地低气压带之间
西南风
西北风
低纬信风带(2个)
赤道低气压带与副热带高气压带之间
干燥
4、读太阳直射点位置示意图,回答下列问题:
(1)写出A、B、C所处的气压带或风带名称:
A;
B;
C。
(2)在乙图中用箭头画出北半球中纬度风带的风向。
(3)赤道上正午太阳高度角为66°
34′的是图和图。
(4)北半球的昼长夜短的是 图,全球昼夜平分的是 图。
参考答案:
(1)中纬西风(西北风)带副热带高气压带赤道低气压带
(2)西南风(图略)(3)甲丙(4)甲乙
5、读右图,回答有关问题。
(1)图中A处为压区,E处为压区。
(2)图中BCDE四点中气压高由到低的排列为。
(3)ABC三地中气温最低的是。
(4)用箭头标出大气运动的方向,完成热力环流。
(1)低低
(2)BCDE(3)B(4)略
6、根据下列风的形成示意图,回答问题。
⑴该图表示近地面还是高空风向图,判断依据是。
⑵此风是半球,判断理由是。
⑶图中的a表示,b表示,c表示,d表示。
⑷图中a的特征是,b的特征是。
⑸图中A、B两地中,风速较大的是,原因是。
⑴近地面风向与等压线有较大的夹角⑵北地转偏向力向右偏⑶水平气压梯度力风向地转偏向力摩擦力⑷高压指向低压,与等压线垂直,决定风的大小与趋向方向与风向垂直,北半球向右偏,南半球向左偏⑸B等压线较A处密集,水平气压梯度力较A处大
四、
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