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知識(shí)目標(biāo)：
1.理解大氣對(duì)太陽輻射的削弱作用和大氣的溫室效應(yīng)。
2.全球的熱量平衡狀態(tài)。
能力目標(biāo)：
1.讀到達(dá)地面太陽輻射圖、大氣溫室效應(yīng)圖，分析說明大氣熱力過程。
2.運(yùn)用大氣熱力性質(zhì)解釋一些地理現(xiàn)象。
德育目標(biāo)：
認(rèn)識(shí)全球的熱量平衡是自然界的重要規(guī)律，但由于人類活動(dòng)有時(shí)會(huì)打破這種平衡，帶來不良后果。樹立學(xué)生認(rèn)識(shí)規(guī)律、把握規(guī)律的觀點(diǎn)。
教學(xué)重點(diǎn)
1.理解大氣對(duì)太陽輻射的削弱作用。
2.理解大氣的溫室效應(yīng)。
教學(xué)難點(diǎn)
1.大氣的溫室效應(yīng)。
2.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(guān)系。
教學(xué)方法
1.本節(jié)課原理性強(qiáng)，授課時(shí)應(yīng)緊密結(jié)合圖片，做到圖文結(jié)合，有助于原理理解。
2.采用啟發(fā)式教學(xué)法和導(dǎo)學(xué)法推出本課的原理。
教具準(zhǔn)備
自制教學(xué)投影片
課時(shí)安排
一課時(shí)
教學(xué)過程
導(dǎo)入新課：
太陽輻射是地球上的能量源泉，大氣中發(fā)生的一切現(xiàn)象和過程，都與太陽輻射能及其轉(zhuǎn)化密切相關(guān)。太陽輻射需要穿過厚厚的大氣才能到達(dá)地面，這樣太陽輻射在地球表面和大氣之間進(jìn)行著一系列的能量轉(zhuǎn)換，從而形成地球表面復(fù)雜的大氣熱力狀況，維持著地球表面的熱量平衡。本節(jié)課我們就來學(xué)習(xí)“2.2 大氣的熱力狀況”（板書）。
新課教學(xué)：
同學(xué)們想必有過這樣的體會(huì)：夏季，有云的白天氣溫不會(huì)太高。有的同學(xué)還可能見過農(nóng)民用人造煙幕在晚秋或寒冬防御霜凍。地球上這些與人類生活和生產(chǎn)密切相關(guān)的大氣現(xiàn)象，都與大氣的熱力作用有關(guān)。因此我們先來學(xué)習(xí)本節(jié)課的第一大部分“大氣的熱力作用”。
一、大氣的熱力作用（板書）
大氣的熱力作用主要表現(xiàn)為大氣對(duì)太陽輻射的削弱作用和大氣的保溫效應(yīng)。我們首先學(xué)習(xí)大氣對(duì)太陽輻射的削弱作用。
（一）大氣對(duì)太陽輻射的削弱作用（板書）
我們已知太陽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。請(qǐng)同學(xué)們閱讀圖2.3“各種輻射的波長范圍”。
從圖中可以看出太陽輻射的主要波長范圍是0.15～4微米。其中，人眼能看見的光線，波長在0.4～0.76微米之間，因此這個(gè)范圍稱為可見光區(qū)，太陽輻射總能量的50%集中在這個(gè)波長范圍，所以太陽輻射能主要集中在可見光區(qū)。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(qū)占太陽輻射總能量的7%，波長大于0.76微米的紅外線區(qū)占太陽輻射總能量的43%，這兩部分人們?nèi)庋鄱紵o法看見。
總結(jié)：由于太陽輻射的能量主要集中在波長較短的可見光部分，并且可見光部分的太陽輻射能力最強(qiáng)，所以太陽輻射就其性質(zhì)而言，主要為短波輻射。
承轉(zhuǎn)：太陽輻射到達(dá)地面要穿過厚厚的大氣，大氣對(duì)太陽輻射有吸收、反射和散射作用，從而削弱了到達(dá)地面的太陽輻射。
問：平流層中的臭氧吸收太陽輻射的哪部分？
平流層中的臭氧吸收太陽紫外線?？梢姡髿鈱?duì)太陽輻射的吸收是有選擇的。
1.大氣對(duì)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(duì)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(duì)太陽輻射中能量最強(qiáng)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(zhuǎn)：大氣中的云層和塵埃，具有反光鏡的作用，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(dá)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(duì)太陽輻射的反射作用（板書）
大氣對(duì)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(qiáng)。所以夏季天空多云時(shí)，白天的氣溫不會(huì)太高，就是這個(gè)道理。此外，大氣中的雜質(zhì)顆粒越大，反射能力越強(qiáng)，顆粒越小，反射能力越差。
承轉(zhuǎn)：問：為什么晴朗的天空呈蔚藍(lán)色？為什么陽光未直接進(jìn)教室，教室卻是明亮的？
以上這兩種現(xiàn)象都是大氣的散射作用造成的，因此我們?cè)賮韺W(xué)習(xí)大氣對(duì)太陽輻射的散射作用。 3.大氣對(duì)太陽輻射的散射作用（板書）
首先，請(qǐng)同學(xué)讀圖2.4 大氣對(duì)太陽輻射的散射。
當(dāng)太陽輻射在大氣中遇到空氣分子或微小塵埃時(shí)，太陽輻射的一部分能量便以這些質(zhì)點(diǎn)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(dá)地面。這種散射是有選擇性的，波長越短，散射能力越強(qiáng)。在可見光部分藍(lán)紫色光波長最短，散射能力最強(qiáng)，所以在晴朗的天空，特別是雨過天晴時(shí)，天空呈蔚藍(lán)色。另一種情況是散射作用的質(zhì)點(diǎn)是顆粒較大的塵埃、霧粒、小水滴等時(shí)，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，在樹萌下，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。
選擇性散射：波長愈短，散射能力愈強(qiáng)。
實(shí)例：雨過天晴，太陽輻射可見光中的藍(lán)色光最容易被散射，使天空呈蔚藍(lán)色；
非選擇性散射
實(shí)例：陰天，天空呈灰白色，是因?yàn)樘柨梢姽庵械钠呱馔缺簧⑸涠纬傻摹?
綜上所述，太陽輻射通過地球大氣層時(shí)，大氣削弱的主要是紅外線、紫外線區(qū)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?？梢姽饧辛颂栞椛湟话氲哪芰浚蕴栞椛浣o予地球表面巨大的能量，是發(fā)生在地理環(huán)境里各種現(xiàn)象和過程的最重要的能量源泉。
承轉(zhuǎn)：同學(xué)們，上一單元的學(xué)習(xí)我們已知太陽直射點(diǎn)在地表作回歸運(yùn)動(dòng)，使太陽輻射能在地球表面分配不均勻。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(huì)是這樣？請(qǐng)同學(xué)們讀圖2.5“太陽高度與太陽輻射經(jīng)過大氣路程長短的關(guān)系”。（投影圖2.5）
4.影響大氣對(duì)太陽輻射削弱作用的主要因素：
（1）太陽高度對(duì)大氣削弱作用的影響（板書）
地球表面不同緯度地區(qū)，由于太陽直射點(diǎn)的南北移動(dòng)，太陽高度角有差異，會(huì)對(duì)地表獲得的太陽輻射有影響。因?yàn)樘柛叨冉窃酱蟮牡貐^(qū)，太陽輻射經(jīng)過大氣的路程越短，被大氣削弱得越少，最后到達(dá)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。
（2）海拔高度
如：青藏高原是我國太陽輻射最強(qiáng)的地區(qū)，其原因之一就是由于其海拔高，到達(dá)高原上的太陽輻射在大氣層中通過的路徑較短，被削弱的太陽輻射較少。
（3）天氣狀況
晴天與陰天相比，晴天的白天氣溫較高，陰天的白天氣溫較低，就是由于陰天比晴天大氣對(duì)太陽輻射削弱作用強(qiáng)的緣故。
承轉(zhuǎn)：有云的白天氣溫不會(huì)太高。那有云的夜晚氣溫又不會(huì)太低，后者就是由大氣熱力作用的另一表現(xiàn)，大氣的保溫作用形成的。下面我們來學(xué)習(xí)大氣的保溫效應(yīng)。
（二）大氣的溫室效應(yīng)（板書）
由實(shí)驗(yàn)得知，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(duì)于太陽短波輻射來說，地面輻射為長波輻射。
投影圖2.6 大氣的溫室效應(yīng)。指圖講解。
對(duì)流層中的水汽和二氧化碳對(duì)太陽短波輻射吸收差，但對(duì)地面長波輻射吸收能力很強(qiáng)，因而使近地面大氣增溫。近地面大氣又以輻射、對(duì)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：
地面輻射是大氣主要的直接的熱源
太陽輻射是大氣的根本熱源
大氣吸收地面輻射增溫的同時(shí)，也向外輻射熱量，大氣輻射也主要集中在紅外線區(qū)，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(bǔ)償了地面輻射損失的熱量，對(duì)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(qiáng)。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(xiàn)在晴朗的夜晚。
所以，影響大氣溫室效應(yīng)（保溫作用）的主要因素有天氣狀況。
投影以下圖講解：
綜上所述，地球大氣對(duì)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(duì)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。人們把大氣的這種作用，稱為大氣保溫效應(yīng)。
承轉(zhuǎn)：我們學(xué)習(xí)了大氣的熱力作用，實(shí)際上主要體現(xiàn)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(guān)系，下面我們?cè)賮砜催@四種輻射的關(guān)系。
投影膠片，重述大氣的熱力作用，掌握本課重點(diǎn)內(nèi)容。
承轉(zhuǎn)：大氣的熱力作用對(duì)地球上的生命活動(dòng)及其生存環(huán)境有重要意義。下面我們來學(xué)習(xí)大氣熱力作用的意義。
（三）大氣熱力作用的意義（板書）
同學(xué)們看課本相關(guān)內(nèi)容，歸納一下大氣熱力作用的意義表現(xiàn)在幾方面？
（學(xué)生發(fā)言，教師總結(jié)）大氣熱力作用的意義表現(xiàn)在兩方面：一是地球大氣對(duì)太陽輻射的削弱作用和對(duì)地面的保溫作用，既降低了白天的最高氣溫，又提高了夜間的最低氣溫，從而減小了地球表面的氣溫日較差。二是由于大氣的保溫效應(yīng)，使地球表面平均氣溫提高了約33℃，使地球表面的多年平均氣溫得以保存在15℃，而且變化不大。這對(duì)地球環(huán)境特別是生物界和人類生存與活動(dòng)具有重要意義。
承轉(zhuǎn)：太陽輻射到達(dá)地球以后，在地面與大氣之間進(jìn)行著一系列的能量轉(zhuǎn)換。就一般情況來說，地面與大氣之間的熱量交換，以輻射最為重要。除輻射外，大氣中不規(guī)則的湍流運(yùn)動(dòng)和水的相態(tài)變化攜入大氣的潛熱，都將熱量從地面帶給大氣。就整個(gè)地球多年平均狀況來看，地球（地面和大氣）收入的熱量與支出是相等的，即全球的熱量平衡。
二、全球的熱量平衡（板書）
投影圖2.7全球熱量平衡。指圖講解。
與地球上熱量收支有關(guān)的因素，主要有以下三方面：
（一）射向地面和大氣的太陽短波輻射；地面和大氣放出的長波輻射；
（二）地面上的水蒸發(fā)成水汽，要吸收一定的熱量，水汽將這些熱量以潛熱形式攜入大氣，當(dāng)水汽在大氣中凝結(jié)成水滴或凝華成冰晶時(shí)，又把這些熱量釋放出來給予大氣。這樣，通過水在地面蒸發(fā)再在大氣中凝結(jié)的過程，使地面與大氣之間發(fā)生潛熱交換，稱為潛熱輸送。
（三）空氣的不規(guī)則運(yùn)動(dòng)（湍流），使地面與大氣之間的熱量得到交換，稱為湍流輸送。
就不同地區(qū)來說，熱量收支又是不平衡的。據(jù)觀測，大致以緯度35°為界，低緯度地區(qū)的熱量收入大于支出，熱量盈余，氣溫增高；中高緯度地區(qū)的熱量收入小于支出，熱量虧損，氣溫降低。但實(shí)際上低緯度地區(qū)的氣溫并不是無限地升高，高緯度地區(qū)的氣溫也不是無限地降低，這是由于大氣運(yùn)動(dòng)和洋流調(diào)節(jié)了高、低緯度間熱量的差異，使高、低緯度地區(qū)的多年平均氣溫也大致保持穩(wěn)定。
以大氣為參照：箭頭指向大氣為收入，從大氣出發(fā)為支出。
收入熱量 = 太陽輻射 19 + 地面輻射 114 + 湍流輸送 10 + 潛熱輸送 23 = 166
支出熱量 = 大氣逆輻射 106 + 射向宇宙空間 60 = 166
即 收入 = 支出
同理，若以地面為參照：
收入熱量 = 太陽輻射 47 + 大氣逆輻射 106 = 153
支出熱量 = 地面輻射 120 +潛熱輸送 23 + 湍流輸送 10 = 153
即 收入 = 支出
若以地球?yàn)閰⒄眨矗?
收入熱量 = （1） + （3）
地面 + 大氣
支出熱量 = （2） + （4）
即 收入 = 支出
投影膠片：地球（地面和大氣）的熱量收支（%）
通過表格計(jì)算，我們得知全球熱量的收入和支出相等，即全球熱量平衡，這也是自然界的重要規(guī)律。而且這一規(guī)律對(duì)于人類的生存和發(fā)展有重要意義。由于全球熱量平衡，使全球多年平均氣溫比較穩(wěn)定，有利于人類的生存與活動(dòng)。反過來，人類活動(dòng)對(duì)全球熱量平衡也會(huì)有一定的影響。正如前面學(xué)過的由于人類燃燒礦物燃料釋放大量二氧化碳，使大氣中二氧化碳濃度不斷增高，而二氧化碳對(duì)地面有保溫作用，這將會(huì)在一定程度上影響地球上的熱量收支平衡，加劇全球變暖的趨勢(shì)。而全球氣候變暖，又會(huì)對(duì)全球的生態(tài)、經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生一系列影響，這一問題，已引起全世界科學(xué)家、各國政府和公眾的普遍關(guān)注。關(guān)于這點(diǎn)我們?cè)诒締卧詈笠徽n要詳細(xì)學(xué)習(xí)。
課堂小結(jié)：
本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了大氣的熱力作用和全球的熱量平衡兩大問題。首先，我們懂得正因?yàn)榈厍蛏嫌写髿獯嬖?，并且由于地球大氣的熱力作用，才使得地球表面溫度的晝夜變化不像沒有大氣的月球那樣強(qiáng)烈。地面和大氣之間，通過一系列能量轉(zhuǎn)換，維持全球的熱量平衡，有利于人類生存和發(fā)展。因此我們應(yīng)該認(rèn)識(shí)自然規(guī)律，愛護(hù)環(huán)境。
課后作業(yè)：
1.白天多云氣溫比晴天低，正確的解釋是（ ）
A.云對(duì)太陽輻射的吸收作用
B.云對(duì)太陽輻射的反射作用
C.云對(duì)太陽輻射的散射作用
D.云對(duì)太陽輻射的削弱作用
答案：B
2.太陽輻射（年總輻射）最大值不在赤道，而在北回歸線附近的原因是（ ）
A.赤道上正午太陽高度比北回歸線上小
B.赤道上太陽輻射經(jīng)過大氣路程比北回歸線處長
C.赤道處的云雨天氣比北回歸線附近多
D.赤道上的白晝時(shí)間比北回歸線上長
答案：C
3.大氣對(duì)太陽輻射的削弱作用最強(qiáng)的是（ ）
A.反射 B.散射 C.吸收 D.逆輻射
答案：A
4.在晚秋或寒冬，為什么霜凍多出現(xiàn)在晴朗的夜晚？為什么人造煙幕能起到防御霜凍的作用？
答案：（略）
5.僅從地球大氣的熱力作用，說明為什么地球表面溫度的晝夜變化不像月球那樣強(qiáng)烈。
答案：（略）
板書設(shè)計(jì)
2.2 大氣的熱力狀況
一、大氣的熱力作用
（一）大氣對(duì)太陽輻射的削弱作用
1.大氣對(duì)太陽輻射的吸收具有選擇性
2.大氣對(duì)太陽輻射的反射作用
3.大氣對(duì)太陽輻射的散射作用
4.太陽高度對(duì)大氣削弱作用的影響
（二）大氣的保溫效應(yīng)
1.大氣吸收地面輻射增溫
2.大氣逆輻射使地面增溫
（三）大氣熱力作用的意義
二、全球的熱量平衡
1.全球熱量收支平衡
2.全球熱量平衡的意義
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