地面辐射和大气辐射 教学设计

《地面辐射和大气辐射》教学设计

一、教材分析

在全节内容中具有承上启下的作用。与生活实际密切相关，在实际运用中比较重要。 二、学情分析

学生学习本课内容重点掌握对流层大气的受热过程，学习障碍是大气逆辐射的理解，学习难度较低 二、教学目标分析 1、知识与技能

◆理解地面辐射和大气辐射

◆掌握对流层大气的受热过程图，掌握阅读、分析、运用地理图表的技能 ◆提高读图、绘图能力与自主学习能力 ◆提高运用所学知识解决实际问题的能力 2、过程与方法

? 通过小组讨论掌握对流层大气的受热过程图 ? 通过创设问题情境加深对知识的理解 3、情感、态度与价值观

◆通过对生活实际问题的探讨，树立理论联系实际的观念 三、教学重、难点分析 重点：

◆地面是大气的直接热源 ◆大气逆辐射

◆对流层大气的受热过程及示意图 难点： ◆大气逆辐射

◆对流层大气的受热过程及示意图 三、教学过程 （一）导入（3′）

师：通过上节课的学习，我们知道了大气对太阳辐射具有削弱的作用，从而使得

地面上白天的温度不会太高。

Q:我们一起来回顾一下，大气对太阳辐射的削弱作用有哪些表现形式呢？（点同学回答）

生：吸收、反射、散射

师：很好，大气通过吸收、反射和散射这三种形式的作用削弱了到达地面的太阳辐射，从而使得地面上白天的温度不会太高。那么，为什么夜晚没有太阳光照，地球上的温度也不会急剧下降呢？下面，就让我们一起来寻找答案吧！ 板书：地面辐射与大气辐射 （二）地面辐射（5′）

师：在上节课的学习中，我们知道太阳辐射经过大气的削弱作用后，约有47％到达地面。之后，地面通过吸收太阳辐射而增温，升温后又会同时持续向外释放能量，形成地面辐射。通常根据辐射波长的差异，将太阳辐射称为短波辐射，而将地面辐射称为长波辐射。 板书：一、地面辐射

Q：大家知道为什么将太阳辐射称为短波辐射，而将地面辐射称为长波辐射吗？ 师：这个问题涉及到一些高二物理的知识，我在这里先稍稍提一下，希望大家有个印象。相比较而言，太阳的温度远远高于地面的温度。大家知道，温度越高的物体内能越大。根据光子能量公式E=hv，太阳辐射的频率v要远远高于地面辐射。又c=波长×v，所以地面辐射的波长相比太阳辐射的波长要短很多，因此将太阳辐射称为短波辐射，而将地面辐射称为长波辐射。 （三）大气的增温过程（8′）

师：大气层中的二氧化碳和水汽能够强烈吸收红外线，所以地面放射的长波辐射经过大气时，少量返回宇宙空间，大部分被直接吸收，从而提高了大气温度，所以说，地面是对流层大气主要热量来源。 板书：二、对流层大气的增温过程 直接热源：地面辐射

Q：可能有同学会产生疑惑了，为什么大气的直接热源不是太阳辐射而是地面辐射？上节课不是说到大气可以吸收太阳辐射吗？谁能谈谈自己的观点？

师：请大家比较课本45页的图2-24和图2-25。可以看到，地面辐射总量为120个单位，大气吸收的地面辐射为114个单位，也就是说，地面辐射几乎全部被大气所吸收。而大气吸收的太阳辐射只占太阳辐射总量的19％，相较之下，地面辐射为大气主要的热源。所以我们在探讨问题时要学会取舍，有时候要抓住主要因素，忽略次要因素。

Q:根据你的生活经验，一天中气温的最高值出现在什么时候？为什么？（点同学回答）

师：一天中气温最高值出现在午后2点左右

中午12点是太阳辐射最强的时候，但这时的太阳辐射要先传给地面，地面再传给大气，大气吸收地面的热量后气温才升高，而这一过程需要将近2个小时的时间。

（四）大气逆辐射（10′）

师：大气在增温的同时，也在以长波辐射的形式向外辐射能量。大气辐射小部分射向宇宙空间，大部分向下射向地面。射向地面的部分其方向与地面辐射正好相反，所以称之为大气逆辐射。可见，大气通过大气逆辐射又把热量还给了地面。在一定程度上补偿了地面损失的能量，从而对地表起到了保温作用，也称为大气的“温室效应”。

板书：三、大气逆辐射：保温作用

Q：大气对地面的保温作用有什么意义呢？（点同学回答）

师：大家还记得课前的小问题吗？为什么夜晚没有太阳光照，地球上的温度也不会急剧下降呢？原因就在于大气的保温作用。如果没有大气对地面的保温作用，地球表面的平均气温会下降到-18℃。现在地球表面平均气温约为15℃，适合生物的生长发育和人类的生存。所以，大气的保温作用是维持地面适宜温度的重要机制之一。

Q:深秋至第二年早春季节，霜冻为什么多出现在晴朗的夜晚？（点同学回答） 师：天空中有云，特别是有浓密的低云，或空气湿度比较大时，大气逆辐射就会增强。晴朗的夜晚天空中少云，大气逆辐射较弱，地面温度较低，所以易出现霜冻现象。

（五）对流层大气的受热过程（15′）

师：同学们，我们已经学习了大气对太阳辐射的削弱作用、地面辐射和太阳辐射。现在，给大家3分钟的时间，两人一组讨论如何将这三个过程用简单的示意图表示出来。最好在纸上画一画，待会每个小组派代表在黑板上展示。可以用简单的文字进行说明。

板书：对流层大气的受热过程 板画：

生：学生展示并讲解说明 师：对学生进行点评和指导。

一边播放视频（0:15-2:00）一边讲解：现在我们来总结一下对流层大气受热的全过程。太阳辐射是地球上主要的能量来源，太阳辐射通过大气层时，大气对太阳辐射进行吸收、反射、散射这三种形式的作用，能量最强的可见光被吸收很少，绝大部分能够通过大气到达地面，地面因吸收太阳辐射而增温。这一过程称作“太阳暖大地”。地面增温的同时以长波辐射的形式向外放射能量，地面辐射少量返回宇宙空间，大部分被大气中的水汽和CO2直接吸收，使大气增温，这一过程称作“大地暖大气”。大气在增温的同时，也在以长波辐射的形式向外辐射能量。大气辐射小部分射向宇宙空间，大部分向下射向地面，即大气逆辐射。可见，大气通过大气逆辐射又把热量还给了地面，在一定程度上补偿了地面损失的能量，从而对地表起到了保温作用，这一过程称作“大气还大地”。以上就是对流层大气受热的全过程。

板书：太阳暖大地—大地暖大气—大气还大地 （六）课堂练习（3′）

地—气系统(大气和地面)吸收太阳短波辐射(能量收入)，又向外发射长波辐射(能量支出)，能量收支的差值，称为辐射差额。下图示意沿海某地多年平均辐射差额的月份分配。读图结合材料完成下列问题。

地面 大气上界

太阳

若只考虑辐射差额对气温的影响，该地气温最低的月份是（ ） A．1月

B．4月

C．8月

D．12月

四、课后探究与思考

什么是温室效应？温室气体有哪些？大气的温室效应与玻璃温室效应有何不同？温室效应加强带来的危害有哪些？如何解决这些问题？并就温室效应加强导致气候与环境发生一系列变化这件事情谈谈你的看法。（写成一篇500字以上的小论文） 五、课后反思

增加课堂的趣味性，提高学生学习热情。

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