高中地理中圖版必修一第二章第一節(jié)“大氣的熱狀況與大氣運動”中的大氣運動部分,先介紹了熱力環(huán)流,然后介紹了三圈環(huán)流,它們都是教學(xué)的重點和難點。筆者發(fā)現(xiàn),學(xué)生在學(xué)習(xí)這些內(nèi)容時,非常容易陷入把氣溫和氣壓的關(guān)系理解為氣溫高的地方氣壓低、氣溫低的地方氣壓高的認(rèn)識誤區(qū)。
本文談?wù)劰P者破解學(xué)生這一認(rèn)識誤區(qū)的思考與做法,敬請讀者批評指正。
一、熱力環(huán)流中氣溫與氣壓的關(guān)系
熱力環(huán)流是由于地面的冷熱不均而引起的最簡單的一種空氣環(huán)流。其形成過程為:A地由于接受的太陽輻射量較多,空氣受熱膨脹上升,到高空積聚起來,使高空空氣的密度增大,氣壓增高形成高壓區(qū)(圖1中的c處);B地接受的太陽輻射量較少,空氣冷卻收縮下沉,高空空氣密度減小,氣壓下降形成低壓區(qū)(圖1中的d處)。于是,高空的空氣便從氣壓高的c處流向氣壓低的d處。A地空氣上升后,近地面空氣密度減小,氣壓比B處近地面低,形成低壓區(qū);B地由于空氣下沉,近地面空氣密度增大形成高壓區(qū),于是,近地面的空氣就從b處流向a處。過程詳見圖1。
經(jīng)上述分析得知,A地近地面低壓的形成和B地近地面高壓的形成是由于兩地受熱不均造成的,可稱之為熱力因素形成的低壓和高壓,即熱低壓和冷高壓。而A地高空高壓是由于不斷有氣流從低空流入補(bǔ)充形成的,可稱之為補(bǔ)償氣流;B地高空的低壓是由于氣流在垂直方向上不斷下沉形成的,可稱之為推動氣流。無論是補(bǔ)償氣流還是推動氣流其成因都與冷熱氣流不同,它們都是動力原因引起的,由此可以認(rèn)為,c處相對于d處而言是熱高壓,而d處相對于c處而言是冷低壓。而此時A、B兩地等溫線的凸向如圖2所示。
對比圖1和圖2可以發(fā)現(xiàn),此時A、B兩地近地面等壓線的凸向與等溫線的凸向相反,而高空等壓線的凸向與等溫線的凸向則一致。
二、三圈環(huán)流中氣壓與氣溫關(guān)系的分析
教學(xué)中我們往往要從熱力環(huán)流的角度入手分析三圈環(huán)流的形成。由于冷熱不均和地轉(zhuǎn)偏向力、摩擦力的存在,地球上便形成了不同的氣壓帶和風(fēng)帶。具體如圖3所示。
根據(jù)熱力環(huán)流的原理分析我們得知,赤道低氣壓帶和極地高氣壓帶是由熱力原因形成的熱低壓和冷高壓;而副熱帶高氣壓帶和副極地低氣壓帶是由動力原因形成的熱高壓和冷低壓。其等壓線與等溫線凸向的關(guān)系見表1。
三、影響氣溫氣壓關(guān)系的其他因素
地勢對氣溫和氣壓的關(guān)系有一定的影響。如亞洲的地勢中部高、四周低,有“世界屋脊”之稱的青藏高原雄踞中部,位于我國地勢的第一階梯,是因海拔較高形成特有的高寒氣候,氣溫低、氣壓也低。此時的低氣壓稱為“冷低壓”。對上述影響氣壓和氣溫關(guān)系的因素,包括動力因素、熱力因素和地形因素等,可用圖4予以全面表示。
為了使學(xué)生鞏固“氣壓形成的原因”的認(rèn)識,透過表象把握本質(zhì),走出“氣溫高的地方氣壓低、氣溫低的地方氣壓高,等壓線的凸向與等溫線的凸向相反”的認(rèn)識誤區(qū),加強(qiáng)有關(guān)“氣壓與氣溫即等壓線和等溫線凸向的關(guān)系”的練習(xí),效果較好。
例如,先請學(xué)生讀①②③④四種壓面與等溫面示意圖,然后練習(xí)。
題1.若上圖代表氣壓帶,則下列對應(yīng)正確的是
A.①——副熱帶高氣壓帶
B.②——極地高氣壓帶
C.③——副極地低氣壓帶
D.④——赤道低氣壓帶
題2.《水經(jīng)注》中有一段關(guān)于三峽地區(qū)古代土著“祈雨”的記載:“天旱,燃木崖上,推其灰燼,下移淵中,尋即降雨?！逼渲饕韺?yīng)圖中的
A.①B.②C.③D.④
最后解析:結(jié)合等壓線與等溫線凸向的關(guān)系,本題要從副熱帶高氣壓帶、極地高氣壓帶、副極地低氣壓帶、赤道低氣壓帶的成因入手,圖中①②③④依次為熱高壓、熱低壓、冷高壓、冷低壓,正確的對應(yīng)是:①——副熱帶高氣壓帶;②——赤道低氣壓帶;③——極地高氣壓帶;④——副極地低氣壓帶。因此,題1正確選項為A。題2根據(jù)題意可知,“祈雨”主要是通過“燃木”,使近地面空氣受熱膨脹上升,形成降雨,符合熱低壓的形成原理,而熱低壓的等壓線向下彎曲且與等溫線凸向相反,因此,題2的正確選項為B。
另外,為了使學(xué)生鞏固認(rèn)識、提升能力,應(yīng)最后做個正確解答此類題目要領(lǐng)的提示。首先要根據(jù)等壓線的凸向判斷氣壓為高氣壓還是低氣壓,然后再根據(jù)等溫線與等壓線的凸向關(guān)系判斷氣壓成因(根據(jù)氣壓成因判斷等溫線和等壓線的凸向關(guān)系),從而確定具體的氣壓名稱。如果某地低壓或高壓的形成是由于冷熱不均所造成的,則該地低壓或高壓便是由于熱力原因所形成的熱低壓或冷高壓。低壓等壓線向低海拔處凸出,高壓等壓線向高海拔處凸出,等壓線的凸向與等溫線的凸向相反,即此時低壓處等溫線向高海拔處凸出,高壓處等溫線向低海拔處凸出。如果某地低壓或高壓的形成是由于氣流在垂直方向的上升或下降、海拔高度的差異形成的,則該地低壓或高壓便是由動力原因或海拔原因形成的冷低壓或熱高壓,低壓等壓線依然向低海拔處凸出,高壓等壓線依然向高海拔處凸出。但此時低壓處等溫線向低海拔處凸出,高壓處等溫線向高海拔處凸出,即等壓線與等溫線凸向一致。
實踐證明,經(jīng)過以上設(shè)計與分析,可以有效地消除學(xué)生有關(guān)氣溫與氣壓方面的認(rèn)識誤區(qū),達(dá)成教學(xué)目標(biāo)。
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