中图版高中地理必修一教案：2.1三圈环流

《三圈环流》教学设计

一、教学分析

1、学情分析

三圈环流的形成过程这部分内容逻辑性较强，且较为抽象，对于地理逻辑思维和空间思维能力尚未得到充分发展的高一学生而言，学习难度较大。教学时可围绕大气环流示意图的绘制过程，使抽象的现象直观化；同时，通过不断设定条件，从理想状态逐步接近实际，从而简化复杂问题，体验探究过程。热力环流、风的形成原理、太阳直射点的季节性移动等学生已经学过的知识为本节课的学习做好了铺垫；通过前几节课逻辑推导能力的培养和紧密联系实际的分析过程，学生对学习地理的方法有了新的认识和心理准备。

2、教学目标

①、通过假设太阳直射赤道，地球不自转和地表均匀的条件下，逐步增加条件认识大

气运动从单圈环流到三圈环流的形成过程。在三圈环流的基础上，进一步推导全球气压带、风带的形成过程。通过动画演示全球三圈环流与气压带、风带的形成及其分布和移动规律。

②、通过对气压带、风带形成和移动规律的推导，初步认识事物是普遍联系和运动的，而联系和运动是有规律的，从而激发探索自然规律的兴趣，养成严谨求实的科学态度。

3、教学重难点

重点：三圈环流的形成过程，气压带、风带的分布及移动规律。

难点：气压带、风带的形成过程。

二、教学设计

导入：

现实世界里，大气运动是有规律的，我们把具有全球性的大气运动称为大气环流，由于影响大气环流形成的因素比较多，形成过程比较复杂，我们将分四步不断设定条件，逐步推导大气环流的形成过程。

第一步，假设一：

太阳直射赤道

条件：地球不自转

地表均匀

只考虑影响因素：①高低纬度之间的受热不均（水平气压梯度力）

②高空与近地面摩擦力（对结论无影响，可忽略）

结论：南北半球各形成一个单圈闭合环流

第二步，假设二：

太阳直射赤道

条件：地球自转

地表均匀

①高低纬度之间的受热不均（水平气压梯度力））

只考虑影响因素：②高空与近地面摩擦力（高空摩擦力对风速影响微弱，可忽略)

③地转偏向力

结论：南北半球各形成低纬、中纬、高纬三圈环流和7个气压带及6个风带

第三步，假设三：

太阳直射点在南北回归线之间往返移动

条件：地球自转

地表均匀

①高低纬度之间的受热不均（水平气压梯度力）

只考虑影响因素：②高空与近地面摩擦力（高空摩擦力对风速影响微弱，可忽略）

③地转偏向力

④地面冷热极值随时空移动

结论：三圈环流、7个气压带和6个风带随季节发生有规律的移动

第四步，假设四：

太阳直射点在南北回归线之间往返移动

条件：地球自转

地表不均：只考虑海陆差异

①高低纬度之间的受热不均（水平气压梯度力）

只考虑影响因素：②高空与近地面摩擦力（高空摩擦力对风速影响微弱，可忽略）

③地转偏向力

④地面冷热极值随时空移动

⑤海陆热力性质差异

结论：形成海陆季风环流、气压带随季节断裂成海陆高低气压中心

由于时间所限，我们只初步学习第一步至第三步假设内容

三圈环流的形成过程比较复杂，我们通过设定条件，由理想化的单圈环流逐步推导出三圈环流的形成，从而揭示较为理想化的地球大气运动的一般规律。

讲授：

单圈环流的形成过程

我们先假设/太阳直射赤道,/其他因素暂不考虑/地球不自转,/地表均匀,/即无海陆、地形高低起伏差异/，那么引起大气运动的因素就是/高低纬度之间/的受热不均。/那么大气/会如何运动呢？/太阳直射赤道，赤道地区太阳高度角大，接受到的太阳辐射较多，地面温度较高，终年炎热，大气受热膨胀上升，近地面空气密度减小，气压降低，在5°N(S)—5°N(S)附近形成赤道低气压带。在赤道高空，空气密度增大，气压升高，形成高气压带；两极地区太阳高度角小，接收到的太阳辐射量少，终年严寒，大气冷却收缩下沉，近地面的空气密度

增大，气压升高，形成80°N(S)—90°N(S)附近的极地高气压带，在极地高空，空气密度减小，气压降低，形成低气压带；这样在整个地球近地面，赤道与两极地区存在气压差异，促使大气由两极流向赤道，在北半球形成北风，在南半球形成南风。同样在高空，赤道与两极地区\也同样存在气压差异，气流由赤道流向两极，在北半球高空形成南风，南半球高空形成北风。进而在全球形成了赤道与极地之间的单圈闭合环流。

（注：高空与均匀地表的性质差异，主要通过摩擦力大小来影响高空与近地面的风速，对风向无影响，不影响单圈闭合环流的形成，所以在此我们暂不考虑）

单圈环流是我们理想化的环流，实际上并不存在。

接着我们假设在地表均匀的条件下，再把地球自转这一因素考虑进来，则引起大气运动的因素还有地转偏向力和近地面的摩擦力。由于高空的摩擦力对风速的影响极其微弱，我们可忽略不计。那\地球大气又会如何运动呢？

从北半球来看，高空形成的南风将受到地转偏向力的影响向右偏，在加速运动过程中，地转偏向力也逐渐加大，改变其方向也越大，到30°N附近上空时地转偏向力逐渐增大到与水平气压梯度力相等，两力相互抵消，最终偏转成了西风，来自赤道上空的气流不能再继续北流，而是绕30°N附近高空环流。由于赤道上空的空气源源不断地流过来，空气越积越多，受重力而下沉，使30°N附近近地面空气密度增大，形成25°N—35°N之间副热带高气压带。在水平气压梯度力作用下，气流由副热带高气压带向南北两侧低压带分流。向南分流的空气，在地转偏向力和近地面摩擦力共同影响下不断右偏，由北风逐渐右偏成东北风，在副热带高气压带与赤道低压带之间形成东北信风带。东北信风在赤道附近辐合上升，从而形成了赤道与30°N之间的低纬环流圈。由副热带高气压带向北分流的另外一支气流，在地转偏向力和近地面摩擦力的共同作用下，逐渐右偏成西南风，我们称之为盛行西风带。盛行西风，在一路北上的过程中不断降温，空气中的水汽容易冷却凝结，成云致雨，使携带的水汽和固体杂质不断减少，空气变得暖而轻；

而刚才我们推导出来的\从北极流向赤道的北风\也将受到\地转偏向力和近地面摩擦力的影响\而右偏，形成东北风，我们称之为极地东风带。极地东风，在一路南下的过程中不断升温，空气中的水汽容易蒸发，不易损失，且又不断携带沿途中的水汽和固体杂质，空气变得冷而重；北上的盛行西风与南下的极地东风在60°N附近相遇，形成锋面。暖而轻的

盛行西风被抬升（爬升）到锋面之上，形成上升气流。受北上盛行西风阻挡极地东风不能继续南下，而极地近地面的空气又源源不断地流过来，使锋面之下的冷空气不断推高，也形成上升气流，如此，在60°N附近近地面空气不断减少，密度减小，形成55°N—65°N之间的副极地低气压带；而60°N附近高空空气不断增多，密度增大，形成高压带，受南北两侧水平气压梯度力影响，气流又向南北两侧高空分流。向南的一支气流受地转偏向力的影响，向右偏转，在30°N附近上空偏转成东风，绕30°N上空环流，空气越积越多，受重力影响而下沉，于是在30°N—60°N之间形成了中纬环流圈;向北分流的一支气流受地转偏向力的影响，向右偏，在极地附近高空偏转成西风，在北极地区下沉,于是在60°N—90°N 之间形成了高纬环流圈。至此，在北半球形成了低纬、中纬、高纬三圈环流。

同理,南半球同样存在着低纬、中纬、高纬三圈环流。

请同学们自学完成

参考答案：

从南半球来看，刚才我们推导出来的\高空形成的北风将受到地转偏向力的影响向左偏，在加速运动过程中，地转偏向力也逐渐加大，改变其方向也越大，到30°S附近上空时地转偏向力逐渐增大到与水平气压梯度力相等，两力相互抵消，最终偏转形成西风，来自赤道上空的气流不能再继续北流，而是绕30°S附近高空环流。由于赤道上空的空气源源不断地流过来，空气越积越多，受重力而下沉，使30°S附近近地面空气密度增大，形成25°S—35°S之间副热带高气压带。在水平气压梯度力作用下，气流由副热带高气压带向南北两侧低压带分流。向北分流的空气，在地转偏向力和近地面摩擦力共同影响下不断左偏，由南风逐渐左偏成东南风，在副热带高气压带与赤道低压带之间形成东南信风带。东南信风在赤道附近辐合上升，从而形成了赤道与30°S之间的低纬环流圈。由副热带高气压带向南分流的另外一支气流，在地转偏向力和近地面摩擦力的共同作用下，逐渐左偏成西北风，我们称之为盛行西风带。盛行西风，在一路南下的过程中不断降温，空气中的水汽容易冷却凝结，成云致雨，使携带的水汽和固体杂质不断减少，空气变得暖而轻；

而刚才我们推导出来的\从南极流向赤道的南风\也将受到\地转偏向力和近地面摩擦力的影响\而左偏，形成东南风，我们称之为极地东风带。极地东风，在一路北上的过程中不断升温，空气中的水汽容易蒸发，不易损失，且又不断携带沿途中的水汽和固体杂质，空气变得冷而重；南下的盛行西风与北上的极地东风在60°s附近相遇，形成锋面。暖而轻的盛行西风被抬升（爬升）到锋面之上，形成上升气流。受南下盛行西风阻挡极地东风不能继续北上，而极地近地面的空气又源源不断地流过来，使锋面之下的冷空气不断推高，也形成上

升气流，如此，在60°S附近近地面空气不断减少，密度减小，形成55°S—65°S之间的副极地低气压带；而60°S附近高空空气不断增多，密度增大，形成高压带，受南北两侧水平气压梯度力影响，气流又向南北两侧高空分流。向北的一支气流受地转偏向力的影响，向左偏转，在30°S附近上空偏转成东风，绕30°S上空环流，空气越积越多，受重力影响而下沉，于是在30°S—60°S之间形成了中纬环流圈;向南分流的一支气流受地转偏向力的影响，向左偏，在极地附近高空偏转成西风，在南极地区下沉,于是在60°S—90°S之间形成了高纬环流圈。至此，在南半球形成了低纬、中纬、高纬三圈环流。

【同理,南半球同样存在着低纬、中纬、高纬三圈环流。其形成过程与北半球类似，这里主要强调南半球高空中的风在水平气压梯度力和地转偏向力向左偏，在低纬度上空偏转成西风，中纬度上空偏转成东风，高纬度上空偏转成西风，近地面受水平气压梯度力、摩擦力和地转偏向力向左偏形成东南信风带，极地东风带和中纬西风带，注意风向的不同。】最终在南北半球各形成了低纬、中纬、高纬三圈环流。

在近地面,全球共形成了7个气压带和6个风带，这7个气压带和6个风带关于赤道南北对称分布。

7个气压带从北至南依次高、低、气压相间分布；其中赤道低气压带和极地低气压带均由地面受热不均这种热力因素引起；而副热带高气压带和副极地低气压带均由水平气压梯度力、地转偏向力、重力或气流推动这种动力因素引起。

6个风带都由高压带流向低压带，北“丿”（撇）南“﹨”（捺）；南北半球中纬西风带虽然名字相同，但风向不同，北半球吹西南风，南半球吹西北风。

在此基础上，我们再把地球公转这一因素考虑进来，太阳直射点在南北回归线上移动导致北半球夏半年，极热地区位于赤道以北，北极地区极寒区域缩小，南极地区极寒区域扩大，

整个气压带风带向北偏移，在夏至日向北移至最大，达5个纬度。冬半年，极热地区位于赤道以南，南极地区极寒区域缩小，北极地区极寒区域扩大，整个气压带风带向南偏移，在冬至日向南移至最大，达5个纬度。

本节内容到这结束，谢谢大家！