《天气和气候》教案编辑
针对年级:五六年级
时长:2课时
【教学准备】
所需材料:笔记本电脑(最好有投影)、打印材料、两个玻璃杯、冰水、墨水
一、导入
你遭遇过暴风雨吗?如果有,你可能希望及时得到预报,以寻求庇护。然而,你对改变天气无能为力。但是通过惊人的现代科技,你可以了解自己所在地区的天气类型,并在各种天气来临前及时做好准备。这一课,我们将走入天气的世界,看看从平静的好天气到破坏力极强的龙卷风等各种天气的面貌。
二、最常见的天气现象——风和雨
古希腊人认为,当他们的天神宙斯要征战时,就会出现暴风雨,这种惊心动魄的现象源于宙斯从奥林匹斯山上投掷下闪光的弩箭。
1.风的循环
1)太阳照射地表,暖湿的空气上升。
2)地面附近的空气迅速汇聚填充过来,从而形成风。
3)上升的暖湿空气在空中遇冷,形成云。
4)大气中的冷空气在地面沉降。
5)环绕在冷空气周围的空气迅速流入,取代下降的冷气团留下的空间,由此形成大气层上层的气流现象。
6)锋面:在移动过程中,若暖气流起主导作用则形成暖锋,冷气流起主导作用则形成冷锋。
2.水的循环
1)蒸发——地表的水受热以水蒸气的形式向上进入大气中。
2)凝结——当更多的水蒸发后,水蒸气遇冷会形成小水滴,当它们聚集的足够密时,便形成我们看见的云。
3)小水滴互相碰撞,结合在一起,形成大的水滴。
4)降水——当水滴太重以至于无法飘浮在空气中时,便将落到地面。
5)雨:液体形式的降水
冻雨:冰冻的雨水
雪:环绕灰尘或盐粒形成的微小冰晶体
雹:冻结的雨滴上下流动于云中,直到成为坚硬的冰球。
6)雷:雷声是闪电的巨热带穿过空气时发出的声音,这一瞬间产生的温度是太阳表面温度的5倍。这时,空气分子急剧扩散,当它们撞击在一起时,你便能听见雷声。
闪电:云里的小水滴上下运动时会互相摩擦,产生正负电荷,当天空中电荷区域的差异过大时,便会在天空的一端至另一端,或是从空中往地面、地面往空中产生一股巨大的电流。电荷量越大,闪电越剧烈,温度也越高。
3.与雨滴的对话——雨人
详见附件
4.课程活动:玻璃杯会“流汗”
在一只玻璃杯内注入冰水,几分钟后,记下所观察到的杯内和杯外的变化,二者之间有什么关联吗?然后,再在另一只玻璃杯内注入冰水,并加入几滴墨水,几分钟后,观察杯子外面的水是什么颜色,这些水是从哪里来的呢?让学生重新阅读刚才所做的记录,他们的看法是够有所改变呢?
三、漫步在云端
当你乘坐我们的气球起飞时,天空如此晴朗蔚蓝,阳光和煦,时而有微风吹拂。虽然空气渐冷,但是你并未感觉到气温的变化,直至升高到离地面约900米时,你才首次接触到不同种类的云。积云,即那些波状的朋友,此刻正像巨大的充气船一般在天空飘扬而过。
这些云看似干燥、松软、绵密的棉花糖,内部却很潮湿,那是当然的!你知道,云是由水滴构成的嘛,如果气温够低,冰晶也是构成云的一部分。哦,但是别难过,你身上很快就会干的,气球知道怎么带你去该去的地方。
你在一阵微风中迅速地向上飘到晴朗的天空,直到遇上了一大团低垂的云团,像是一道云堤,你可以摆脱掉这些层积云吗?
当然可以,一阵向上吹拂的风将你吹往更高天际的高积云所在地,它们离地表的高度可是超过1.6千米,小心了,下面正在下雨!
现在你可以稍微轻松点,开始享受航行之乐。当飞行至6.1千米时,你又可以看到开阔的天际,再次置身在云间,这些稀薄、白色、波动的云是卷层云。
你还在继续上升,这时候你真的是在翱翔了,身处超过9千米的高空,云层渐渐稀疏,你可以看到上方湛蓝耀眼的天空,此处的卷云只不过是一缕缕末端卷曲的云烟,你放眼望下去,只有云而已。
好了,这已是我们气球旅程的最高点,现在你正在缓缓地往下降落,直到听到了嘶声——你可能是遇上暴风雨了,没什么好奇怪的,因为你正在雷雨云中,这些积雨云可不是闹着玩的,它们雷电交加,难怪又被称为雷暴云砧,更用不着吃惊它有时还夹着冰雹,甚至引起龙卷风!
你不会太喜欢这看似没完没了的积雨云,突然间——哇!抓紧你的帽子,你正在快速移动,离开这片云,迅速下降,下降,下降,是不是有点反胃?
你急速下降至1.2千米处,天色突然暗下来了,现在并不是晚上啊。是什么东西正横亘在你和地面之间呢?是雨云层,意思就是会下雨的云,没错!雨水正落在你的气球上。
你几乎快降落至地面了,但是又碰到了灰云(最底层的层云)和细雨,有时它甚至于会飘落地面变成雾,有时层云也会飘落在摩天大楼顶,甚至你的鼻子上。
孩子们,祝着陆愉快!
四、银色世界
雪并不是冻结的雨水,那叫冻雨,事实上,雨常常是雪在高空融化后落下的,雪是由围绕着大气中的灰尘或微生物颗粒的冰晶物体形成的。
在云层较低处,由于充满湿气,雪花会变大,并随着温度变化而形成各种不同的结晶形状,在这里你可以看到最美的树状结晶。
气温较低时,雪花的形成速度较快,且保持冰晶状态,冰冷云层中形成的卷曲树状结晶看起来像蕨类植物;气温较高时,雪花会融化后再冻结,形状会变得较圆滑一些。
较暖的气温会形成斜柱状的针状雪花。
如果结晶体在强风下的云中形成,那么在其形成过程中会遇上不同的大气环境,致使它变成不规则形状的雪花。
六角棱柱体:这是最基本的雪花晶体结构。这晶体通常太小,肉眼是看不见的。这是大多数雪花形成之初的模样,之后从各个角落伸出分枝,形成更为精细的雪花晶体结构。
星盘状雪花:这是薄薄的盘状晶体,上面有6个宽大的胳膊,形成像星星一样的形状。它们的面孔通常装饰有令人惊讶的对称标记。当温度接近零下2摄氏度或零下15摄氏度时才会形成这种雪花。这种雪花比较普遍。
星形树枝雪花有分枝和侧枝:这是相当大的晶体,一般直径达2-4毫米,因此肉眼能轻易看到。这是最常见的雪花晶体结构,节日装饰品上多是这种雪花。
蕨类星形树枝雪花:此星形树枝雪花有如此多侧枝以至于它们看起来像蕨似的。这是最大的雪花,通常降落到地球时直径可达5毫米或以上。尽管它们体形大,但都是单晶体冰组成的。
针状雪花:这种雪花是苗条的柱形,是在大约零下5摄氏度时形成的。在你的袖子上,这些雪花看起来刚刚冒头的白发。有关此雪花的一个惊人事实是,当温度只变动几度时,它们从薄和平的盘状长成苗条的柱形。
12边雪花:这确实是二朵雪花连在一起,一朵雪花相对另一朵雪花旋转了30度。这种雪花非常罕见。
五、狂野的天气
1.飓风:飓风是一种骇人的天气奇观,它以螺旋方式盘旋,持续风速119千米/时以上,并且能够带来强烈暴风雨,至于飓风眼则风平浪静,艳阳高照。
美国国家飓风中心的资料显示,飓风与台风只是同一种气候现象在不同地方的不同称呼。热带气旋按其中心附近的风速分级,风速在17米/秒以下的热带气旋称为热带低压,17米/秒—33米/秒的称为热带风暴。达到33米/秒以上时,这种天气现象在不同地区有不同的名字:太平洋东部和大西洋称为飓风,太平洋西部称为台风,印度洋称为旋风。
根据飓风中心每小时推进距离,美国国家飓风中心将飓风分为五级:一级飓风119-153公里;二级飓风154-177公里;三级飓风178-209公里;四级飓风210-249公里;五级飓风249公里以上。
2.龙卷风:龙卷风是一种强烈的、小范围的空气涡旋,是在极不稳定天气下由空气强烈对流运动而产生的,由雷暴云底伸展至地面的漏斗状云(龙卷)产生的强烈的旋风,其风力可达12级以上,最大可达100米每秒以上,一般伴有雷雨,有时也伴有冰雹。
六、天气和气候
如果有位研究地球的外星科学家遇到你,并向你问及昨天的天气,你可能会回答“昨天晴朗、温暖、微风”,或是其他简短描述。但是如果他问你过去一年的天气如何时,你可能就会迟疑并考虑一下了。你会如何描述这么长一段时间的天气和它的各种变化呢?
这时你要做的是描述气候,也就是一整年的正常天气情况。一个地区的气候是许多因素结合起来决定的,其中包括该地所接受的日照、陆地的高度、周边洋流和风的类型等。地球上分布着几个主要的气候区,这些气候区又可细分为更小、更特殊的气候。
气候之最:
雨:哥伦比亚的洛罗和印度的毛新拉姆,年降雨量有时可达1168厘米。
雷暴雨:印度的爪哇和乌干达的托罗罗,平均每年有250天以上是雷暴雨。
雾:加拿大纽芬兰的大浅滩,平均每年有120天起雾。
风:美国新罕布什尔州的华盛顿山曾经有过风速达每小时372千米的记录。
干旱:智利的阿里卡年降雨量少于0.08厘米。
热:利比亚的阿齐济耶和加利福尼亚州的死谷,曾有超过52℃的高温纪录。
冷:南极的东方站曾有-89.4℃的低温记录。
雪:华盛顿州的雷尼尔峰曾有年降雪量超过30米的记录。