天气与气候
《天气和气候》教案[编辑 | 编辑源代码]
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。
