淺析學(xué)生對(duì)“大氣運(yùn)動(dòng)”部分易出現(xiàn)的“誤解”

遼寧 邢春雷

大氣運(yùn)動(dòng)是自然地理部分的重中之重，從簡(jiǎn)單的熱力環(huán)流形成的基本原理到復(fù)雜的全球性的三圈環(huán)流的形成，對(duì)于學(xué)生而言，學(xué)習(xí)過(guò)程中一定會(huì)存在諸多困惑，甚至對(duì)一些知識(shí)點(diǎn)存在“誤解”。大氣運(yùn)動(dòng)在表現(xiàn)形式上分為水平運(yùn)動(dòng)與垂直運(yùn)動(dòng)，大氣的水平運(yùn)動(dòng)即為風(fēng)，垂直運(yùn)動(dòng)為氣流；全球性有規(guī)律的大氣運(yùn)動(dòng)為大氣環(huán)流，包括三圈環(huán)流和季風(fēng)環(huán)流，無(wú)論哪種環(huán)流模式都是建立在熱力環(huán)流基礎(chǔ)上的。很多學(xué)生對(duì)大氣運(yùn)動(dòng)部分的重點(diǎn)內(nèi)容常出現(xiàn)錯(cuò)誤理解，包括氣壓和氣溫高低的判定、風(fēng)的“誤解”、三圈環(huán)流的“誤解”等，本文著重對(duì)以上幾個(gè)方面進(jìn)行分析。

一、氣壓高低的判定

A地為冷源，B地為熱源，在垂直方向上，由于地表受熱不均導(dǎo)致空氣發(fā)生上升和下沉運(yùn)動(dòng)；在水平方向上，由于水平氣壓差異產(chǎn)生水平氣壓梯度力，導(dǎo)致空氣水平方向上的流動(dòng)?？諝獯怪狈较蛏系倪\(yùn)動(dòng)是由于熱力原因造成的，水平方向上是由于動(dòng)力原因造成的，最終形成逆時(shí)針?lè)较虻沫h(huán)流模式，見(jiàn)圖1。

圖1

對(duì)于A，B，C，D四點(diǎn)的氣壓或氣溫的比較，常用的方法是使用“凸高為低，凸低為高”這個(gè)口訣。學(xué)生在應(yīng)用這種方法時(shí)最容易出現(xiàn)理解上的錯(cuò)誤，把“高”和“低”當(dāng)做海拔處理，這樣的話，學(xué)生得到的結(jié)論自然與正確結(jié)果背道而馳。“凸高為低，凸低為高”，這里的“高”和“低”指等值線對(duì)應(yīng)要素的數(shù)值大小，海拔越高，氣壓或氣溫越低?，F(xiàn)以C點(diǎn)和D點(diǎn)為例，C點(diǎn)等壓線凸向低處，所以C點(diǎn)等壓線凸向的是高值處，說(shuō)明C點(diǎn)相對(duì)于同一海拔上的D點(diǎn)為低值；同理，D點(diǎn)等壓線凸向的是高處，即低值處，說(shuō)明D點(diǎn)相對(duì)于同一海拔上的C點(diǎn)為高值?？谠E法解決問(wèn)題不僅快速，而且對(duì)于高中地理各階段出現(xiàn)的等值線方面的數(shù)值大小比較問(wèn)題都適用，必須加以重視，不能對(duì)其存在“誤解”。

水平線法在解決數(shù)值比較方面也較為實(shí)用，以C點(diǎn)和D點(diǎn)的氣壓值比較為例，在圖1的基礎(chǔ)上，過(guò)C點(diǎn)和D點(diǎn)做一條水平線，見(jiàn)圖2。在垂直方向上，因?yàn)镋點(diǎn)海拔高于D點(diǎn)，所以D點(diǎn)的氣壓值高于E點(diǎn)，同理，C點(diǎn)氣壓值低于G點(diǎn)，而E，F(xiàn)，G三點(diǎn)在一條等壓線上，氣壓值相等，由此可以得到D點(diǎn)氣壓值高于C點(diǎn)的結(jié)論。

圖2

通過(guò)不斷的探究，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)對(duì)于同一海拔的兩個(gè)點(diǎn)，處于等壓線下的點(diǎn)的氣壓值高于等壓線以上的點(diǎn)的氣壓值。這個(gè)技巧性的判定方法，也是依賴(lài)于水平線法或其他判定方法的基礎(chǔ)上總結(jié)出來(lái)的，對(duì)于已經(jīng)熟練掌握了熱力環(huán)流原理的學(xué)生是比較適用的。另外，對(duì)氣壓和氣溫高低的判定還需要注意的是，上述三種方法都是對(duì)水平方向上兩點(diǎn)進(jìn)行比較，在垂直方向上，無(wú)論是氣溫還是氣壓都是海拔越高，數(shù)值越小。

【例題1】讀“等高面與等壓面關(guān)系示意圖”，完成1，2題。

1.圖中表示氣壓相等的數(shù)碼是

( )

A.④和⑤ B.①和③ C.①和④ D.③和⑤

2.關(guān)于圖中甲、乙兩地大氣狀況的敘述正確的是

( )

A.甲地氣壓低于乙地 B.甲地氣溫高于乙地

C.甲地空氣受熱下降 D.乙地易形成陰雨天氣

【解析】1.根據(jù)氣壓變化的原理，在同一等壓面上的點(diǎn)氣壓相同，在豎直方向上，海拔升高氣壓降低。讀圖可知，五個(gè)點(diǎn)中，①②③位于同一等壓面上，氣壓相同，①與④在同一豎直方向上，①的海拔高，氣壓低于④，③與⑤在同一豎直方向上，⑤的海拔高，氣壓低于③。所以氣壓由高到低排序?yàn)棰?①=②=③>⑤。故答案選B。

2.高空氣壓分布與近地面相反，在高空④>⑤，所以近地面氣壓甲大于乙，A錯(cuò)誤；在水平方向上，氣流由甲流向乙，在高空由乙地的高空流向甲地的高空，即由④流向⑤。垂直方向是甲地下沉，多為晴朗天氣，說(shuō)明甲地氣溫較低；乙地上升，說(shuō)明乙地氣溫高，多陰雨天氣。因此B，C錯(cuò)誤，D正確。故選D。

二、對(duì)風(fēng)的“誤解”

在人教版和湘教版高中地理教材中都可以找到大氣運(yùn)動(dòng)和等壓線關(guān)系圖。圖中包括近地面風(fēng)和高空風(fēng)兩種，低空風(fēng)受水平氣壓梯度力、地轉(zhuǎn)偏向力、摩擦力的作用，風(fēng)向最終和等壓線斜交；高空風(fēng)不受摩擦力影響，在水平氣壓梯度力、地轉(zhuǎn)偏向力作用下，風(fēng)向最終與等壓線平行。在風(fēng)的形成過(guò)程圖中包含的等壓線、低空風(fēng)和高空風(fēng)、風(fēng)所受的力都是在同一個(gè)水平面上發(fā)生的，但是由于大多是通過(guò)教材或者多媒體呈現(xiàn)給學(xué)生的，所以在視覺(jué)上容易導(dǎo)致學(xué)生誤將氣壓值最高的等壓線方向當(dāng)作地表方向來(lái)看待，而錯(cuò)誤認(rèn)為風(fēng)是從地表向上吹去的，忽略了風(fēng)是大氣的水平運(yùn)動(dòng)，這樣就造成學(xué)生對(duì)整個(gè)大氣運(yùn)動(dòng)的學(xué)習(xí)存在嚴(yán)重的認(rèn)知錯(cuò)誤，即使能做對(duì)題，也失去了知識(shí)本身應(yīng)有的價(jià)值。因此，對(duì)大氣水平運(yùn)動(dòng)的理解需要教師給學(xué)生滲透正確的觀念，一定不能疏忽。建議在教學(xué)過(guò)程中可以要求學(xué)生把書(shū)放平來(lái)理解大氣運(yùn)動(dòng)和等壓線的關(guān)系，或者在講解過(guò)程中進(jìn)行情景化教學(xué)，將教室中每一列的學(xué)生看做等壓線，擬定高壓區(qū)和低壓區(qū)，進(jìn)而演示高空風(fēng)或低空風(fēng)真正的運(yùn)動(dòng)方向，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)大氣水平運(yùn)動(dòng)的認(rèn)知，提高學(xué)生的地理思維品質(zhì)。2019年人教版高中地理新教材對(duì)大氣運(yùn)動(dòng)和等壓線關(guān)系圖進(jìn)行了一定程度上的優(yōu)化，進(jìn)一步避免了學(xué)生對(duì)大氣的水平運(yùn)動(dòng)出現(xiàn)認(rèn)知上的錯(cuò)誤。

【例題2】下圖中V代表P地某時(shí)的風(fēng)向，M為經(jīng)過(guò)P地的等壓線，據(jù)圖中信息判斷下列敘述正確的是

( )

A.P地位于南半球

B.P地位于高空

C.P地北部氣壓比南部高

D.P地位于北半球近地面

【解析】本題主要考查的知識(shí)點(diǎn)是根據(jù)等壓線判斷風(fēng)向。根據(jù)等壓線畫(huà)風(fēng)向主要包括兩個(gè)步驟，①畫(huà)出水平氣壓梯度力。水平氣壓梯度力是從高壓指向低壓，并垂直于等壓線；②考慮南北半球以及近地面或高空風(fēng)，畫(huà)出風(fēng)向。其中受地轉(zhuǎn)偏向力的影響，實(shí)際的風(fēng)向會(huì)在水平氣壓梯度力的基礎(chǔ)上發(fā)生偏轉(zhuǎn)，具體偏轉(zhuǎn)為“南左北右赤道無(wú)”。故從圖中看，風(fēng)向向右發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明該地為北半球，故A選項(xiàng)錯(cuò)誤。高空風(fēng)只受地轉(zhuǎn)偏向力和水平氣壓梯度力的影響，最終的風(fēng)向與等壓線平行，而此圖風(fēng)向與等壓線斜交，故可判斷為近地面風(fēng)，B選項(xiàng)錯(cuò)誤。風(fēng)由高壓吹向低壓，圖中南部比北部高，故C選項(xiàng)錯(cuò)誤。風(fēng)向與等壓線斜交，且在水平氣壓梯度力的基礎(chǔ)上向右偏轉(zhuǎn)，故D選項(xiàng)正確。

三、對(duì)三圈環(huán)流的“誤解”

太陽(yáng)輻射在高低緯間的熱量差異及地轉(zhuǎn)偏向力的作用下，形成了全球性的大規(guī)模有規(guī)律的大氣運(yùn)動(dòng)——三圈環(huán)流，在近地面形成六個(gè)風(fēng)帶和七個(gè)氣壓帶，氣壓帶由北極向南極方向呈高—低—高—低—高—低—高的分布特點(diǎn)。三圈環(huán)流是大氣運(yùn)動(dòng)最復(fù)雜的部分，學(xué)生往往覺(jué)得這部分內(nèi)容很難掌握，因?yàn)椴粌H要理解較為抽象的三圈環(huán)流的形成機(jī)制，還要記憶氣壓帶及風(fēng)帶全球性的分布規(guī)律。學(xué)生常出現(xiàn)的誤區(qū)在于將“體”看成“面”，以北半球三圈環(huán)流為例，見(jiàn)圖3。圖中包括三個(gè)環(huán)流圈，分別位于低緯、中緯、高緯。學(xué)生由于讀圖能力不足、缺乏空間想象能力誤以為三個(gè)環(huán)流圈是在南北向的一個(gè)平面上發(fā)生的，而不是從三維角度出發(fā)把三圈環(huán)流放在立體空間中去思考。

圖3 北半球三圈環(huán)流

如何幫助學(xué)生從誤區(qū)中走出來(lái)？一般是利用多媒體進(jìn)行三維動(dòng)畫(huà)演示或在地球儀上進(jìn)行粘貼紙帶的教學(xué)活動(dòng)，但是這兩種方法都存在一定的缺點(diǎn)，效果一般。最好的方法就是制作三圈環(huán)流的三維模型。教師可提供給學(xué)生制作說(shuō)明、要求學(xué)生分組制作，進(jìn)而提高學(xué)生合作探究能力、地理實(shí)踐力。九個(gè)透明立方體狀的組合塊確定了三圈環(huán)流所在的空間，模擬氣流的條狀指示標(biāo)可代表大氣運(yùn)動(dòng)過(guò)程。副熱帶高氣壓帶、東北信風(fēng)帶、盛行西風(fēng)帶等氣壓帶和風(fēng)帶得到了清晰的呈現(xiàn)，學(xué)生可結(jié)合教材探究三圈環(huán)流的形成機(jī)制，使整個(gè)三圈環(huán)流形成過(guò)程變得淺顯易懂,不再抽象,更重要的是可以確定三圈環(huán)流所處的空間特征，避免學(xué)生對(duì)三圈環(huán)流存在“誤解”。

【例題3】如圖是南半球三圈環(huán)流的一部分，讀圖完成下列問(wèn)題。

(1)圖中氣壓帶的名稱(chēng)：A為_(kāi)_______，B為_(kāi)_______。

(2)圖中風(fēng)帶的風(fēng)向：①________，②________。

【解析】(1)由題意可知，此環(huán)流是南半球三圈環(huán)流，A處位于北側(cè)的上升氣流，可以判斷是赤道低氣壓帶，B處是受到氣流下沉的作用形成了高氣壓帶，是副熱帶高氣壓帶。(2)從圖上南半球的三圈環(huán)流可以判斷，①處地面的風(fēng)是由副熱帶高氣壓帶吹向赤道低氣壓帶，受地轉(zhuǎn)偏向力的作用形成東南風(fēng)，因一年四季都是這個(gè)方向，所以稱(chēng)為東南信風(fēng)；②處地面的風(fēng)是由副熱帶高氣壓帶吹向副極地低氣壓帶，方向是西北風(fēng)。

所有地理事件的發(fā)生和發(fā)展都是建立在一定時(shí)間和空間的基礎(chǔ)上的，如果學(xué)生能夠帶著時(shí)間與空間的概念去思考地理問(wèn)題，特別是大氣運(yùn)動(dòng)部分的內(nèi)容，那么就不會(huì)存在對(duì)風(fēng)的“誤解”、對(duì)三圈環(huán)流的“誤解”等問(wèn)題了，但時(shí)間與空間的概念并不是一朝一夕就能掌握的，這就需要教師在教學(xué)過(guò)程中不斷對(duì)學(xué)生加以引導(dǎo)，在教學(xué)生知識(shí)的同時(shí)，更要注重學(xué)生地理思維品質(zhì)的培養(yǎng)。