●三維目標
知識與技能
1.認識什么是熱島效應，培養(yǎng)探究能力。
2.引導學生將熱力環(huán)流原理應用到城市熱島環(huán)流的分析之中，理論聯(lián)系實際，鞏固所學知識。
3.培養(yǎng)學生的資料分析能力，分析城市熱島效應發(fā)生的原因，并能提出減弱城市熱島效應及其影響的建議。
過程與方法
1.在所學熱力環(huán)流原理的基礎上，分析城市熱島效應發(fā)生的原因。
2.以探究學習方式進行問題研究。從等溫線分布圖中發(fā)現(xiàn)問題，從景觀圖片中分析產生問題的原因，討論問題會帶來的影響。
情感、態(tài)度與價值觀
1.培養(yǎng)學生科學研究的素養(yǎng)和態(tài)度。
2.培養(yǎng)學生的合作和團隊精神。
●重點
1.培養(yǎng)學生提取、分析地理信息的能力和表達能力。
2.引導提出減弱城市熱島效應及其影響的建議。
●難點
1.學生資料分析能力的培養(yǎng)。
2.理論聯(lián)系實際能力的培養(yǎng)。
●教具準備
多媒體設備，集成的相關課件
●課時安排
1課時
●教學過程
［新課導入］
師：2005年2月19日，成都迎來了9年一遇的降雪。雪花飛舞、愉悅人心的時候，市民也發(fā)現(xiàn)，在離市中心不到20千米的三圣鄉(xiāng)，雪花飄落在綠色的樹葉和盛開的花瓣上，白茫茫的銀裝頓時讓色彩斑斕的地方變成了北國風光。遺憾油然而生，成都城區(qū)雖然飄落著同樣的雪花，但城市像一個“火爐”，雪不著地就沒影了。為什么雪花不給城里人玩耍的機會呢？（來源：四川在線—華西都市報 http：//www.scol.com.cn??四川在線2005－02－26 07：02：20）
生：是城市熱島效應的影響。
師：正確。四川省專業(yè)氣象臺預報員吳德仁說，降雪當天，郊區(qū)最低氣溫降到了0 ℃，但城區(qū)溫度卻保持在2 ℃左右。所以，市民在城外可以欣賞到銀裝素裹的動人雪景，而雪花飄落到城區(qū)時，城里2 ℃的溫度使雪花瞬間化成了水。
我們今天要研究的課題就是：為什么城市氣溫比郊區(qū)高？
（板書）問題研究 為什么城市氣溫比郊區(qū)高？
推進（新知識傳授）
［教師精講］
（投影）課題研究思路：
師：請大家按照投影上的課題研究思路來展開研究。
（投影——資料1）圖2.29“城市熱島效應示意圖”，資料分析：
1.描述圖中氣溫曲線的特點。
2.總結什么是城市熱島效應。
師：上個星期日我們請家住市中心的幾個同學和家住郊區(qū)的幾個同學分別在早上8：00、下午14：00、晚上20：00同時測量居住地附近的氣溫。請大家上臺展示。
生：（分別上臺展示測量結果）
（投影表格）教師同時錄入學生測得的氣溫數(shù)據(jù)并演示出來。
地點
氣溫（℃）
時 間市中心距市中心5 km
（市中心外圍）距市中心10 km
（近郊）距市中心15 km
（近郊）
8：00
14：00
20：00
師：（按市中心到遠郊的順序及時間的順序，把學生測得的氣溫數(shù)據(jù)列表比較）請大家看投影圖示，讀圖分析。同時，再對照我們同學測得的不同地點不同時刻的氣溫數(shù)據(jù)，看看你能得出什么結論。
生：（分組合作討論）1.圖中氣溫曲線的特點是：城市中心的氣溫高于郊區(qū)，城郊居民區(qū)的氣溫高于農田。
生：（分組合作討論）2.城市熱島效應：就是一種城市氣溫比郊區(qū)高的現(xiàn)象。
（過渡）
師：大家分析得很準確。每當炎炎烈日之下，我們忍受著城市里的高溫酷暑，切身的體會使我們不由得要問：是什么因素導致了城市的熱島效應？請看投影，分析資料。
（投影——資料2）圖2.30、圖2.31，資料分析：
1.對比以上兩幅圖片，討論城市熱島效應產生的原因。
2.除了照片上提示的原因外，想一想還有哪些因素可能導致城市熱島效應。
生：（合作討論）1.地表覆被的不同是城市熱島產生的一個原因。
生：（合作討論，參考課前收集資料）2.盛夏季節(jié)，城市里熱浪滾滾，到了郊區(qū)，人們明顯感到?jīng)鏊嗽S多。在城市里，人們大量地燃燒石油、煤氣、煤炭等燃料，燃料中的化學能大部分轉換成機械能、電能，其余的則轉化為熱能，直接釋放到空氣中。大城市有幾十萬輛汽車，每天要排放大量尾氣，這些汽車尾氣的溫度都在100 ℃以上，這就大大影響了城市的氣溫。
城市中的建筑物鱗次櫛比，水泥或柏油地面的街道縱橫交錯，因而造成城市下墊面的性質與郊區(qū)不同。城市的建筑物和深色路面，在白天會大量吸收太陽輻射熱，并且很快地升溫。因此城市成了一個巨大的“熱島”。
此外，由于空氣中存在著大量煙塵和各種氣體污染物，因而在城市上空形成了云和霧。這些云霧在夜間減少地面的有效輻射，使得地面降溫減緩。這些特殊的條件使城市具有“熱島效應”，即城市比郊區(qū)、田野氣溫高。
城市有許多高樓大廈。重重疊疊的高樓大廈組成了龐大的人造屏障，當較冷的空氣從郊區(qū)流向城市里，這些人造屏障就會阻擋空氣的流動，這樣大部分冷空氣就被阻擋在城市外面。這也是造成城市比郊區(qū)氣溫高的原因。
“熱島”的強度通常和城市大小有關。幾萬到十幾萬人口的小城市市區(qū)和郊區(qū)氣溫相差2～3 ℃；數(shù)十萬人口的中等城市，市區(qū)和郊區(qū)相差3～5 ℃；而數(shù)百萬人口的大城市，市區(qū)和郊區(qū)氣溫可相差5 ℃以上。
“熱島效應”反過來又使城市耗電及用水量大增，夏天要想降低1 ℃比冬天升高1 ℃用電量要大得多。這樣，又要耗掉大量能源，造成更多廢熱，進一步加強“熱島效應”及其他氣候效應。
師：據(jù)估算，城市白天吸收儲存的太陽能比鄉(xiāng)村多80%。到了晚上，城市降溫緩慢，因此夏季前半夜便仍感悶熱。還有，晴天的夜間城市上空常有逆溫層存在，它阻礙了熱量向高空擴散。
（投影——資料3）圖2.32，資料分析：
1.熱島環(huán)流產生的原因是什么？
2.這種環(huán)流會對市區(qū)大氣污染物的擴散產生哪些影響？
3.還會產生哪些影響？
4.我們應該如何避免這種影響？
生：（分組合作討論）1.市區(qū)的氣溫高于郊區(qū)的氣溫，冷熱不均造成市區(qū)的大氣受熱膨脹上升，到一定高度向郊區(qū)擴散，近地面形成較低氣壓；郊區(qū)氣溫較低的大氣收縮下沉，近地面形成較高氣壓，大氣向氣壓較低的市中心擴散。這樣就在市中心和郊區(qū)之間形成了大氣的熱力環(huán)流。
師：請大家根據(jù)熱力環(huán)流原理繪制出城市和近郊大氣流動的示意圖。
（引導學生繪圖）
師：（對學生熱力環(huán)流原理的應用水平進行評價）
這種環(huán)流對城市大氣污染有什么樣的影響？
生：（分組合作討論）2.城市的熱島效應對大氣污染的擴散有一定的影響。由于城市好像一個“熱島”，熱氣不斷上升，形成一個低壓區(qū)，郊區(qū)的冷空氣向市區(qū)侵入，將郊區(qū)工廠的大氣污染物帶到市區(qū)，加上城區(qū)污染源又多，城郊和城區(qū)的污染物都向市中心集中，而原由市區(qū)擴散到郊區(qū)的污染物也隨之重新聚集在城市上空，持久不散。由于城市熱島效應所影響的高度一般只能達到地面以上100～300米的低空，城市上空的云、霧會增加，使有害氣體、煙塵在市區(qū)上空累積，市中心往往成了城市中大氣污染物濃度最高區(qū)，形成遠比郊區(qū)嚴重的大氣污染。
生：（分組合作討論）3.熱島效應在某些地區(qū)也有好處。比如在高緯都市區(qū)可采深色建筑以增強熱島效應。如北歐等高緯度地區(qū)，都市熱島效應對都市較為有利：因溫度較高，冬季積雪較少，可節(jié)省清雪費用，可減少暖氣消耗。
生：（分組合作討論）3.由于工業(yè)、生活排放的各種污染物集中于市區(qū)，容易形成酸霧、油霧、煙霧、光化學霧等，所以城市霧氣多。
生：（分組合作討論）3.城市的熱島效應威脅著市民的生活和健康，醫(yī)學研究表明，環(huán)境溫度與人體的生理活動密切相關。環(huán)境溫度高于28 ℃時，人們就會有不舒適感；溫度再高就易導致煩躁、中暑、精神紊亂；氣溫高于34 ℃，并伴有頻繁的熱浪沖擊，還可引發(fā)一系列疾病，特別是使心臟、腦血管和呼吸系統(tǒng)疾病的發(fā)病率上升，死亡率明顯增加。此外，高溫還可加快光化學反應速率，從而提高大氣中有害氣體的濃度，進一步傷害人體健康。
生：（分組合作討論）3.在“熱島效應”的作用下，城市中每個地方的溫度并不一樣，而是呈現(xiàn)出一個個閉合的高溫中心。在這些高溫區(qū)內，空氣密度小，氣壓低，容易產生氣旋式上升氣流，使得周圍各種廢氣和化學有害氣體不斷對高溫區(qū)進行補充。在這些有害作用下，高溫區(qū)的居民極易患上消化系統(tǒng)或神經(jīng)系統(tǒng)疾病，此外，支氣管炎、肺氣腫、哮喘、鼻竇炎、咽炎等呼吸道疾病人數(shù)也有所增多。夏季因中暑而叫急救車上醫(yī)院的人數(shù)增加。
生：（分組合作討論）3.美國宇航局的一項新衛(wèi)星觀測結果證實，熱島效應會導致城市地區(qū)降雨量顯著增加，這一結果再次提醒人們要重視城市化給氣候變化帶來的影響。謝潑德及其同事對美國宇航局“熱帶降雨測量”衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)的分析顯示，受熱島效應的影響，城市順風地帶的月平均降雨次數(shù)要比頂風區(qū)域多28%，在某些城市甚至高出51%。他們還發(fā)現(xiàn)，城市順風地帶的最高降雨強度，平均比頂風區(qū)域高出48%～116%。
由于城市熱島有利于空氣對流，在城市，出現(xiàn)雷暴、冰雹等強對流性天氣也比郊區(qū)多。
生：（分組合作討論）3.由于城市化對氣候的這些影響，城市氣候資源也發(fā)生相應的變化。一般說，在寒冷地區(qū)，城市的熱量資源有所改善。在炎熱地區(qū)，則更加劇了高溫危害。
師：那么我們應該如何避免這種影響？
生：（分組合作討論）4.減弱城市的熱島效應。
（過渡）
師：剛才我們一起研究了什么是城市的熱島效應，分析了城市熱島效應形成的原因，討論了城市熱島給城市帶來哪些影響。下面，請你根據(jù)你搜集的資料，對應城市熱島效應形成的原因，從吸熱和放熱兩個方面去考慮，提出減弱城市熱島效應及其影響的建議。
生：（分組合作探究）高緯都市區(qū)可采深色建筑以增強熱島效應。（如北歐等高緯度地區(qū)，都市熱島效應對都市較為有利：因溫度較高，冬季積雪較少，可節(jié)省清雪費用，可減少暖氣消耗）
低緯度地區(qū)應避免建造玻璃帷幕式建筑，以減少太陽輻射熱量的吸收，以免耗費冷氣空調資源。
生：（分組合作探究）現(xiàn)在熱島的防治和城市的整個規(guī)劃是非常有關系的。要逐步改善城市的布局，統(tǒng)籌安排工廠區(qū)和居民區(qū)，高層建筑不宜太密集，使風易于穿過市區(qū)。
生：（分組合作探究）還應盡可能地避免使人口特別密集。
生：（分組合作探究）防治熱島效應應注意到房屋形狀的設計、通風的問題。在整個居民生活用的設施在散熱方面統(tǒng)一規(guī)劃，也會降低熱島效應的問題。
生：（分組合作探究）熱島的效應之所以這么突出，原因就之一是污染。污染就好像一個暖蓋一樣，這樣一個暖蓋使得下面的空氣無法散發(fā)出去，就相當于一個溫室的問題，更可以加重暖蓋的效應。減少污染，使大氣更透明一些，熱島效應可能會有一些緩解。
生：（分組合作探究）重新確立交通體系，抑制車輛的廢熱排放量、改進鋪路材料，增強路面的透水性等。環(huán)境省的測算表明，如果建筑物的廢熱排放量減少一半、鋪設保水性材料道路的普及率達到50%、有50%的建筑物實現(xiàn)樓頂綠化，城市市區(qū)的氣溫將下降0.7 ℃，氣溫超過30 ℃的天數(shù)也將減少21.3%。
生：（分組合作探究）嚴禁填湖行為，擴大水域面積，有助于降低炎夏熱度。
生：（分組合作探究）對傳統(tǒng)工業(yè)結構進行改造；
生：（分組合作探究）建設高層樓房時有義務確保相應的綠化面積。
生：（分組合作探究）國內外專家都在積極研究和探索減少“熱島效應”的方法�，F(xiàn)在，許多城市都認識到“造綠”是改善城市“氣候島效應”的好辦法。削弱熱島效應，專家認為要從大力優(yōu)化生態(tài)環(huán)境做起：增加綠地面積，在路邊、花園和屋頂植樹種草，通過植物吸收熱量。
生：（分組合作探究）廣東省政協(xié)委員梁國昭認為，盡管廣州近年對綠化越來越重視，但有不少環(huán)節(jié)仍忽略了“熱島效應”因素。比如，為了城市美觀，一度營造出許多城市綠地，其實這些草坪的生態(tài)功能并不強，它們的蓄水能力較弱，缺少蒸騰作用，并不會給城市降溫。我們覺得他的意見很有道理。
生：（分組合作探究）立體綠化有別于簡單的草坪綠化，經(jīng)過合理布局，立體綠化有開發(fā)占地小、綠化面積大、見效快的功效。“樓頂綠化”即是其一，既能給樓宇降溫，又凈化空氣、美化景觀。
生：（分組合作探究）城市熱島強度和平面結構與綠化程度及其分布有密切的關系。當綠化覆蓋率達30%時，氣溫可下降8%；覆蓋率達40%時，氣溫可下降10%；覆蓋率達50%時，氣溫可下降13%。因此，當夏季白天氣溫為38 ℃時，50%的綠化覆蓋率可使氣溫降低4.9 ℃，基本上消除了城市熱島的威脅。另外，城市中綠化覆蓋率高的地段，都不是高溫中心的所在地。北京市根據(jù)1981年的資料分析，該市夏季熱島分布呈許多中心型，在市區(qū)范圍內常形成8～10個高溫中心，而這些高溫中心都與市區(qū)公園交錯，或分布在綠化覆蓋率較低的地方。
生：（分組合作探究）綠地增強城市的豎向通風。一般情況下，植物葉面的溫度不超過35 ℃，而水泥路面、建筑物表面的溫度則可達到40 ℃左右。城市中建筑物多的地區(qū)是暖點，加上工廠、鍋爐等人工熱源，形成了一個個高溫中心，而公園和多樹木的綠地則是“冷區(qū)”，這樣，綠地附近的較涼空氣就會不斷地向高溫中心輸送，產生了微小的豎向通風，這種通風沿著城市的大街小巷穿行，也會給人們帶來涼爽。
小結：剛才我們一起研究了什么是城市的熱島效應，分析了城市熱島效應形成的原因，討論了城市熱島給城市帶來哪些影響，并對應城市熱島效應形成的原因，提出了許多合理的減弱城市熱島效應及其影響的建議。希望大家能繼續(xù)以這種探究的學習方式，把我們平時的各科學習搞得更有成效。
布置作業(yè)：以“為什么城市氣溫比郊區(qū)高”為題，撰寫一篇小論文。把今天我們一起研究得到的體會和結論寫在論文里。
●板書設計
第二章 地球上的大氣
問題研究 為什么市區(qū)氣溫比郊區(qū)高
本文來自：逍遙右腦記憶 http://m.yy-art.cn/gaoyi/56451.html
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