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日志

从大气受热过程看“春捂秋冻”

已有 116 次阅读2021-10-19 10:03 |个人分类:深入思考|系统分类:教育教学

最近复习到了地质作用,谈风化作用的时候选用了2016年海南卷的一个选择题:

2016 海南卷)地表或接近地表的岩石,在温度变化等的作用下,在原地发生机械破碎而不改变岩石化学成分的作用叫物理风化作用。通常情况下,气温日较差大的地区,物理风化作用强烈。

(1)如果不考虑其他因素,在北半球中、高纬度地区物理风化作用最强的坡向是(  )

A.东北坡   B.西北坡   C.东南坡 D.西南坡

根据材料提示,气温日较差最大的区域就是物理风化最强烈的区域。对北半球中高纬度而言,南坡为阳坡,日较差大于北坡;从东西坡向来看,西坡下午受到的太阳辐射更强,白天最高气温高于东坡,日较差更大;综合来看,日较差最大的坡向是西南坡,所以物理风化最强烈,正确答案为D

这一题的错误率较高,还有学生表示看不懂所给的解析。阴阳坡的气温日较差比较不是难点,为什么西坡的太阳辐射会强于东坡?

从气温的日较差来看,就是一天中的最高气温和最低气温的差值。在大气受热的复习过程中,重点给学生区别了太阳辐射、地面辐射和大气辐射。大气受热本质上是一个热量的吸收和转化过程,太阳辐射是地面的直接热源,地面率先吸收太阳辐射增温;太阳辐射是大气的根本热源但不是直接热源,太阳辐射穿过大气层来到地面,大气对太阳辐射的吸收很少,大气难以增温;大气增温是大量吸收地面长波辐射,所以地面辐射是大气的直接热源。而地面增温靠太阳,吸收太阳短波辐射后增温,并以长波辐射的形式向外散失热量,这里就存在吸热--增温--散热的过程,是需要时间的。根据气温日变化示意图,大致确定所需时间1小时左右。大气主要吸收地面辐射增温,时间还要延后,大致在当地时间的午后1400气温达到一天中的最高值。当时大部分学生都表示理解,还做了相关的习题,知识的掌握情况还是很好的。

就这个题而言,就是对气温日较差的判断。一天中的气温最高已经是午后1400,太阳在当地时间的1200位于正南方,过后逐渐西落,午后1400太阳已经照射西南坡,所以西南坡的物理风化最强烈。后来对这个错题进行更正的时候,学生说能审明考查的是日较差,也记得最高温在午后,最低温在日出前后,但是不能明晰各个坡向的日较差怎么会有差异;部分学生表示能排除阴坡,但是不明白为什么东西坡向还有差异。可能是太阳视运动轨迹不清楚?在一轮复习的时候我弱化了地球运动的讲解,轻原理重现象,降低了理解难度,但是也带了明显的问题,学生的迁移能力几乎没有。

就题拓展的时候,我从日出日落的角度提问:日出、日落太阳均位于地平线上,根据我们的生活经验,两个时刻的气温是否存在差异?哪一个时刻的气温更高?为什么?学生就用图册上的太阳辐射、地面辐射与气温日变化的关系示意图进行了阐释。

从一年来看,春分、秋分太阳直射点均在赤道上,但是这两天的气温大致相当吗?时间尺度放大,学生也不清楚。但是有一句俗语叫“春捂秋冻”,即是说春季升温不要急着减衣服,秋天降温可以慢一点加衣服。那为什么不叫“春冻秋捂”?因为是讲题后进行的提问,学生就能说出是气温升高与太阳直射点的移动相比具有时间上的滞后性,秋季降温也具有滞后性。所以春季升温慢,不能着急脱下厚衣服;才经过了夏天的升温,秋季的气温没有那么低,所以可以冻一冻。

但是下课就被学生拦住了:“老师,你说春捂秋冻,为什么你穿得这么厚?”呃,老师年纪大了,不抗冻

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