地球大气层的演变（精选6篇）
地球大气层的演变 篇1
一、教材地位作用
本课是人教版高中《地理》必修一第二章, 大气圈层的开篇内容。“大气的受热过程”为第一节“冷热不均引起大气运动”的第一课时。设计将:大气受热过程、大气受热原理的实践运用, 两部分内容融合为一堂课, 突出地理原理规律的实践意义。其中重要的知识点“地面是大气的直接热源”是后面学习热力环流的理论基础, 是深入学习“气压带和风带”等知识的前提条件, 各知识环环相扣。所以, 本课作为本章开篇, 既具有其地理实践意义, 又是后面章节的知识、理论基础。
二、教材内容分析
课标要求运用图表说明大气受热过程。
从正文看, 教材的编排紧贴课标的要求, 以大版面图2.1“大气的受热过程”, 结合文字说明, 引导学生分析大气受热过程。因此, 本图的深入分析是本课教学核心。
与太阳辐射、地面辐射相对应, 大气辐射也是一个重要概念。以地球和月球表面昼夜温差的差异现象为案例, 运用图示对比呈现的方式, 意在使学生通过读图分析, 理解大气保温作用的重要意义。
三、教学目标
1.根据图示说明大气的受热过程, 明确地面是近地面大气最主要、直接的热源。
2.理解大气热力作用形式、特点、过程和意义。
3.对比青藏高原、成都平原两地太阳辐射状况, 理解大气削弱作用的意义。
4.探究“地球和月球表面昼夜温差大”的原因, 理解大气保温作用的意义。
5.运用大气受热原理解释相应地理现象, 激发探究地理问题的兴趣。
6.通过“全球变暖“视频播放, 加强学生的环保意识。重难点:
重点:完整大气受热过程 (削弱作用、保温作用)
难点:近地面大气的主要、直接热源———地面 (容易混淆为“太阳是近地面直接热源”)
运用大气受热过程原理, 解释地理现象, 解决实际问题 (考查学生热迁移能力, 且大气受热过程步骤众多, 学生易混淆)
四、教学过程
◤新课导入:以“美女来找茬”的活动幽默开场。引导学生对比藏族女孩和成都女孩皮肤差异, 引发两大问题思考。
◤问题导学:1、为什么云层厚度会影响辐射强度 (地理环境对比) ;2、为什么青藏高原辐射强烈, 温差却那么大 (俗语:早上穿皮袄, 中午赤膊佬) ?
此导入有趣且具启发性, 贴近现实生活, 意在激发学生兴趣, 引发学生思考。自然过渡至学习主题。
◤新课学习:
环节一:知识铺垫:对太阳辐射的认识
大气受热过程涉及较多物理知识, 其中, 关于太阳辐射原理、太阳辐射能量分布以及大气成分和分层, 这三点学生理解较困难。虽新教材将此部分内容删除, 但要使学生全面认识大气的受热过程, 有必要对以上知识做补充。
环节二:大气对太阳辐射削弱作用探索
向学生展示大气削弱作用图示, 从图中获取:
1.各大气成分对太阳辐射的削弱作用 (强调:O3吸收紫外线CO2、水汽, 吸收红外线, 为理解地面为大气直接热源做铺垫) 。
2.大气削弱作用分类。
在对削弱作用原理阐释后, 回归课堂开始“问题导学”第1问。引导学生得出“大气削弱”所起作用。并给出常见自然现象, 考查学生对三大削弱作用的迁移运用情况。
环节三1:大气受热过程图解梳理 (总)
环节三2:地面辐射形成过程分析 (分) ———太阳暖大地——大地暖大气
环节三3:保温作用分析 (分) ——大气还大地
1.以教材图2.1的分析, 引导学生读图归纳大气如何受热增温, 使学生从总体了解大气受热各过程。
2.以动画形式, 带领学生描述大气受热各步骤, 并总结归纳为“太阳暖大地、大地暖大气”两大步骤, 为学生理清思路。自然引发出“谁是近地面大气直接热源”的思考。解决第一大难点。
为使学生更深刻认识近地面大气热源这一难点、易错点, 以山地温差实例调动学生感官积累, 理解:地面是近地面大气直接热源, 使得气温从山脚到山顶依次降低。
3.对大气受热过程的全面理解, 还应深入分析大气逆辐射带来的保温作用。这一重点将结合教材活动开展。
环节四:活动探究:月球昼夜温差为何比地球大?
前面已对大气受热过程进行了分析, 此活动将采用“学生为主体进行探究, 教师以原理动画分析指导”的方式进行。
具体操作为:引出大气逆辐射概念后, 学生阅读图2.2, 小组讨论探究问题 (2) ;最后, 教师采用动画演示, 对比分析得出大气保温作用的深刻意义, 并引导学生迁移解释“问题导学”第二问;为使学生全面、辩证看待问题, 以正反两面案例, 启发学生思考。
正面案例为:农业生产利用保温作用原理, 采用塑料大棚、人造烟雾等预防农作物受冻害。
反面案例为:温室效应 (视频)
(人类的肆意破坏给自己带来恶果, 从而激发其环保意识)
环节五:知识总结 (三大削弱作用、保温作用、大气受热完整过程)
◤课后探究:阿拉伯人的服饰和当地气候有怎样的联系?
(进一步贯彻”人地关系“理念)
摘要：“大气的受热过程”中重要的知识点“地面是大气的直接热源”是后面学习热力环流的理论基础, 是深入学习“气压带和风带”等知识的前提条件, 各知识环环相扣。所以, 本课作为本章开篇, 既具有其地理实践意义, 又是后面章节的知识、理论基础。
关键词：大气受热过程,大气的直接热源,削弱作用,保温作用
参考文献
[1]王德, 冯文和.“冷热不均引起大气运动”教学的几点思考.地理教育.高中地理, 2010 (17)
[2]王玉芹.南京师范大学附属中学.“冷热不均引起大气运动”教学设计.地理教育.高中地理, 2010 (4)
[3]刘阳平.江西省景德镇市第七中学.学生如何学好自然地理——以《冷热不均引起大气运动》为例.学苑教育, 2012 (13)
地球大气层的演变 篇2
1、对流层
（1）从地面到大约10～16千米处（极地大约8～9千米，赤道15～18千米），是大气层的最底层。
（2）这一层集中了约整个大气的四分之三的质量和几乎全部的水汽量。
（3）大气的对流在这一层十分发达，气温随高度的下升而均匀下降，平均每上升100米降低0.6℃，在11千米附近温度下降到-55℃。
（4）这层的顶部叫对流层顶，这里气温不再随高度上升而降低，而是基本不变，是一个很稳定的层次，对流层里的天气影响不到这儿来。这里经常晴空万里，能见度极高，空气平稳，非常适宜喷气客气的飞行。
2、平流层
（1）从对流层顶向上到55千米高空附近。
（2）这一层是地球大气中臭氧集中的地方，尤其是在其下部，即在15～25千米高度上臭氧浓度最大，因而这一层又称臭氧层。
（3）平流层虽然水汽极少，天气现象比较少见，但随着气象火箭和卫星的发射，发现这一层的`气流等的变化与对流层中天气变化有着密切联系，相互影响。
3、中间层
（1）从平流层顶向上，也就是从55千米到80千米这个范围被命名为中层大气，简称中层。
（2）在这里，温度随高度而下降，大约在80千米左右达到最低点，约为-90℃。人们一般把飞行高度达到80—100千米的飞行器，看成是不依靠大气飞行的航天器。
4、热层
（1）从中层大气向上到500千米左右的范围。之所以叫热层，是因为这层中的空气分子和离子直接吸收太阳紫外辐射能量，因而运动速度很快，和高温气体一样。
（2）这里空气极其稀薄，尽管热层顶的气温可达1000℃（太阳比较宁静时）～℃（太阳活动剧烈时），但实际上却根本不会感到热。
5、逃逸层
（1）500千米以上是外大气层，这一层顶也就是地球大气层的顶。在这里地球的引力很小。
（2）再加上空气又特别稀薄，气体分子互相碰撞的机会很小，因此空气分子就像一颗颗微小的导弹一样高速地飞来飞去，一旦向上飞去，就会进入碰撞机会极小的区域，最后它将告别地球进入星际空间，所以外大气层被称为逃逸层。
科学家在地球模拟木星大气层 篇3
在美国亚特兰大市中心的一个屋顶上，一支科学家小组正在模拟构造木星大气层。他们的研究结果将帮助天文学家理解美国宇航局“朱诺”航天器2016年返回地球的木星观测数据。这将帮助科学家更好地理解木星这颗太阳系内最大行星的起源之谜和构成元素。
据美国太空网站报道，在美国亚特兰大市中心的一个屋顶上，一支科学家小组正在模拟构造木星大气层。他们的研究结果将帮助天文学家理解美国宇航局“朱诺”航天器2016年返回地球的木星观测数据。
使用业余望远镜便能观测到木星的云层带和大红斑，但是木星大气层的构成元素却很难探测到。近日，朱诺航天器成功发射升空，踏上5年木星勘测征途。该航天器通过多个科学仪器进行观测，有望帮助科学家更好地理解木星这颗太阳系内最大行星的起源之谜和构成元素。
模拟木星大气层
作为太阳系内最大的行星，木星很可能是首颗环绕太阳的气体灰尘行星，关于它过去历史的重要信息将是揭晓包括地球在内其它系内行星早期历史和结构形成的关键线索。
但是木星却紧紧保守着大气层的秘密，木星辐射带阻挡了提供低大气层详细状况的低频射电波，此次朱诺航天器将绕道避开辐射带克服观测上的障碍。当朱诺航天器抵达木星，它的微波探测仪 (MWR将深度研究行星大气层，其6个波段微波将穿透木星大气层 (5000公里以上的厚度) 。这将使航天器探测返回关于不同高度大气层的详细信息。但是没有对比参照，即使朱诺航天器勘测到大气层的信息，也无法进行破译解释。
目前，科学家对木星大气层进行了模拟，模拟实验主要使用的是一个加压炉，炉内气体处于特定的温度和压力下，科学家能够测量朱诺航天器预计记录木星的不同状况信息。美国乔治亚理工学院的保罗·斯特费斯 (Paul Steffes) 说：“在这个模拟器中，我们可以混合不同‘处方’成份来模拟木星大气层。”
斯特费斯和同事模拟了5000多种不同气体，通过改变温度和压力使其更接近于木星大气层中可能发现的气体。每一种潜在信息将备案记录下来，当朱诺航天器开始传送木星大气云层的详细资料时，科学家将把模拟状况信息与航天器观测数据进行匹配，从而鉴别木星不同区域的大气组成成份。这项模拟实验已帮助科学家鉴别出其它行星的大气层。
斯特费斯说：“我们的研究结果已用于解释卡西尼探测器对土星的射电观测信息，甚至包括更早期航天器仪器的观测数据，比如：对天王星和海王星进行观测的‘旅行者号’星际探测器。”
穿透木星大气层迷雾揭晓秘密
科学家希望透过木星大气层迷雾揭晓一些至关重要的问题，例如：木星大气层中存在多少水蒸气。这将帮助科学家进一步理解多少水资源存在于富含氢的太阳系中。
关于木星是否存在水是一个具有争议性的问题，此前有关科学报道称木星存在水资源的消息具有不一致性。当苏梅克·列维彗星碰撞在木星表面，溅出氧分子暗示着大气层中富含水分，但之后的勘测数据却否认了这项发现。
斯特费斯说：“1995年，伽利略探测器在木星发现一些水资源，但是所在位置却位于非常干旱的区域，且并不代表整个行星都分布水资源。”此后天文学家便致力于探测木星大气中含有多少水蒸汽，但迄今为止天文学家们一无所获。
地球大气层的演变 篇4
《地球上大气》一章的教学目的是让学生掌握大气的组成和分层结构，大气的热状况，大气运动的基本规 律和各种气候的成因。此章内容多，知识量大，教学难点也多。特别是大气环流，各种气候的成因和特征以及 在不同气候控制下的自然带的特点等问题，学生不仅不易理解，而且容易混淆。为了帮助学生更好地掌握这部 分知识，突破本章的教学难点，我在教学中，采用录像、投影、黑板略图等多种媒体教学法，对“热带雨林” 、“萨瓦纳”、“地中海”、“热带沙漠”等气候的景观及分布，大气环境对气候的影响，三种季风气候的成 因等难点问题进行了如下的教学设计：
一、“热带雨林”、“萨瓦纳”、“地中海”、“热带沙
漠”的景观和分布的教学设计
这部分内容，要求教师在教学中要突出直观、形象和真实性，使学生从形象真实的气候景观中区分并掌握 各种气候带景观的不同特征，进而掌握它们的分布规律和分布特点。但只凭口头讲述或看景物图是达不到这种 效果的。于是，在教学中我采用了录像手段。如我在教学热带雨林的景观特征时，用录像放映了非洲的刚果河 流域、南美的亚马孙河流域、亚洲的印度尼西亚等地的景观，学生真切地看到了那茂密和高低分层的树林，那 一部分落叶而另一部分正在开花的景象以及那大树上缠绕的藤条使人寸步难行的情景。这样，学生就牢固地掌 握了热带雨林的植被特征。在教学中，我把平时从中央电视台录下的《动物世界》进行剪辑合成，在播放各类 气候的景观录像时再配上相应地区动物的录像，以增加学生的兴趣。其它三种气候类型的景观和分布的教学也 采用了上述方法。教师将形象真实的电视教学与生动的语言讲述相结合，使学生较好地完成了由感性知识向理 性知识的转化。
二、“大气环流”的教学设计
“大气环流”是形成气候的重要因素。由于大气环流促进了高低纬度之间、海陆之间热量和水汽的交换， 因此，在不同的环流形势下，气候类型各不相同。同是北纬30°-40°的大陆，西岸由于太阳直射点的转移，引 起了气压带和风带的移动，形成了冬雨夏干的地中海气候。东岸由于海陆热力性质的差异形成了夏热冬温的亚 热带季风气候。这部分内容，学生不易理解，教学难度较大。在讲述地中海气候的成因时，我设计了抽拉式投 影片进行演示和讲解。先用一张基片，画上亚欧大陆西岸30°N-40°N地区的地中海地区的地理轮廓图，并标出 30°N-40°N纬线。用另一张作抽拉复片，复片上画出东北信风带，副热带高气压带和西风带。当副热带高气压 带移至到30°N-40°N之间时，地中海地区处于副热带高气压带的控制之下，盛行下降气流，气候炎热干燥(夏 季)。然后，将抽拉复片向南移动，让西风带进入30°N-40°N之间，这时地中海地区已处于西风带控制之下， 由于西风从大西洋带来丰沛的水汽，使气候变得温暖、湿润(冬季)。这样就突破了这部分的知识难点，使学 生较好地理解和掌握了这部分内容。
为了让学生区别地中海气候和萨瓦纳气候的成因(因为它们都是由于太阳直射点的位置移动，引起气压带 和风带随季节移动而形成的)。我又设计了抽拉复片。以非洲北部萨瓦纳地区为底图，在另一张抽拉复合片上 画出赤道低气压带和东北信风带，当太阳直射北回归线附近时，把抽拉复片上的赤道低气压带移至非洲北部的. 萨瓦纳带，此时，该地区处于上升气流的控制之下，高温多雨，形成了湿季;当太阳直射南回归线附近时，抽 拉片上的东北信风带移到该地，东北信风是从高纬吹向低纬的，随着信风的吹拂气温上升，水汽蒸发，变得干 燥，再加上东北信风是从大陆来的，更加深了干旱的程度，形成了干季。教师边演示边讲解后，让学生自己归 纳总结出“萨瓦纳”和“地中海”气候的不同特点(学生总结内容略)。这两种气候的成因和特点是本章的难 点，以往用传统教学法讲述这两个难点时，教师一次又一次的讲解，说破了嗓子学生还是不能很好地理解和掌 握，使用了投影片就迎刃而解了，其原因是受惠于电教。
三、三种季风气候的教学设计
在亚洲大陆东岸有三种季风气候：热带季风气候、亚热带季风气候、温带季风气候。这部分内容也是学生 容易混淆的难点知识。对这部分内容的教学我采用了在黑板上画略图的方法。即先勾画出中国轮廓图、南亚和 东南亚轮廓图，然后教师指图向学生讲解说明，我国在世界最大的大陆亚欧大陆的东部，东临世界最大的大洋 太平洋，所以，海陆热力差异最大，季风气候最显著。冬季，强大的亚洲高压与太平洋低压之间在地转偏向力 的作用下形成西北风(在我国大陆图上标出西北风的方向)。在亚洲高压与印度低压之间由于地转偏向力的影 响刮东北风(在南亚和东南亚的黑板图上标出东北风的方向)。夏季，北太平洋高压势力增强，亚洲大陆形成 印度低压，东南风吹到亚洲东南岸，这就是东南季风(在图上标出风向)。以上季风都是由海陆热力差异引起 的。在我国西南及印度一带(在图上标出赤道和南回归线的位置)，夏季由于太阳直射点的北移，赤道低气压 带移至北半球，南半球的东南信风越过赤道以后，在地转偏向力的影响下，右偏为西南季风。所以，海陆热力 性质的差异是季风形成的主要原因。但不是唯一原因，还有气压带和风带随季节转移的原因。教师在指图向学 生讲明三种季风气候的成因后，再让学生总结归纳三种季风气候的分布和特征：在我国秦岭――淮河以北，日 本、朝鲜北部，冬季严寒，夏季炎热，为温带季风气侯;我国秦岭――淮河以南，夏热冬温，为亚热带季风气 候;中南半岛和印度半岛是夏季降水多，冬季降水少的热带季风气候。
地球大气层的演变 篇5
巢湖位处安徽省合肥市省会经济圈的中心区域, 近年来多次暴发蓝藻水华, 这与湖泊的富营养化及其环境演变过程息息相关。本文通过对巢湖西湖区中心采集的湖泊沉积物柱状岩芯 (CH) 样品有机碳同位素 (δ13Corg) 、氮同位素 (δ15N) 、总有机碳 (TOC) 、总氮 (TN) 以及碳氮比 (C/N) 值含量进行实验测定, 利用氮同位素与C/N值的比较, 探讨不同深度有机质及其氮素来源, 进而分析巢湖湖泊富营养化与近现代的环境演变过程, 从而更好地为当今巢湖富营养化治理与区域社会经济可持续发展提供参考与科学依据。
材料与方法
巢湖概况
巢湖位于长江下游安徽省中部, 是合肥市的重要水源地, 也是我国富营养化最严重的三大湖泊之一。湖泊总面积760 km2, 东西长54.5 km, 南北平均宽15.1 km, 平均水深2.4 m;风浪扰动作用强烈, 入湖河流携带大量泥沙, 湖水总悬浮物含量高, 蓝藻发育, 透明度低, 湖泊基底是晚更新世的下蜀黄土层, 上部的现代沉积物厚度约为50~100 cm。近百年来随着流域农业和城市化的发展, 巢湖的湖泊富营养程度不断加剧, 1962年巢湖市西南出口处建成巢湖闸使得湖水滞留时间显著增加, 汇水盆地中污染物大量排入湖中, 周边城镇化的快速发展使得湖泊水体受到更为严重的污染, 湖泊富营养化程度不断加强, 蓝藻水华问题日益严峻, 为此政府不断加强对巢湖湖泊污染的治理, “十二五”期间巢湖流域水污染防治项目达167个, 投资总额达113亿元。
样品采集与实验方法
在前期调查的基础上选择巢湖淤泥质沉积厚度较大的西湖区31°33′44.6″N, 117°23′39.4″E位置 (图1) , 利用船只搭建水上作业平台, 使用荷兰Eijkelkamp公司生产的Beeker型沉积物采样器获取一根87 cm长湖泊沉积物柱状短芯, 而后用PVC管对岩芯进行密封保存, 运回实验室采取低温存放以防止样品氧化。为达到较高分辨率的要求, 样品处理首先对采集的岩芯进行拍照和岩性描述, 再每隔1 cm进行样品分割取样。整个岩芯主要是青灰色粉砂, 其中, 深度0~25 cm主要为青灰色细粉砂, 25~87 cm为青灰色中粉砂偶夹细粉砂层。
样品碳氮地球化学分析在中国科学院南京地理与湖泊研究所湖泊与环境国家重点实验室完成 (表1) 。首先, 将样品加入5%的稀盐酸多次搅拌后在低温水浴环境下静置至少3h, 以便完全去除碳酸盐;再将样品置入离心管内, 用蒸馏水离心、清洗, 使其呈中性, 低温干燥去除碳酸盐的样品后, 研磨至粉末状;之后取10 mg左右样品通过EA3000型元素分析仪测定TOC和TN含量, 误差小于0.1%。碳氮比 (C/N) 根据质量比乘以1.167计算获得。有机质碳同位素 (δ13Corg) 和氮同位素 (δ15N) 组成根据有机碳含量和氮含量称取适量样品, 通过Delta Plus同位素质谱仪测定, 分析精度大于0.2‰, 结果以VPDB标准表示。
实验结果与分析
岩芯年代框架
本次采集的CH湖泊岩芯位于2003年华东师范大学的AC2取样点 (31°33′31″N, 117°24′17″E) 附近, 根据范斌采用的210Pb和137Cs比活度值, 计算出AC2孔层位13 cm处应指示的是1963年的沉积, 平均沉积速率约为0.325 cm/year。因此, 我们便以AC2孔沉积速率为参考, 计算得出CH岩芯是公元1738年以来的湖泊沉积。
碳氮地球化学指标分析
根据表1中的实验结果, 结合图2反映的δ15N、δ13Corg、TOC、TN和C/N值随深度变化的趋势分析, 可以看出, δ15N的变化值在77 cm以下有逐渐的上升趋势, 在83 cm出现一个峰值, δ15N值到达4.01‰, 在19~75 cm间δ15N值变化相对稳定, δ15N值介于3.33‰~4.78‰之间, 平均在4‰左右变化, 在75 cm处δ15N值达到5.11‰。1~19 cm间δ15N值出现了大幅度变化, 19~15 cm间δ15N值降低, 5~15 cm之间迅速增加后又有降低趋势。δ13Corg在53 cm以下相对稳定, 其值在-22.50‰上下波动, 变化幅度不大, 1~53 cm岩芯δ13Corg值总体呈下降趋势, 0~9 cm部分δ13Corg值迅速减少。TOC值在29~85 cm间呈相对稳定趋势, 71 cm时出现一个峰值, 1~29 cm样品TOC值呈阶段性上升趋势, 分别在1~11 cm、13~19 cm、23~29 cm三阶段上升, TOC最终增加到0.97%。TN在27 cm以下相对稳定, TN值在0.04%~0.06%间变化, 1~27 cm总氮含量不断增加, 1 cm处总氮含量达到了0.16%。C/N值在69 cm以下有剧烈的变化, 29~69 cm间变化幅度小, 数值维持在5~10, 1~29 cm出现小幅度剧烈变化后又处于稳定阶段。
成岩作用分析
巢湖CH岩芯中的有机氮含量变化主要受两种因素影响:一是物源及湖泊初始生产力因素, 二是受到湖泊早期成岩作用的影响。早期成岩作用对于沉积物中化学元素的影响主要是沉积物有机质13C的亏损, 从而导致δ13Corg的降低;也有研究表明早期成岩作用中N会优先矿化, 有机质的选择性降解会致使C/N值的改变, 藻类有机质的降解使TN的含量降低, 且符合指数衰减模式, 进一步导致C/N值增加。根据实验数据的分析比较, 早期C/N值在71 cm以下存在一个明显的增加区间, 存在上述描述的C/N值增加的条件, 但是从TOC、TN、δ13Corg的对比分析可以看出, C/N值增加的原因主要是源于TOC含量的增加, TN含量并没有发生显著的指数减少表现, δ13Corg的变化在C/N值和TOC变化峰值时的前一阶段处于稳定数值, 所以不存在沉积物13C的亏损和δ13Corg的降低。上述分析表明, 早期的成岩作用不会影响巢湖CH岩芯中TOC和TN含量及C/N值, 实验所得数据可以用来指示沉积物有机质的来源和湖泊的初始生产力, 可以用来反映巢湖的富营养化与环境演化过程。
讨论
沉积物有机质来源
湖泊沉积物中有机质有两种来源, 分别为外源陆生植物和内源水生植物, 不同来源的有机质的含量与形成有机质的物源条件、搬运条件和保存条件关系密切。因此, 有机质的来源判定及含量分析能有效的反映形成有机质的外在条件。
湖泊沉积物C/N值可以大体判断有机质的来源是湖泊自生还是外源输入为主。陆生维管植物主要含有纤维素, 蛋白质含量低, 水中藻类植物主要含有蛋白质, 纤维素含量低。因此, 根据岩芯的C/N值可以分析有机质来源:藻类有机质C/N值在3~8之间, 陆生高等植物中C/N值约为20甚至更高, 土壤有机质的C/N在10~13。湖泊沉积物有机质C/N值大于8通常认为其受到了陆源和藻类有机质的相互作用。
根据以上分析, 结合图2和表2可以发现, CH岩芯沉积物有机质来源主要以湖泊自生为主, C/N值在样品中大部分均低于8, 只有部分层位间断性的达到8~13范围, 71~77 cm部分出现了异常的大于13的阶段, 这一现象说明巢湖CH岩芯沉积物大部分沉积时段有机质的来源都以湖泊自生为主, 部分年代由于极端洪涝事件等原因会出现水土流失, 使得陆源有机质大量进入湖泊, δ15N和δ13Corg降低, C/N值升高。根据《巢湖地区简志》记载, 清代296年中发生了大水55次, 平均每5.4年一次。岩芯深度63 cm以下, 约为19世纪中期之前, 巢湖的δ13Corg和其它指标数据变化频繁, 反映外源物质的输入较多。
上述分析可见, 总体上湖泊中有机质碳主要源于湖泊自生, 且岩芯δ13Corg值始终低于-20‰, 表明在湖心CH样点处, 有机质碳来源主要是以利用与大气保持平衡的水中溶解CO2为碳源的浮游植物为主。
氮的来源及其富营养化指示意义
含氮物质来源不同, δ15N会发生改变, 可以用来反映氮同位素的来源。不同物质来源, δ15N含量不同, 土壤流失氮的δ15N值在2‰~4‰之间, 人工合成肥料δ15N值在-4‰~4‰之间, 污水δ15N值在10‰~20‰之间, 大气沉降NO3-的δ15N值在0.2‰~0.8之间。
结合以上δ15N的指示意义和图2、表1的分析可以看出, 巢湖CH岩芯21 cm以下沉积物δ15N值变化不明显, δ15N平均值约为3.8‰, 表明在20世纪60年代以前, 巢湖湖心沉积物氮素主要来源于水土流失。在3~19 cm阶段, 岩芯δ15N值变化明显, 平均值约为4.45‰, 其它数据也发生较为显著的变化, TN和TOC含量迅速增加, δ13Corg值迅速降低, 表明沉积物受外源影响强烈, 人工合成肥料等外源输入使得氮素含量增加。0~3 cm处δ15N值发生了下降, 平均为2.16‰。
根据表1和图2的数据, 综合以上讨论分析, 可以看出, 巢湖湖心CH样点的沉积环境变化主要分为五个阶段。深度63 cm以下为第一阶段, 这一阶段按照沉积速率约为19世纪中期之前, 巢湖的沉积物受外源影响强烈, 各地球化学指标数据波动变化大, 依据资料可以推论其主要是极端洪涝灾害事件造成的, 且这一段时期的总氮和氮同位素的含量都相对偏低, 说明湖泊初级生产力较低;第二阶段为深度25~63 cm (19世纪50年代到20世纪50年代) , 这一阶段的湖泊受外源影响较少, 各指标相对稳定, 外源输入较少, 说明该阶段人类对湖泊的影响较小, 湖泊仍处于初级生产力较低的阶段;第三阶段为17~25 cm (20世纪50年代到70年代) , δ15N、TN、TOC在总体上都出现了增大, 结合氮来源的分析, 说明了外源输入开始增加, 湖泊初级生产力开始提高, 湖泊的富营养化过程开始, δ13Corg值出现明显下降的趋势, 说明水体的富营养化导致浮游植物开始生长, 因为浮游植物的生长利用空气中富含12C的CO2导致δ13Corg下降, 而且C/N值的下降也表明浮游植物贡献比例增大, 大型水生植物比例下降。第四阶段为深度3~17 cm (20世纪70年代到20世纪末) , 这一阶段TOC、TN和δ15N含量都迅速, 表明湖泊的生产力大大提高, 富营养化程度进一步加剧, 浮游植物被迫利用和富集15N, δ15N值增加, 生产力增加, 同时, δ13Corg值的减小说明1962年巢湖闸建成使C/N循环发生改变, 碳氮来源分离, 氮源需求量增加, 富营养化进一步促进藻类生长, 使得有机质分解作用增强, 产生更多的CO2被藻类利用, 从而导致了δ13Corg的降低。第五阶段为0~3cm (20世纪末期至今) , 数据较少, 但可以看出TOC和TN含量都在增加, δ15N出现了明显的下降, 说明巢湖已经处于富营养化阶段。
结语
1) 巢湖湖泊沉积物中有机质碳来源主要是以利用与大气保持平衡的水中溶解CO2为碳源的浮游植物为主, 且很好反映了两百多年来的巢湖区域的较大洪涝事件。
2) 巢湖湖泊沉积物总氮高低在20世纪60年代之前主要受水土流失的影响, 之后受人类活动的影响更加明显, 人工氮肥等对于巢湖沉积物中的氮元素影响比重增加。
3) 巢湖在20世纪60年代之前处于相对稳定的自然状态, 受人类影响相对较小, 碳氮地球化学指标的较大变化主要与自然界的极端洪涝灾害事件有关;该时期沉积物有机质主要来源于水生浮游植物的死亡沉积, 以湖泊自生有机质为主, 巢湖的湖泊生产力处于初级阶段。20世纪50年代到70年代, 湖泊的初级生产力提高, 富营养化开始, 湖泊受人类活动的影响增大, 可能与当时中国进行三大改造时期人类的生产、生活密切相关, 人类的活动加剧了营养物质的输入, 藻类生长, 富营养化过程不容忽视。70年代以后主要是由于巢湖闸的建成, 原本半封闭的巢湖, 其湖水更替更加缓慢, 湖中营养物质富集更加迅速, 湖泊初级生产力迅速提高, 富营养化过程进一步加剧, 其中人类生产、生活产生的外源输入也是重要的影响因素。
由结果可见, 在整个刹车过程中温差电单体的平均理想功率输出大致处于30至40m W量级。另外, 刹车余热回收系统中热电材料的输出随刹车热流具有变化大、不稳定的特点。由于机动车刹车本身具有较大不确定性, 因此欲实现该技术的实际应用还需深入研究相应的刹车统计规律、电路储能和控制方案。
地球大气层的演变 篇6
一、针对习惯性思维提出逆向问题
心理学研究表明: 每一个思维过程都有一个与之相反的思维过程, 在这个互逆过程中存在着正逆向思维的联结。所谓逆向思维, 是指和正向思维方向相反而又相互联系的思维过程, 即我们通常所说的“倒着想”或“反过来想一想”。逆向思维属于发散性思维的范畴, 是一种创造性的求异思维。在地理教学中培养学生的逆向思维能力, 对于提高学生的科学思维水平, 使之逐步养成良好的思维品质, 具有重要作用。逆向思维的培养是从我们日常生活中一点一滴积累起来的, 而逆向问题有利于逆向思维的养成, 同时也有利于很多复杂问题的解决。
比如在讲到“热岛效应”的时候, 可以先列举城市的种种好处。例如, 医疗卫生条件较好、交通便利、教育发达……接着问:现在为什么很多人都愿意到郊区生活呢?这时习惯性的传统思维就受到了挑战, 学生的的那种“挑战”欲望就会被激发起来。又如, 在“季风气候”时, 前面的“气压带风带”明明讲30°N到赤道之间为东北信风带, 但为什么广东夏季吹东南风, 冬季吹西北风呢?这一问题带有明显的逆习惯性思维。在这一情境的铺垫基础之上, 学生对北半球冬、夏季气压中心和季风的形成就可能有一个比较好的理解。
在进行“大气垂直分层”的教学时, 提问学生:海拔较高的山顶为什么有冰雪?学生回答:“因为高, 越高气温越低。”我说:“对, 海拔较高的山顶为什么有冰雪, 可是为什么平流层中越往高处走气温却越低呢?”这时我们的习惯性思维就有值得商榷的地方, 学生要解决这个问题, 就只能通过思考解决, 从而在思考中学习“大气垂直分层”的各个层次具体的气体, 而不是被老师“告知”。
二、通过比较法提出问题
比较法是一切理解与一切思维的基石, 运用它对于发展学生创新思维有重要作用。运用比较法就是这一地理事物和另一地理事物进行比较, 从中发现、获得新的地理知识, 形成新的地理概念。这正符合地理课程标准的基本理念:培养地理学习能力, 鼓励积极探究, 形成主动学习的态度。
几乎所有的学习活动都离不开“比较”。在地理教学中选择合适的对象进行比较可以更好地提高学习的兴趣, 并获得有关地理事物和地理现象的更为深刻的理解。
比如在讲到天气系统“锋”的时候, 冷锋、暖锋的很多内容就可以通过列表比较的方法来提出问题、解决问题。
此表中的“?”表示需要学生自己填写的, 教师只要将冷锋的性质讲解清楚了, 学生可以根据表格所给的“比较”情景完成“暖锋”、“准静止锋”性质的自主学习, 达到事半功倍的效果。
教学时, 将各种类型的知识进行对比, 可以使学生更好地了解和掌握事物的共同属性和个别特征。由于比较法应用简便, 适用范围广, 并具有高度的科学性和较强的逻辑性, 不仅教师乐于运用, 而且学生也容易接受。在地理教学中, 教师若能恰当地通过“比较”来提出问题, 不仅有助于学生学习和掌握地理知识, 而且能够使他们认识地理事物和现象的内在联系及地理环境的整体性, 从而更加系统地深刻地理解知识。
三、通过激活生活体验提出问题
学习对生活有用的地理、学习对终身发展有用的地理是地理“新课标”最基本的理念, 换一个角度讲, 这也是促进地理教学的一种新思路、新办法。
知识来源于生活, 也要服务于生活。生活中的知识总是鲜活的、实用的, 充满了生命力, 也让人感到亲切。但是由于教材和学校教学客观的局限性, 当前展现在学生面前的书本知识和生活有一定的距离, 所以可能会让人觉得枯燥乏味。其实中学教师教学时只需在一定程度上还原知识的本来面目, 就可以唤醒学生的求知欲, 让他们插上兴趣和爱好的翅膀, 在知识的天空愉快地翱翔。要让学生感觉到地理是“有用的地理”, 这需要教师具有一颗“平常心”——从平常事入手, 从生活中发现地理。发现地理用于教学, 让学生感受有用的地理, 让学生从生活中领悟地理。
例如关于季风气候的教学, 可先让大家谈谈广东的盛行风向:“广东夏季多吹偏南风, 冬季多吹偏北风。”如果学生对此并不知晓, 那么教师就可以引导学生联系生活实际, 提出“在冬季大部分时间, 你家朝南的窗户风大, 还是朝北的风大?夏季呢?”之后, 问学生:“为什么季节变了, 风向也变了呢?”这样, 关于季风的概念、季风气候的特点及其成因等内容的教学就可以更有效地进行。
四、联系时事焦点提出问题
时事材料往往具有时代气息浓、与生活密切相关、反映人们普遍关心的问题等特点, 在日常生活中, 许多时事与我们地理学科有着密切联系, 是我们地理教学中很好的“活教材”。尤其在目前中学地理课程改革的新时代背景下, 适时地、恰当地用好时事材料, 对提高课堂教学效果、配合地理高考复习、开展素质教育都有着重要的作用。
联系时事焦点所提出的问题往往比较复杂, 思维空间较大, 有些问题难以有准确完整的答案, 尤其在时间有限的地理课堂上。然而这样的问题常常能大大激发学生的学习积极性, 未理解的部分, 可在以后的学习、生活和工作过程中继续加以关注和探究, 有利于促进终身学习。
比如, 在进行“气旋”的教学时, 我们可以让学生观看有关台风的时事新闻, 可以问学生:“在看了电视镜头里的千里洪水冲毁家园, 许多无辜生命因此而结束之后, 你有何感想?”学生一般都会有强烈的同情心, 这种问题肯定会得到学生的关注, 继而可以问:“为什么会产生台风?台风为什么多发生在夏天?”最终把学生探究台风的兴趣调动起来, 这样关于“气旋”的一系列知识都可以得到很好的掌握。这些重大时事在教学中的运用, 既引发了同学们浓厚的兴趣, 又拓展了视野, 还可能会引发学生课外的进一步探究。
再如在进行“全球气候变化”的教学时, 就可以直接将现在的热门话题“温室效应”运用到课堂教学中去。首先提及“太平洋岛国图瓦卢将被迫举国迁移”的新鲜话题, 以此引起学生的兴趣, 这样的一系列问题就会得到展开, 例如, 为什么图瓦卢要搬迁?国家被淹。为什么国家被淹啊?海平面上升。为什么海平面上升?两极冰雪融化。为什么两极冰雪融化?全球气温升高。为什么全球气温升高?空气中二氧化碳增多……这样就可以形成一个倒叙的形式将知识展现给学生。
“问题情境”的创设没有固定的模式和环节, 都是完全可以根据学生的实际需要和他们的思维激活程度, 在不同的知识点、不同的环节中有机地创设。要创设“问题情境”, 往往要求教师既要积累、筛选大量的教学素材, 又要按照教学规律, 改革教学方法, 改进授课技能, 提高教学水平;既要发挥教师的主导作用, 又要为学生发现问题、分析问题提供桥梁和阶梯。教师要把自己的知识、智慧和美德融入到学生的成长中去, 要让学生在“问题情境”中培养创新能力, 实现课堂教学的优化和教学技艺的提高。