地理核心圖像的內化路徑——以“熱力環流”學習為例

陳繼革（浙江省臺州市黃巖區院橋中學, 浙江 臺州 318025）

地理核心圖像的內化路徑——以“熱力環流”學習為例

陳繼革
（浙江省臺州市黃巖區院橋中學, 浙江 臺州 318025）

地理核心圖像的內化始終是地理教育界討論的熱點，方法總結了許多，但實際效度不高。四步路徑法是學生掌握核心圖像的一條高效捷徑。

核心圖像；圖像提煉；變式訓練

一、圖像提煉

針對主干知識的相關圖像，有些是教材上現成的，有些來自相關材料，通過綜合分析地理圖像的各種信息，提煉出地理圖像所蘊涵的地理知識、地理原理或規律，刪除一些相對不是很重要、簡易的信息，經過提煉，形成核心圖像，突出重點，降低記憶和畫圖難度。這一步需要教師做好精心設計，才能濃縮圖像精華，拓展學生的思維深度，為提高學生分析問題、解決問題的能力打下扎實基礎。

以熱力環流為例，針對教材“冷熱不均引起的熱力環流”圖，進行提煉，形成圖1。

圖1

二、要點概括

針對核心圖像，把相關的主干知識進行概括，形成核心知識體系。如果說核心圖像是大地，核心知識體系則是枝繁葉茂的大樹主干。地理教師要善于借圖說理，不斷地挖掘提煉圖像中的有用信息，通過圖像問題激發學生的探究積極性。

教材中熱力環流內容進行概括后可形成如下核心知識體系，見表1：

表1 核心知識體系

三、典像歸納

與核心圖像相關的典型現象進行歸納總結，讓學生的視野更加廣闊。地理教師要善于借圖說事，通過相關的典型地理現象激發學生的探究積極性，拓寬學生的思維空間，讓學生真正地進行探究。探究環節應該是整個地理圖像課堂教學的核心環節，是學生個性發展、能力提升的關鍵環節，是教師教學才能施展的主要陣地。

1.山谷風

白天，山坡接受太陽光熱較多，成為一只小小的“加熱爐”， 空氣增溫較快；而山谷上空，同高度上的空氣因離地面較遠，增溫較慢。于是山坡上的暖空氣不斷上升，谷底的空氣則沿山坡向山頂補充，稱為谷風。在山坡與山谷之間形成一個熱力環流。夜間，山坡上的空氣受山坡輻射冷卻影響，“加熱爐”變成了“冷卻器”，空氣降溫較快；谷地上空同高度的空氣因離地面較遠，降溫較慢。谷底的空氣因匯合而上升，于是山坡上的冷空氣因密度大，順山坡流入谷地，稱為山風。谷底的空氣因匯合而上升，形成與白天相反的熱力環流。

圖2

唐代李商隱《夜雨寄北》：“君問歸期未有期，巴山夜雨漲秋池。何當共剪西窗燭，卻話巴山夜雨時。”夜雨是指晚八時以后，到第二天早晨八時以前下的雨。“巴山”是指大巴山脈，“巴山夜雨”泛指多夜雨的我國西南山地（包括四川盆地）。主要原因是四川盆地潮濕，云層多且厚，白天吸收太陽輻射不多，對流不旺盛。夜晚大氣的逆輻射較強，低層空氣反而容易升溫，加之盆地四周沿山坡下沉的氣流多，造成盆地底部夜晚氣流上升較旺，形成夜雨。

2.海陸風

沿海地區因海陸受熱不均勻而形成的以一日為周期、風向相反的局地性風系。陸地比熱容小，白天地面受熱增溫比海洋快，氣溫也比附近海洋上的氣溫高，在水平氣壓梯度力的作用下，上層的空氣從陸地流向海洋，然后下沉至低空，又由海面流向陸地，低層形成海風，從上午開始吹至傍晚，風力以下午為最強。夜間，海上氣溫高于陸地，出現與白天相反的熱力環流，低層形成陸風。海陸的溫差白天大于夜晚，故海風較陸風強。

海陸風的水平范圍可達幾十公里，以熱帶地區的海陸風最強。在氣溫日變化大，海陸溫差也大的地區，海陸風發展最盛，故經常出現在熱帶和溫帶夏季晴朗而穩定的天氣條件下。在較大湖泊的湖岸附近，也可產生與海陸風相似的“湖陸風”。

圖3

3.城市風

在大范圍環流微弱時，由于城市熱島而引起的城市與郊區之間的熱力環流。空氣在城區上升，在郊區下沉，而四周較冷的空氣又流向市區，在城市和郊區之間形成一個小型的局地環流，稱為城市風。城市風一方面對城市空氣的污染產生擴散、稀釋作用。城市風有時會導致城市的空氣更加混濁，使城市空氣污染加重。由于城市風的存在，城區的污染物隨熱空氣上升，往往在城市上空籠罩著一層煙塵等形成的穹形塵蓋，使上升的氣流受阻，污染物不易擴散，導致上升氣流轉向水平運動，在郊區下沉，下沉氣流又流向城市的中心。如果城市的四周有工廠，這時工廠排出的污染物質集中到城市的中心，致使城市的空氣更加混濁。城市風在某種情況下加重了市區的大氣污染。

圖4 城市熱島環流模式和塵蓋

日本北海道的旭川市，人口僅20萬，市郊是山地丘陵，市區為平地，在市郊周圍山地地區建工廠，意圖是想讓市區避開空氣污染源，但結果是城市風使市郊的煙塵涌入市區，反而使沒有污染源的市區污染濃度比有污染源的郊區高出了3倍左右，造成了市區的嚴重污染。

為保護城市大氣環境，在城市規劃時，要研究城市風的下沉距離。一方面將大氣污染嚴重的工業布局在城市風下沉距離之外，以避免工廠排放的污染物流向城區；另一方面，應將工業衛星城建在城市風環流之外，以避免相互污染。

4.孔明燈

孔明燈利用熱力環流原理加熱上升。受熱的空氣比重小，比一般空氣要輕，就會往上串。孔明燈上部擋住了往上升的熱氣，當熱氣和外面冷空氣產生的壓力足夠大到比孔明燈的重量大，就會向上飄。

圖5 孔明燈上升原理

5.熱氣球

熱氣球是利用加熱的空氣或某些氣體比如氫氣或氦氣的密度低于氣球外的空氣密度以產生浮力飛行。熱氣球主要通過自帶的機載加熱器來調整氣囊中空氣的溫度，從而達到控制氣球升降的目的。熱氣球的基本原理是熱脹冷縮。當空氣受熱膨脹后，比重會變輕而向上升起。

四、變式訓練

圖像變式是通過變更圖像的非本質特征而形成的表現形式。變更人們觀察事物的角度或方法，以突出圖像的本質特征，突出那些隱蔽的本質要素，讓學生在變式中思維，從而掌握圖像所表達的地理事物與現象的本質和規律。通過變式，使學生學會掌握圖像所表達的地理事物與現象本質特征的方法，從而懂得怎樣從地理事物與現象的多變中，去抓住本質，舉一反三，提高思維的深刻性和靈活性。

圖像變式要突出主干，要滲透地理思想和地理原理與方法，要進行縱向和橫向的聯系。圖像變式有難有易，針對不同層次的學生進行對應選擇組合，提高適用性。既不至于過于簡單導致重復勞動，學生思維的質量得不到很好的提高；也不至于過難挫傷學生的學習積極性。圖像變式要根據教學目標和學生的學習現狀，在適當的范圍內變式。

例1：圖6為甲地所在區域某時刻高空兩個等壓面

1和P2的空間分布示意圖，圖中甲、乙兩地經度相同。完成（1）～（2）題。

圖6

（1）此時甲地近地面的風向為

A．東南風 B．西南風 C．東北風 D．西北風

（2）此后，來自乙地的氣團使甲地的天氣發生明顯變化。造成此次天氣變化的天氣系統是

A．氣旋 B．反氣旋 C．冷鋒 D．暖鋒

分析：根據P2的彎曲狀況，知甲點對應的高空的氣壓應該比同一水平面低，是個低壓；近地面的甲點應該是個高壓，乙點是個低壓，風從甲點吹向乙點，北半球向右偏，得出為西南風。

答案：（1）B（2）C

例2：湖泊與湖岸之間存在著局部環流，圖7為我國某大湖（東西寬約90km）和周邊湖岸某時刻實測風速（m/s）垂直剖面圖，完成（1）～（2）題。

圖7

（1）影響湖泊東西岸風向差異的主要因素為

A．海陸位置 B．大氣環流

C．季風環流 D．熱力環流

（2）在夏季，此時最可能為地方時

A．0點 B．5點 C．15點 D．20點

分析：（1）根據圖中等值線，近地面湖泊西岸是偏西風，湖泊東岸是偏東風。風總是由高壓吹向低壓區，說明湖泊此時是低壓，湖岸是高壓。這種氣壓差異是由于海陸熱力性質差異，湖泊升溫和降溫慢，湖岸升溫和降溫快造成的。圖示為局部環流，海陸位置、大氣環流、季風環流不是主要因素。

（2）在夏季，白天湖泊區是高壓，湖泊東岸吹偏西風，西岸吹偏東風，C錯。夜晚風向相反。所以此時最可能為夜晚。早晨或傍晚湖陸差異不明顯。

答案：（1）D（2）A

例3：湖泊與湖岸之間存在著局部環流，下圖為我國南方某大湖（東西寬約90km）東湖岸7月份某時刻實測風速（m/s）垂直剖面圖，讀圖完成下列問題。

圖8

（1）影響湖泊東岸風向的主要因素為

A．海陸位置 B．大氣環流

C．季風環流 D．熱力環流

（2）此時最可能為地方時

A．0點 B．5點 C．15點 D．20點

分析：本題組完全是例2的變式，簡化了湖泊上空的風速統計。

（1）據題干可知湖泊與湖岸之間存在著局部環流，該環流屬于因地面受熱不均而引起的，屬于熱力環流，是大氣運動最簡單的一種形式。故D正確。

（2）湖泊水比熱容大，湖岸土壤比熱容小，湖泊升溫慢降溫也慢。從圖中風向可以看出此時刮偏西風，說明湖泊氣溫低形成高氣壓。湖岸氣溫高形成低氣壓，應為白天故C正確。

答案：（1）D（2）A

例4：讀圖9，某地近地面和高空四點氣壓圖（單位：hPa），據此完成問題。若近地面和高空四點構成熱力環流，則流動方向為

圖9

A．O→P→M→N→O B．P→O→M→N→P

C．M→N→P→O→M D．N→M→O→P→N

分析：橫坐標代表海拔，縱坐標代表氣壓，由此看出：P(M)大于P(N), P(O)大于P(P)；所以同一水平面熱力環流是由高壓指向低壓，M→N，O→P，只有A選項符合。

答案：A

例5：讀圖10，回答（1）～（2）題。

圖10 上海地區某時段平均氣溫距平（℃）分布圖

（1）若僅考慮該地區氣溫分布和氣壓之間的關系，P點此時近地面的風向大致為

A．西北風 B．西南風

C．東北風 D．東南風

（2）若僅考慮等溫線分布的因素，上海城市

用地擴展最有潛力的方向是

A．東北方 B．西北方

C．西南方 D．東南方

分析：圖示曲線為等溫線，體現的是城市熱島效應。同一水平面上，氣溫高則氣壓低，根據圖示溫度分布，判斷P點所在為低壓區，刮西北風。圖示東南等溫線稀疏，熱島效應不明顯，荒地多，用地擴展最有潛力。

答案：（1）A（2）D