浙江金华第一中学（321015） 王洋平

读“地理难点突破策略”一文而想
——兼析热力环流教学难点及处理

浙江金华第一中学（321015） 王洋平

热力环流因其较强的逻辑性，是高中生学习地理的一大难点，但热力环流是大气运动的基本原理，故也是一大教学重点。为突破该教学的重难点，众多地理教师也是费尽心血，但很多时候是“枉费心机”，教学效果不明显。研读了江苏两位老师“建构主义指导下的地理难点突破策略”（2010年05期，本文简称“难点突破策略”）后，深有启发，对课堂教学大有裨益。但是，仔细研读之下，笔者发现原文作者在处理热力环流教学难点时，几处知识和因果逻辑的难点处理值得商榷。笔者认为主要有两大逻辑推理和图示错误。

一、两处逻辑错误

1．气压和大气密度间的因果逻辑。原文中有多处密度和气压的相关论述，如“高处大气稀薄、气压低”、“大气密度减小，气压降低”、“近地面空气受热膨胀上升，空气密度减小，形成低压”等等。从以上文句可发现，原文作者认为“密度大小是导致气压高低的诱因”，且两者存在明显的因果逻辑。笔者认为该逻辑是一个明显的误解。

2．近地和对应高空气压变化的因果逻辑。对不同高度气压变化的因果逻辑，原文有如“空气受冷收缩下沉；近地面密度变大、气压变大，形成高压；高空密度、气压变小，形成低压”等。从上表述，笔者认为原文作者疏忽了高空和近地气压变化的因果逻辑，而且有让人认为“高空低压形成的直接诱因为近地高压的形成”。如果这样，很不幸，笔者认为是明显的科学性错误。

二、图像表达的错误

1．热力环流图像（如下图①叶晓平, 王晨光. 建构主义指导下的地理难点突破策略[ J ]. 地理教学. 2010(5).）表达的错误。

（1）高空大气质量和密度没有任何变化（该高空面均是2个小黑点），却有气压差异。

（2）三地空气柱质量没有任何变化（每个空气柱均有12个小黑点），却在地表形成气压差异。

（3）中间高度等压面上大气密度不一，却没有气压差异（从等压面呈水平可知）。

2．反馈加深中图像的表达。从答案中推理图中等高线是一个高空等高线，但图和文中皆无交代。如果理解为近地等压线，那反馈练习答案就是错误的，至少原文给的不是唯一的答案。

原文诸多失误的根本是没有正确处理热力环流的因果逻辑——同一平面气压差异的因果推理，气压、大气密度（质量）间的因果逻辑。可以说正是逻辑错误导致图像中的多处错误。

这两个逻辑的处理是热力环流教学过程中教师处理的难点，也是学生理解热力环流气压、气温、气流运动的障碍。对于科学性知识，虽不一定对学生全部讲白，但地理教师则不能有半点马虎。基于此，结合原文，提出纠偏，与原文作者交流，也与各位同仁交流。

要化解上述难点，就得首先弄清气压产生的本源。气象学前辈周淑贞教授的表述为“假设大气相对与地面处于静止状态，则某点气压值等于该点单位面积上所受铅直气柱的重量”②周淑贞主编. 气象学与气候学（第三版）[M]. 北京: 高等教育出版社. 1997.。笔者图示该表述（如右图，箭头代表可以铅直上下延伸，H0、H1、H2分别代表不同等高面），即H0处气压值P0应为H1、H2两处气压值P1、P2之和，可见某地气压值应与该地铅直空气柱的重量有关，而不是空气密度直接影响气压值变化。因此有同一垂直方向上，海拔越低气压值越高。故原文作者关于气压和密度的论述有待完善。对比原文中热力环流产生前和形成后图示也可发现，原文中甲乙丙三地的垂直空气柱重量根本就没变（前后均用12个小黑点代表每个空气柱重量），即甲乙丙三地近地气压在热力环流形成前后是相等的，而不像原文所说的发生了变化。可见图像错误源于逻辑错误。

那么，某地气压在什么情况下会发生改变呢？还是借用周淑贞教授的表述“一个地方的气压值经常有变化，变化的根本原因是其上空大气柱中空气质量的增多或减少”①② 周淑贞主编. 气象学与气候学（第三版）[M]. 北京: 高等教育出版社. 1997.。可见，原图中，甲乙丙三地近地气压要发生变化，只有三地垂直空气柱重量发生变化。根据热力环流形成原理可知，实际因为近地热中心气流上升到一

a. 地表受热均匀，大气垂直空气柱大气质量相等，无明显上升、下沉，三地气压相等（以示区分，乙地大气用空心小点表示，下图也同）。

c. H1等高面，气压值暖中心高空比冷中心高空大。受水平气压梯度影响，气流向冷中心上空流动，从而导致热中心上空大气柱质量降低，近地气压随之下降；反之冷中心近地会成相对高压。

e. 近地持续的冷热不均维持了热力环流。

因此在因果逻辑上，气压变化过程中近地和对应高空应后者为因，近地气压变化为果。当然，热力环流是循环往复，一旦形成环流，气压变化间因果就是一种动态的平衡。作为传道授业的地理教师，我觉的还是需要理清思路和精确表达其中的因果逻辑，因为教师讲解“差之毫厘”，学生的理解就会“谬以千里”。

在热力环流难点突破时在采用小步骤画图法，图示边上加注一些关键性语句，可使学生对图像气温、气压、气流变化的因果逻辑有着较强的理解。

最后要提的是，“课后反馈”中如不加高空等高线标注，那与原文热力环流图中的近地部分布特征相似，但与原文作者意图差之千里。而对热力环流中的一个经定高度后，使该高度以上大气变重而致该高度气压变大（序图b），气流遵循水平气压梯度原理，由该高度水平流向同高度的冷中心上空（序图c），进而形成热力环流（序图d）。在教学处理上，采用原文建构主义策略——“小坡度、小步骤”，笔者觉得可按因果逻辑先后，采用板图或动画逐一展开。

b. 地表受热不均，冷中心（甲、丙）气流下沉、热中心（乙）上升。但每地垂直空气柱大气质量仍相等，即近地点气压仍相等。但H1等高面，大气质量出现暖中心高空比冷中心高空大，即高空出现气压差异。

d. 因高空气流辐合和辐散的差异，导致冷暖中心近地气压差异影响，在近地形成冷中心流向暖中心的水平气流。（注意高空气流运动和近地气压变化的因果逻辑）

f. 最后用等压面表达同一高度面上气压差。（注意图示中中间等压面上空气重量的三地相等，因在此高度三地气压相等）

简图示意如下（图序为a—b—c—d—e—f）。典案例——山谷风（原文作为原理演绎，但无具体展开），有些同仁认为“山谷风的成因是山坡与谷地间热力差异而形成”，实际这是科学性的错误。“白天因坡上空气比同高度上的自由大气增热强烈，于是暖空气沿坡上升，形成谷风”，“夜间由于山坡上辐射冷却，使邻近坡面的空气迅速变冷，密度增大，因而沿坡下滑，流入谷地，形成山风”②周淑贞主编. 气象学与气候学（第三版）[M]. 北京: 高等教育出版社. 1997.。所以谷风分析时要注意，温差产生于同一高度；讲解山风时要注意沿坡面下沉是因冷却导致大气密度较大，因重力而下沉。但不管是山风还是谷风，都是坡面与同一高度自由大气的热力差异而导致，所以作为热力环流的一个经典案例分析。