氣象概念與教學策略
東衛國小呂文雄
| 壹 |
一、課題:自然界的作用
二、主題:改變與平衡 三、次主題:211天氣變 |
| 一、陰晴冷熱
二、風雲雨霧 三、氣象報告 四、風雲雨霧 五、天氣圖 |
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| 參、氣象概念發展 | 一下︰冷與熱 四上︰測量氣溫 四下︰空氣的流動 五下︰天氣的變化 五下︰太陽和季節 六上︰地球的運動 |
| 肆、氣象教學策略 | 一、氣象觀測
二、風雲雨霧的探討 三、認識天氣圖 四、教學步驟與方法 |
| 伍、結語 |
回目錄
一、課題:自然界的作用
二、主題:改變與平衡
三、次主題:211天氣變化
一、陰晴冷熱
1a､觀察並體會日常生活中有氣溫的變化。
1b､察覺夏天氣溫高，冬天氣溫低。
1c､天氣現象有風、雲、雨等的變化。
二、風雲雨霧
2a､察覺空氣占有空間，空氣的移動便是風。
2b､認識雲與霧。
2c､察覺日常生活中水有蒸發與凝結的現象。
三、氣象報告
2d､認識氣象報告、並有適當因應。
四、風雲雨霧
3a､藉由氣溫、風向、風速、降雨等量化的方式來描述天氣的變化。
3b､觀察知道氣溫下降時，水蒸氣凝結成露或昇華為霜(如清晨的露、寒冬的霜)。
五、天氣圖
3c､認識天氣圖上高、低氣壓、鋒面、颱風等符號及其表現的天氣現象。
一、一下︰冷與熱(物體有冷和熱的差異)→今天天氣好嗎(天氣有晴、陰、雨等變化) →
二、三上︰水的蒸發(蒸發和凝結是水氣循環的現象)→
三下︰雲和雨(各種天氣的雲狀和雲量不同，雨量可加測量)→
三、四上︰測量氣溫(氣溫隨環境、時間、地點的不同而變化)→
四下︰空氣的流動(風的產生與風向、風力的變化)→
四、五下︰天氣的變化(氣團和鋒面影響天氣的變化)→
五下︰太陽和季節(太陽高度角和氣溫的變化)
→
五、六上︰地球的運動(太陽照射與天氣的變化)
(一)觀測時間︰每天四次，每次最多十分鐘。
(二)觀測地點︰操場、百葉箱。
百葉箱的設置：
裝設在開闊的草地上，四周的建物要有10公尺以上的距離。
箱底距地面120公分左右的高度。
箱體塗刷白色油漆，北回歸線以北地區開門朝北，北回歸線以南地區南、北兩面開門。
箱內置有溫度計、氣壓計、溼度計。
(三)觀測項目︰
1.雲量：約佔全天的幾分之幾。
2.雲狀：卷雲、卷積雲、卷層雲、高積雲、高層雲、積雲、層雲、層積雲、雨層雲、積雨雲。
3.雲族：低雲族、中雲族、高雲族、直展雲。
4.氣溫：空氣的溫度稱為氣溫。太陽照射地面的強度不同，赤道附近太陽直射，溫度較高；太陽斜射的地區，則氣溫較低。
5.溼度：大氣中的水氣含量稱為溼度。
6.降水：凡是下雨、下雪、下冰雹、降霜等都稱為降水，澎湖地區常見的降水為下雨，其次為冰雹。
7.風向：風的來向就稱為風向。澎湖的夏天常吹西南風，冬天則吹東北風。
8.風速：風移動的速度稱為風速。測量風速是用「公尺/秒」為單位。
9.氣壓：由大氣重量所產生的壓力，稱為氣壓。測量氣壓的儀器稱為氣壓計。測量氣壓的單位是用「毫巴」，但氣象報告則常用「百帕」。
10.太陽高度角：隨緯度、季節及時間不同而異。
11.太陽方位角：隨季節及時間不同而異。
(一)大氣的運動
1.風：風是由空氣的流動所造成。當熱空氣上升時，冷空氣會從旁邊流過來補充，就形成了風。
(二)水的循環
1.蒸發：海洋和陸地上的水，受到太陽的熱，變成水蒸氣散布到空氣中。
2.凝結：溫度降低時，水氣由氣體變成液體的過程稱為凝結。
3.凝固：溫度更低時，水由液體變成固體的過程稱為凝固。
(三)水氣凝結物
1.雲：地面上的水，蒸發成水蒸氣。當水蒸氣升到高空中，遇冷就會凝結成細小的小水珠或冰晶飄浮在空中，這就是我們看到的雲。
2.霧：地面上的水，蒸發成水蒸氣飄浮在空氣中。水蒸氣遇冷便凝結成細細的小水珠，飄浮在地面附近，就是晨間常見到的霧。
3.霜：當地面的溫度降到0℃時，附著在地面物體上的水蒸氣會結成碎冰狀的結晶，這就是霜。
4.露：在天氣晴朗的夜晚，當溫度降低，地面附近空氣中的水蒸氣冷卻凝結成小水珠附著在草木或其他物體上，這就是露。
5.雨：當飄浮在天空中的小水珠或冰晶聚集變大，由天空掉落下來，水珠直接掉落，冰晶掉落時溶化成水，這便是雨。
6.雪：雲中的冰晶掉落到地面的過程中，如果沒有溶化，直接落到地面，這就是雪。
7.雹：冰珠遇到旺盛的上升氣流，往返被推回高空多次後，冰珠便愈滾愈大，當上升氣流無法托住它時，便成為冰雹落到地面。由於冰雹重，速度快，常造成人畜和農作物的傷害。
(一)氣團︰一團體積龐大的空氣，在廣大平坦的地面或海上停留一段時間後，慢慢吸收這個地區的溫度和溼度，就形成了氣團。氣團一般指水平方向延伸一千五百公里以上的一大團空氣。
1.暖氣團：氣團的溫度比經過的地區溫度高時，稱為暖氣團。
2.冷氣團：氣團的溫度比經過的地區溫度低時，稱為冷氣團。
(二)氣壓︰空氣是有重量的，會產生壓力，這種壓力便叫「氣壓」。氣壓因性質的不同而有高氣壓與低氣壓之分。
1.高氣壓：中心氣壓比周圍高，風由中心順時針方向往外吹，空氣的流動為下沉氣流。高壓中心以「H」表示。
2.低氣壓：中心氣壓比周圍低，風由外圍逆時針方向往中心吹，空氣的流動為上升氣流。低壓中心以「L」表示。
(三)等壓線︰把同一時間裏，氣壓相同的各點連接起來，就形成了一條封閉的曲線，稱為等壓線。通常每間隔三毫巴畫一條等壓線。等壓線愈密，表示風力變化愈大。
(四)鋒面︰當冷熱兩種氣團相遇時，由於它們構成的性質不一樣，在交會的地方會形成一個分界面，這就是鋒面。鋒面大致可分為下列四種：
1.暖鋒：當赤道的暖空氣遇到從極地南下的冷空氣阻擋時，若暖氣團推著鋒面向冷氣團一側移動，並且佔據原屬冷氣團的地區，這種鋒稱為「暖鋒」。在天氣圖上，用紅色半圓表示暖鋒的前沿。
2.冷鋒：當冷、熱不同的兩個氣團相遇時，冷空氣會推著暖空氣走，地面上的氣溫會降低，這種鋒稱為「冷鋒」。在天氣圖上，用藍色三角表示冷鋒的前沿。
3.滯留鋒：當兩個強度相差不多的冷、暖氣團相遇時，鋒面無法前進，也不能後退，或使鋒面處於來回擺動的狀態，這種現象稱為「滯留鋒」。在天氣圖上，用紅色半圓和藍色三角相間排列表示鋒面。
4.囚錮鋒：當冷鋒追上暖鋒，與另一更冷的冷鋒一起包圍暖鋒時，原來的暖氣團被迫抬離地面，囚錮到高空，就形成了「囚錮鋒」。在天氣圖上，用紫色半圓與三角同方向相間排列表示。
(五)颱風︰颱風指發展到一定強度時的熱帶氣旋。在夏秋期間，熱帶海面的溫度高、溼度大，熱空氣不斷上升，水氣則因上升冷卻而凝成雨滴，又落回海面，這種強烈的對流現象，常發展成反時針方向的熱帶氣旋。颱風依中心附近風力的大小，可分為：
1.輕度颱風：當氣旋的風力達到17.2公尺/秒以上時，便叫「輕度颱風」。
2.中度颱風：當氣旋的風力達到32.7公尺/秒以上時，便叫「中度颱風」。
3.強烈颱風：當氣旋的風力達到51公尺/秒以上時，便叫「強烈颱風」。
(六)龍捲風︰龍捲風外形像漏斗，由天空延伸到地面或海上。它是因為冷空氣急速下降，熱空氣猛烈上升，冷熱空氣劇烈攪動所形成。龍捲風中心氣壓比四周低很多，中心的風速非常強，每秒可達一百公尺以上，破壞力極為強大，可以把人、房屋、樹木、動物、船隻等捲走。
(一)蒐集資料：從圖書資料、電視氣象、氣象網站、教學指引等有關地方蒐集氣象資料，以提供教學之參考。
(二)觀測紀錄：對溫度、溼度、風向、雨量、太陽高度角、太陽方位角等，依一定時間加以觀測，並進行紀錄。
(三)分組討論：以五位或六位學生為一組，進行分組討論與教學。
(四)問題探究：教學過程中，應能隨時探究問題，並能學會解決問題的能力。
(五)進行試驗：對蒸發、凝結等的試驗應能細心、耐心。
(六)操作器材：對酒精燈、燒杯等器材的操作，應能注意安全。
(七)整理資料：學生對所蒐集的資料、觀測的紀錄、試驗的過程與結果等，能夠將所獲得的資料作有系統的整理。
(八)提出報告：各組將整理的資料推派代表提出報告。
(九)資源共享：各組將資料及成果展示，提供大家觀摩與共享。
氣象的變化與常民生活是息息相關的，不論是每天天氣的改變，或是四季季節的更換，它影響了動物的生存、植物的生長、土壤的發育、農漁的生產等，直接或間接影響人類的生活型態與作息方式，故我們必須認識生活環境的氣象現象，讓教學與生活相互結合。