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海--气相互作用
第四章 陆地上与洋流
学习目标
区域认知:能够解释厄尔尼诺、拉尼娜现象出现时赤道太平洋东、西岸降水量的变化以及对人类活动的影响,并能提出科学决策的依据。
综合思维:结合真实复杂的情境,能够分析海一气相互作用关系以及对地理环境的影响。
人地协调观:结合现实中厄尔尼诺、拉尼娜现象造成的气候异常案例,能够分析海—气相互作用对人类活动的影响,具备尊重自然规律、科学利用自然的意识。
探究1.海--气相互作用与水热交换
01
阅读教材第97-98页,找出以下问题
(1)海--气相互作用指什么?其作用有哪些?
(2)海--气进行水分交换的形式有哪些?
(3)影响海--气间水分交换的因素有哪些?
(4)海--气进行热量交换的形式有哪些?
(5)影响海--气间热量交换的因素有哪些?
海—气相互作用的含义
The meaning of air sea interaction
01
海一气相互作用是指海洋与大气间物质、能量持续交换的互相影响过程。
海—气之间的水分交换
Water exchange between air and sea
02
海洋
大气
想一想:海洋与大气是如何进行水分交换的?
通过蒸发提供水汽
水汽凝结形成降水
合作探究1
海—气之间的水分交换
太阳辐射
海水温度升高
海水蒸发
水汽凝结
大气降水
画一画:用箭头表示海洋与大气进行水分交换的过程。
想一想
影响海—气之间水分交换
的因素是什么呢?
海洋通过蒸发作用,向大气提供水汽。大气中的水汽在适当条件下凝结,并以降水的形式返回海洋,从而实现与海洋的水分交换。海洋的蒸发量与海水温度密切相关。
影响海—气水分交换的因素
纬度
洋流
高纬
低纬
寒流
暖流
水温低,蒸发量小,向大气输送的水分少
水温高,蒸发量大,向大气输送的水分多
(海水温度)
海—气之间的热量交换
Heat exchange between air and sea
03
想一想:海洋与大气之间热量(能量)的交换方式是如何进行的?
海洋
大气
蒸发潜热长波辐射
风力使海水运动
海洋向大气输送热量,是大气热量的主要供给者。
太
阳
辐
射
海洋表层存储85%的热量
长波辐射
海水
蒸发
吸热
大气
降水
海洋吸收70%
水汽凝结(放热)
潜热输送
海—气之间的热量交换
Heat exchange between air and sea
03
海洋向大气输送的热量,与其表层水温密切相关。水温高的海区,向大气输送的热量也多。热带地区海洋面积大,是驱动地球大气系统的主要能量来源地。
大气通过风作用于海洋,驱动海水运动,把部分能量返还给海洋,并使海洋热状况产生再分配,改变海洋对大气的加热作用。
阅读:海洋与大气中的二氧化碳
Reading: carbon dioxide in the ocean and atmosphere
二氧化碳
溶于水中
光合作用
呼吸作用
残体分解
碳酸盐沉积有机碳沉积
思考:海洋如何与大气中的二氧化碳进行作用的?
探究2.海--气相互作用与水热平衡
02
阅读教材第99-100页,找出以下问题
(1)大气环流、大洋环流与海--气相互作用有何关系?
(2)海--气相互作用对水平衡有何影响?
(3)海--气相互作用对促进全球热平衡有何意义?
思考:北半球海洋热量收支随纬度的变化
纬度低于30°N,热量收入多于支出;纬度高于30N,热量收入则少于支出,且在极地差值达到最大。想一想,根据热量收支情况赤道会不会越来越热,极地会不会越来越冷?为什么
海—气相互作用对全球水热平衡的影响
Influence of air sea interaction on global water and heat balance
01
海—气相互作用所形成的大气环流与大洋环流,是维持全球水热平衡的基础。
海—气相互作用对全球水热平衡的影响
Influence of air sea interaction on global water and heat balance
01
大气环流与大洋环流驱使水热在不同地区传输,维持全球水热平衡。
海—气相互作用,进行水分交换,构成地球上的水循环。地球上的水时时刻刻都在循环运动,从长期来看,全球总水量没有什么变化。
(2)海--气相互作用对水平衡有何影响?
区域 多年平均蒸发量 多年平均降水量 多年平均径流量
(km ) (km ) (km )
海洋 505000 458000 -47000
外流区 63000 110000 47000
内流区 9000 9000
全球 577000 577000
促进水平衡
通过海上内循环和海陆间循环等水体循环流动,使全球蒸发、降水达到平衡。
海洋上空
陆地上空
海洋
陆地
水汽输送 9%
蒸
发
100%
降
水
91%
降水
地表径流
地下径流
下 渗
9%
从长期来看,全球水的总量没有什么变化。
但是就一个地区来说,有时降水多,有时降水少。
在某段时期内,一个地区的储水变化量就是水量收入和支出的差额;这就是水量平衡原理
补充:了解水量平衡原理
Supplement: understand the principle of water balance
大洋环流既影响海洋热量的分布,又影响海洋向大气的热量输送过程。
(3)海--气相互作用对促进全球热平衡有何意义?
低纬度海洋获得更多太阳辐射能,主要由大洋环流把热量向较高纬度输送;
中纬度通过海—气交换,把热量输送给大气,再由大气环流将热量向更高纬度输送。
活动:北半球海洋热量收支随纬度的变化
纬度低于30°N,热量收入多于支出;纬度高于30N,热量收入则少于支出,且在极地差值达到最大。想一想,根据热量收支情况赤道会不会越来越热,极地会不会越来越冷?为什么
活动:北半球海洋热量收支随纬度的变化
不会。
通过大洋环流和大气环流将低纬海区盈余的热量输送到高纬海区释放,调节了全球热量平衡。
探究
阿拉伯半岛东面为波斯湾,西面为红海,两地夏季气温常达30℃以上,而索马里沿岸一带的气温,最热季节一般不到25℃ 。赤道以北附近,印度洋表层水温呈现东暖西冷的分布格局,对大气产生了不同程度的热力作用,进而影响到其气压场。
波斯湾、红海与索马里沿岸夏季气温存在着显著差异,对此现象进行解释。
简要描绘赤道以北附近,印度洋由东到西大气环流系统的剖面结构。
探究
波斯湾、红海与索马里沿岸夏季气温存在着显著差异,对此现象进行解释。
简要描绘赤道以北附近,印度洋由东到西大气环流系统的剖面结构。
索马里沿岸海域比波斯湾、红海面积广阔,夏季气温受海洋影响大,且索马里沿岸夏季为寒流,受寒流影响气温降低,因此夏季气温较低。
赤道以北附近,印度洋东侧较同纬度西侧海洋水温高,形成上升气流,西侧海洋水温低,形成下沉气流,因此形成逆时针旋转的大气环流。
探究3.厄尔尼诺、拉尼娜及影响
03
阅读教材第100-102页,找出以下问题
(1)什么是厄尔尼诺现象?厄尔尼诺现象对自然环境有何影响?
(2)什么是拉尼娜现象?拉尼娜现象对自然环境有何影响?
(3)厄尔尼诺现象与拉尼娜现象的形成机理有何不同?
通过海一气相互作用,海洋和大气成为一个整体
如果表层海水温度发生异常,大气环流也会异常
甚至出现极端天气事件
知识回顾:想一想赤道附近南太平洋表层洋流的分布规律
Knowledge review: think about the distribution of the surface current in the South Pacific near the equator
正常年份赤道附近太平洋的大洋环流图
赤道附近南太平洋东、西两岸洋流名称分别是什么?
东澳大利亚暖流和秘鲁寒流分别对赤道附近南太平洋东、西两岸气候的影响?
西岸:东澳大利亚暖流
东岸:秘鲁寒流
降温减湿;增温增湿。
正常年份赤道附近太平洋的大气环流及影响
新几内亚
澳洲东北部等地
秘鲁
厄瓜多尔等地
太 平 洋
表层海水运动方向
近海面风向
沃 克 环 流
气流上升
气候高温多雨
气流下沉
气候干燥少雨
热
东南信风
冷
厄尔尼诺现象
El nino phenomenon
01
指某些年份,赤道附近太平洋中东部海面温度异常升高的现象。
异常
高温
厄尔尼诺发生年份赤道附近太平洋的大气环流及影响
新几内亚
澳洲东北部等地
秘鲁
厄瓜多尔等地
太 平 洋
表层海水运动方向
近海面风向
沃 克 环 流 逆 转
气流下沉
气候变干旱
引发森林火灾
气流上升
气候变多雨
引发洪灾
冷
热
秘鲁水灾
印度尼西亚森林火灾
通常情况下,厄尔尼诺对我国的影响:“北旱南涝”
东北地区
夏季气温偏低,冬季易出现暖冬
华北地区
汛期将雨水偏少,夏季易发生酷暑及干旱
长江流域
降水总体偏多,局部可能发生较重洪涝灾害
沿海地区
台风的登陆个数均会比正常年份偏少
拉尼娜现象
La Nina phenomenon
02
指某些年份,赤道附近太平洋中东部海面温度异常下降的现象。
异常
低温
拉尼娜是西班牙语“La Nina”,“圣女(上帝之女)”的意思,对应着“圣婴”(上帝之子),是厄尔尼诺现象的反相,指赤道附近东太平洋水温反常下降的一种现象,表现为东太平洋明显变冷,同时也伴随着全球性气候混乱,总是出现在厄尔尼诺现象之后。
拉尼娜发生年份赤道附近太平洋的大气环流及影响
新几内亚
澳洲东北部等地
秘鲁
厄瓜多尔等地
太 平 洋
表层海水运动方向
近海面风向
沃 克 环 流 加 强
上升气流增强
气候更湿润多雨
甚至引发洪灾
下沉气流增强
气候异常干旱
引发严重的旱灾
更热
东南信风
更冷
通常情况下,拉尼娜对我国的影响:“北涝南旱”
东北地区
春夏易出现干旱,气温偏高,冬季易出现冷冬现象
华北地区
汛期将雨水偏多,夏季易发生洪涝灾害
长江流域
降水总体偏少,局部可能发生酷暑及干旱
沿海地区
台风的登陆个数均会比正常年份偏多
正常年份 厄尔尼诺发生年份 拉尼娜发生年份
图示
洋流 秘鲁寒流沿岸向西北流 温暖海水从赤道向南流动,迫使秘鲁寒流向西流动 当太平洋东部的秘鲁寒流过于强盛时,冷水沿赤道附近海域向西扩散到更远
生物 秘鲁寒流上升流带来丰富的饵料,形成渔场 该海区水温升高,营养物质减少,浮游生物和鱼类、鸟类死亡 —
大气环流 存在对流性环流,赤道太平洋西岸气流上升,东岸气流下沉 形成增强型对流,赤道太平洋中部气流上升,西岸气流下沉,东岸下沉气流因水温升高而减弱 —
天气气候 西岸降水较多;东岸降水较少,形成荒漠 西岸的澳大利亚及印度、非洲等地出现严重旱灾,东岸荒漠地带暴雨成灾 赤道中、东太平洋海域,信风比常年偏强,水温偏低,海面气压偏高,云量减少;在赤道西太平洋地区,降水较正常年份偏多
Comparison of El Nino and La Nina phenomena
厄尔尼诺与拉尼娜现象海温示意图
活动
拉尼娜与厄尔尼诺均为海—气相互作用的结果。拉尼娜现象是因海面信风加速,促使东部和中部太平洋离岸气流出现,造成深层海水将低温冷水上翻,从而使赤道太平洋东部和中部海面温度降低所致。读图4-24、图4-25,完成相关任务。
比照正常年份赤道太平洋海域东西岸大气环流状况,绘制拉尼娜发生时该区域的大气运动状态示意图;根据所绘示意图,说明赤道太平洋东岸和西岸地区可能出现的气象灾害。
以小组为单位,收集相关资料,讨论厄尔尼诺、拉尼娜现象对我国气候、河流等可能带来的影响。
活动
比照正常年份赤道太平洋海域东西岸大气环流状况,绘制拉尼娜发生时该区域的大气运动状态示意图;根据所绘示意图,说明赤道太平洋东岸和西岸地区可能出现的气象灾害。
如图所示:拉尼娜现象发生时,太平洋西岸上升气流增强,降雨增多,会发生暴雨洪涝灾害;太平洋东岸下沉气流增强,降雨减少,会发生旱灾。
活动
以小组为单位,收集相关资料,讨论厄尔尼诺、拉尼娜现象对我国气候、河流等可能带来的影响。
厄尔尼诺年,东亚季风减弱,中国夏季雨带偏南,江淮流域多雨的可能性较大,而北方地区特别是华北到河套一带少雨干旱。 拉尼娜年正好相反。
厄尔尼诺年,我国东北地区由于夏季温度偏低,出现低温冷害的可能性较大。拉尼娜年我国则容易出现冷冬热夏。
在西太平洋和南海地区生成及登陆我国的台风个数,厄尔尼诺年比常年少,拉尼娜比常年多。
板书设计
海—气相互作用
水热交换
水热平衡
异常天气
水分交换
热量交换
大气环流
大洋环流
厄尔尼诺
拉尼娜
随堂巩固
读“大西洋热量收入与支出的差值随纬度变化示意图”,完成1~2题。
1.图中大西洋热量收入与支出差值最大的纬度带是( )
A.0°~20°N B.0°~20°S
C.40°S~50°S D.40°N~60°N
2.该纬度带收入与支出差值最大的
原因是( )
A.纬度低,得到的太阳辐射能量多
B.纬度高,得到的太阳辐射能量少
C.寒流的作用明显
D.暖流的作用明显
随堂巩固
下图为某科学考察队路线示意图。读图,完成3~4题。
3. 若船只出发时,A处是1月,经过6个月后到达B处,此时B处可能发生的现象是( )
A.海水向大气补充热量
B.大气向海洋补充热量
C.大气和海洋未发生任何联系
D.此时B处为春季,海洋无法
向大气补充热量
随堂巩固
下图为某科学考察队路线示意图。读图,完成第3~4题。
4.图中①和②处相比,海—气相互作用更活跃的是( )
A.①处
B.②处
C.①②处相等
D.无法判断
随堂巩固
“厄尔尼诺现象”指南美洲西海岸(秘鲁和厄瓜多尔附近)向西延伸,经赤道东太平洋至日期变更线附近的海面温度异常增高的现象。正常年份,此区域东南信风盛行。可是每隔数年,东南信风减弱,导致赤道东太平洋海面水温升高,出现厄尔尼诺现象。结合材料,完成5~7题。
5.厄尔尼诺年会使秘鲁渔业受损,下图表示厄尔尼诺年秘鲁渔场的关联图,判断方框Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ相应内容的排序,正确的是( )
①鱼类和海鸟大量死亡 ②上升流减弱 ③浮游生物减少 ④营养盐类减少
A.①③②④ B.②④③①
C.①④②③ D.①④③②
随堂巩固
“厄尔尼诺现象”指南美洲西海岸(秘鲁和厄瓜多尔附近)向西延伸,经赤道东太平洋至日期变更线附近的海面温度异常增高的现象。正常年份,此区域东南信风盛行。可是每隔数年,东南信风减弱,导致赤道东太平洋海面水温升高,出现厄尔尼诺现象。结合材料,完成5~7题。
6.下列地理现象,可能与厄尔尼诺有关的是( )
①澳大利亚东岸干旱 ②秘鲁沿岸荒漠地带暴雨成灾
③印尼森林大火 ④2008年我国南方冰灾
A.①②③ B.②③④
C.①②④ D.①③④
随堂巩固
“厄尔尼诺现象”指南美洲西海岸(秘鲁和厄瓜多尔附近)向西延伸,经赤道东太平洋至日期变更线附近的海面温度异常增高的现象。正常年份,此区域东南信风盛行。可是每隔数年,东南信风减弱,导致赤道东太平洋海面水温升高,出现厄尔尼诺现象。结合材料,完成5~7题。
7.关于厄尔尼诺现象的叙述,不正确的是( )
A. 指圣诞节前后发生在南美洲秘鲁太平洋沿岸海水异常增温的现象
B. 厄尔尼诺发生时,秘鲁沿海上升流减弱,赤道逆流加强
C. 厄尔尼诺发生时,海水温度降低,营养物质减少,鱼类死亡
D. 厄尔尼诺造成沿岸荒漠地带暴雨成灾,洪水泛滥
随堂巩固
8.阅读材料,完成下列问题。
厄尔尼诺现象和拉尼娜现象是海—气相互作用异常的表现,下面三幅图为南美洲不同年份某季节大气环流示意图。
A
B
随堂巩固
8.阅读材料,完成下列问题。
厄尔尼诺现象和拉尼娜现象是海—气相互作用异常的表现,下面三幅图为南美洲不同年份某季节大气环流示意图。
(1)正常年份图中①②③④四个海域表层海水盐度由高到低的排列顺序是____________。
②①③④
解析:从纬度位置分析,海水盐度由副热带海域向高纬和低纬海域递减,因此①②两海域海水盐度高于③④两海域;②海域有巴西暖流经过,①海域有秘鲁寒流经过,温度高的水域盐度也较高,因此②海域海水盐度高于①海域。④海域位于亚马孙河口,淡水注入多,海水盐度最低。
随堂巩固
8.阅读材料,完成下列问题。
厄尔尼诺现象和拉尼娜现象是海—气相互作用异常的表现,下面三幅图为南美洲不同年份某季节大气环流示意图。
(2)表示厄尔尼诺年份的图是______(“A”或“B”)图,判断的理由是________________。该现象发生时,①海域海—气相互作用发生的变化主要有哪些?
A
A
B
信风减弱
①海域表层海水温度升高,向大气输送的热量增加;海—气间水分交换活跃,蒸发量增大,海洋向大气输送的水汽增多;上升气流增强,大气降水增多。