高中地理湘教版（2019）选择性必修一4.3海—气相互作用（共27张ppt）课件

(共27张PPT)
海-气相互作用
2022年强台风“梅花” 气象卫星影像
登陆前的小故事：9月12日凌晨到上午，强台风梅花踩中了前超强台风轩岚诺留下的“冷水坑”，强度大幅减弱，退回台风强度。不过随后，梅花稍稍加快脚步，来到日本暖流上空后，结构和强度就明显恢复，重回强台风强度。
为什么海水的水温对台风的强度有如此大的影响？这与我们今天的主题关系吗？
通过台风来学习“海-气相互作用”
本课主要内容：
1.什么是海-气相互作用？
2.海-气相互作用是如何实现的？
3.海-气相互作用对全球水热平衡的意义
4.海-气相互作用异常的影响
1.什么是海-气相互作用？
海-气相互作用是指海洋与大气间物质、能量持续交换的相互影响过程。
台风“梅花”获编地点
移动路径
2.海-气相互作用是如何实现的？
探访台风“梅花“的诞生地
2022年9月海水水温遥感影像
高海温对台风“梅花”的诞生有何影响？
活动1：从热力作用的角度分析台风的形成过程
海洋
水温
达到26℃以上
海水加热底层大气，气流上升
海洋表面形成低压
海水蒸发，水汽凝结，释放潜热，加剧上升
太阳辐射
活动1：从热力作用的角度分析台风的形成过程
海洋
低压形成后，吸引周边空气携带水汽进入，上升过程中加剧潜热释放，台风势力加强
洋面水温高
气温高
气流上升
形成低压
水汽蒸发多
水汽上升冷凝
潜热释放
上升加强
伴随上升
加热大气
强化
低压增强
上升增强
吸引外界水汽进入
凝结水汽更多
潜热释放更多
…………
活动2：归纳台风的形成流程，思考海洋和大气之间的物质和能量是如何流动的
活动2：归纳台风的形成流程，思考海洋和大气之间的物质和能量是如何流动的
物质流：
海洋
大气
海水蒸发
降 水
能量流：
海洋
大气
海洋辐射
水汽潜热
风 大气辐射
海洋与大气之间的物质交换除了水汽之外，还存在着二氧化碳及固态物质的交换
再看材料：9月12日凌晨到上午，强台风梅花踩中了前超强台风轩岚诺留下的“冷水坑” （海水温度相对偏低），强度大幅减弱，退回台风强度。不过随后，梅花稍稍加快脚步，来到日本暖流上空后，结构和强度就明显恢复，重回强台风强度。
利用海-气相互作用解释台风遇到“冷水坑”减弱的原因
海水水温低
海洋辐射减少
上升减弱
水汽蒸发减少
潜热输送减少
中心气压升高
台风减弱
水平气压梯度减小
继续思考：夏季为何台风数量较多，较为活跃？
夏季，热带海区水温高，向大气输送热量多，有利于台风的生成
减弱前
减弱后
台风“梅花”遥感影像图
在更宏观的尺度上，海洋、大气之间的物质和能量交换是如何体现的？
活动3：海洋的表面积占地球的71%，读8月份世界海洋表层水温分布图，思考海洋温度分布的空间差异导致了大气的什么变化？
不同纬度间海水的温度差异是地球气压带、风带形成的基础
低纬海区水温高
高纬海区水温低
气流上升，近地面形成低压
气流下沉，近地面形成高压
气流从高压流向低压
在更宏观的尺度上，海洋、大气之间的物质和能量交换是如何体现的？
活动4：类推海洋水温与陆地地表温度之间的温度差异，又使得大气运动发生了什么样的变化？
海陆之间的温差是季风环流形成的基础
完善能量流：
海洋
大气
海洋辐射 潜热
形成台风、雨、雾等天气现象
海洋
大气
海水温度纬度差异
①
②
海陆温度差异
气压带、风带及季风的形成
活动5：反过来说，大气的运动对海洋又有什么样的影响？
海洋
大气
风
洋流、波浪等海水运动
大气
不同气压带、风带的控制和影响
海洋
影响表层水温
③
④
活动5重读材料：9月12日凌晨到上午，强台风梅花踩中了前超强台风轩岚诺留下的“冷水坑”（海水温度相对偏低），强度大幅减弱，退回台风强度。不过随后，梅花稍稍加快脚步，来到日本暖流上空后，结构和强度就明显恢复，重回强台风强度。
问题1：为何台风运动会导致海水水温降低？
3.海-气相互作用对全球热量平衡的意义
台风风力强盛
台风运动促进了中上层海水之间的热量交换
风浪大，搅动海水
下层较冷海水上泛表面
台风停留时间长
阴雨天削弱了太阳辐射
海水温度降低
进一步思考：除了台风，还有什么风有利于上下层海水的热量交换？
在离岸风盛行的海区，风将海水吹离海岸，底层海水上泛，重回表层受热
活动6：阅读“梅花”台风路径示意图，思考台风除了实现海洋中上层的热量交换，还实现了哪些层面的交换？
低纬度热带海区
中高纬度地区
台风“梅花”获编地点
移动路径
低纬度海区辐射能、潜热
中纬度
2022年西北太平洋生成台风路径示意图
读北半球海洋热量收支随纬度变化分布图，可以发现纬度低于30°N，热量收入多于支出；纬度高于 30°N，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？
活动7：除了台风，还有哪些形式可以促进热量平衡？
低纬
中纬
大洋环流
高纬
大气环流（三圈环流、季风）
3.海-气相互作用对全球水量平衡的意义
全球水量收支表
区域 多年平均蒸发量/千米3 多年平均降水量/千米3 多年平均径流量/千米3
海洋 505000 458000 -47000
陆地外流区域 63000 110000 47000
陆地内流区域 9000 9000 -
全球 577000 577000 -
海洋多年平均蒸发量占全球87.5%
陆地多年平均蒸发量占全球11%
海洋的水汽占了绝对的主导
在陆地外流区：多年平均蒸发量＜多年平均降水量
亏欠的水分由海洋蒸发的水汽补充
来自海洋的水汽输送促进了陆地水循环的生生不息
对比台风的移动路径图和降水量预报图，梅花台风的移动，为我国东部沿海地区带来了大量的降水，缓解了2022年东南沿海地区的干旱
2022年9月12-15日降水预报
台风梅花路径示意及预报
4.海-气相互作用异常的影响
2022年，受副热带高压偏强偏大和拉尼娜现象等影响，我国平均气温偏高，全年相继发生年初珠江流域冬春连旱、4－6月黄淮海和西北地区春夏旱、长江流域罕见夏秋冬连旱。
2022年，西北太平洋和南海共有25个台风生成，与常年基本持平，其中4个登陆我国，较常年偏少。加剧了我国东南沿海的旱情。
副热带高压为什么偏强偏大？什么是拉尼娜？
为何在它们影响下登陆我国的台风偏少？
我们需要从更大的尺度去了解海-气相互作用在异常条件下对我国乃至全球气候的影响
正常年份的南太平洋大气环流形势
赤道
赤道地区太平洋东西岸纬向环流
西
东
寒冷的水
温暖的水
澳大利亚 雨林
南美秘鲁沿海沙漠
沃克环流
秘鲁渔场
拉尼娜年份的大气环流形势会如何变化？
东南信风增强
东岸海水上泛加强
上空大气下沉加剧
东西岸气压梯度变大
暖水集中于西岸
西岸大气上升加强
更加湿润
更加干旱
沃克环流强化
渔场增产
2022年5月海水水温距平遥感影像
遥感资料来源：国家气候中心
厄尔尼诺年份大气环流形势会如何变化？
东南信风减弱
东岸海水上泛停止
上空大气转为上升
东西岸气压梯度变小
暖水东移
西岸大气上升减弱
发生旱灾
暴雨成灾
渔业减产
沃克环流反转
沙漠鲜花盛开
2023年5月海水水温距平遥感影像
遥感资料来源：国家气候中心
副热带高压
赤道低压
拉尼娜年份的对全球的影响，以我国为例
为何在2022年我国长江流域旱灾较为严重，台风登陆偏少？
东南信风增强
暖水堆积于西太平洋
西太平洋赤道低压增强
西太平洋副热带高压增强
我国夏季风增强
副热带高压位置异常
我国南方：夏温偏高，干旱少雨
我国北方：夏温偏低，较为湿润
台风强度、路径异常
东南信风
地图出自《地理 选择性必修1》， 中国地图出版社，沪教版， 第99页
图中气压带位置仅做参考，不代表当时真实位置
副热带高压
赤道低压
厄尔尼诺年份的对全球的影响，以我国为例
东南信风减弱
西太平洋暖水减少
西太平洋赤道低压减弱
西太平洋副热带高压减弱
我国夏季风减弱
副热带高压位置异常
台风强度、路径异常
我国南方：夏温偏低，多雨洪涝
我国北方：夏温偏高，少雨干旱
地图出自《地理 选择性必修1》， 中国地图出版社，沪教版， 第98页
东南信风
图中气压带位置仅做参考，不代表当时真实位置
本课小结：
海洋
大气
物质：蒸发、降水
能量:长波辐射、潜热、风
全球水量的动态平衡，陆地水体更新
促进能量从低纬往中高纬流动，维持热量平衡
海-气作用的动态平衡被打破
引发厄尔尼诺、拉尼娜现象
全球气候异常，对其他圈层如水圈、生物圈等造成重要影响