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The Nature of Seawater
教学目标
1.理解温度、盐度和密度是海水重要的理化性质;
2.运用图表等资料,说出海水温度、盐度、密度的分布特点及其影响因素;
3.运用资料,说明海水温度、盐度、密度对人类活动的影响。
地球表面约有71%的面积被海洋覆盖
海水的温度、盐度、密度是海水最重要的理化性质
71%
世界海洋概况
The world ocean profile
图1 世界海陆分布图
1
海水的温度
The Temperature of seawater
Part One
热量来源:海水温度反映海水的冷热状况,主要取决于海洋热量的收支情况。一年中,世界海洋热量的收入和支出,基本上是平衡的。
太阳辐射
海水蒸发
海水温度的热量来源
Source of heat for sea temperature
图2 海水热量收支渠道
图3 全球海水热量收支示意图
【活动探究1 海水温度的水平分布规律】
海水温度的分布规律
The distribution of seawater temperature
请用平滑曲线绘制180°经线海水温度剖面图,描述海水表层温度分布规律。
图4 8月份世界表层海水平均温度分布图
南纬
北纬
60°
60°
40°
40°
20°
20°
0°
温度(℃)
30
20
10
0
-10
全球海洋表层的水温由低纬向高纬递减,相同纬度海洋表层的水温大致相同。
海水温度的分布规律
The distribution of seawater temperature
【活动探究1 海水温度的水平分布规律】
图5 世界大洋8月表层海水温度分布剖面图
0
10
20
30
0
温度/℃
1
2
3
4
5
6
深度/km
1000m以上的海水温度随深度变化幅度较大
受太阳辐射的影响较大
1000m以下的海水温度随深度变化幅度较小
几乎不受太阳辐射的影响,也无法和表层海水形成对流交换热量
【活动探究2 海水温度的垂直分布规律】
海水温度的分布规律
The distribution of seawater temperature
图6 太平洋西经170°低纬度某个观测站水温随深度变化的曲线
0
10
20
30
0
温度/℃
1
2
3
4
5
6
深度/km
10
20
0
温度/℃
1
2
3
4
5
6
深度/km
0
10
0
温度/℃
1
2
3
4
5
6
深度/km
0
乙
甲
丙
冬季
夏季
(季节性跃层)
冷中间层
(冬季冷却的海水由于海水密度增大下沉形成的冷却层)
说出甲、乙、丙三地纬度由低到高的顺序,描述海水温度垂直分布特点。
从垂直分布上看,海水温度随深度的增加呈不均匀递减。
【活动探究2 海水温度的垂直分布规律】
海水温度的分布规律
The distribution of seawater temperature
读世界表层海水温度分布图,描述同一海区1月、7月的水温差异。
1月
7月
从季节分布上看,同一海区表层水温夏季普遍高于冬季。
【活动探究3 海水温度的季节分布规律】
海水温度的分布规律
The distribution of seawater temperature
图7 世界表层海水1、7月温度分布图
①深度差异:海洋表层是海洋生物的主要聚集地,深度越深,海洋生物的种类和数量减少
②纬度差异:纬度不同,海洋生物的类型不同
③季节差异:海温变化导致某些海洋生物发生季节性游动
④生产:人类的渔业活动受海水温度影响(远洋捕捞/近海养殖)
【活动探究1 对海洋生物分布的影响】
海水温度对地理环境的影响
The impact of seawater temperature on G-environment
图8 全球海洋生物的垂直分布示意图
图9 全球海洋生物多样性的分布(修改自Ramírez et al, 2017)
低纬度海区:罗非鱼
中高纬度海区:鳕鱼
舟山渔场位于我国东海大陆架,处于南北海域分界线附近,是多种经济鱼类洄游的必经之路,冬季带鱼汛,夏季墨鱼汛。渔场水产资源丰富,共有鱼类365种,其中暖水性鱼类占49.3%,暖温性鱼类占47.5%,冷温性鱼类占3.2%,是我国最大的渔场。从海水温度分布的角度,分析舟山渔场成为我国最大渔场的原因。
垂直方向
水平方向
季节变化
海洋渔业
大陆架宽而浅,光照强,水温适宜,有利于海洋生物生长繁殖。
海域温度季节变化明显,鱼群季节洄游明显。
纬度位置适中,地处南北海域分界线附近,适宜多种鱼类生存。
【活动探究1 对海洋生物分布的影响】
海水温度对地理环境的影响
The impact of seawater temperature on G-environment
读图,说出世界主要集装箱港口分布的纬度范围,从海水温度的角度分析原因。
【活动探究2 对海洋航行的影响】
海水温度对地理环境的影响
The impact of seawater temperature on G-environment
图10 世界主要航海线和主要海港
图11 雪龙号(我国极地科学考察船和破冰船,正在破冰前行)
海水温度影响海洋运输。
纬度较高的海域,海水有结冰期/结冰期较长,通航时间较短,在冰封海域航行需要装备破冰设施。
【活动探究2 对海洋航行的影响】
海水温度对地理环境的影响
The impact of seawater temperature on G-environment
评价北极航线的开发条件。
优势条件:
①航程和航行时间较短;
②总通航成本更低,减少能耗,竞争力更强;
③运量更大。
劣势条件:
①极地地区适合通航时间较短;
②极地大范围海冰、极夜影响北极航道的安全性;
③沿线基础设施落后,补给困难;
④主权争端问题;
⑤生态环境脆弱,大规模开发易造成极地污染。
图12 北极航海与传统航线
【活动探究3 调节大气温度】
海水温度对地理环境的影响
The impact of seawater temperature on G-environment
与同纬度的陆地相比,海水温度的变化幅度比陆地的小,海洋上空的气温比陆地上空的气温变化慢
①从全球尺度来说,海水对大气温度起着调节作用
②从区域尺度来说,沿海地区气温的季节变化和日变化均比内陆地区小
图13 海洋调节大气温度
海滨浴场是当地居民和游客喜爱的去处。我国海岸线绵长,拥有众多海滨浴场。图为2016年6月-2017年6月葫芦岛、厦门、西沙3个海洋站的表层海水月平均温度。通常表层海水温度在20℃以上时适宜游泳。
海水温度对地理环境的影响
The impact of seawater temperature on G-environment
【活动探究3 调节大气温度——分析海水温度对游泳活动的影响】
图14 葫芦岛、厦门和西沙海洋站的表层海水月平均温度
(1)分别描述3个海域的海水温度季节变化特点。
①葫芦岛:夏季海水温度较高,冬季海水温度寒冷,冬夏季节变化显著。
②厦门:夏季海水温度较高,冬季海水温度较低,有季节变化。
③西沙:冬夏季节海水温度均较高,季节变化不明显。
(2)3个海洋站附近的海滨浴场分别有哪些月份适宜人们游泳
①葫芦岛:7-9月
②厦门:5-11月
③西沙:全年皆宜
(3)比较3个海域适宜人们游泳的时间长短差异,并说明原因。
①葫芦岛适宜游泳的时间最短,厦门居中,西沙适宜游泳的时间最长。
②原因:纬度越低,海水温度越高,则适宜游泳的时间也越长。
海水温度对地理环境的影响
The impact of seawater temperature on G-environment
【活动探究3 调节大气温度——分析海水温度对游泳活动的影响】
纬度:赤道地区太阳高度角大,接受到的太阳辐射多,水温高(注意:平均水温最高的海域不在赤道,而是在5-10°N海域,主要是因为北半球陆地面积大,增温幅度大,通过径流等提高了海水温度。)
洋流:同一纬度地区暖流经过水温较高,寒流经过水温较低
水域面积:太平洋表层水温最高,热带和副热带的面积比印度洋和大西洋宽广,吸收的太阳辐射多,海水的表层温度相对较高
封闭程度:太平洋北部地形封闭,北冰洋冷海水影响比大西洋小
海陆状况:海水温度受陆地影响大,夏季比同纬度其他海区水温高,冬季比同纬度其他海区温度低
海水深度:随深度增加而递减,1000米以下水温差别不大
海水温度的影响因素
Influencing factors of seawater temperature
下图为8月份世界海洋表面水温分布图(°C)。完成下面1-2题。
1.一般来说,8月份世界海洋表层水温分布特点是
①同一经度的不同海区,低纬高于高纬
②相同纬度的海区水温相同
③北半球副极地海区,大洋西部水温低于东部
④北半球中低纬海区,大洋西部水温低于东部
A.①② B.①③ C.②④ D.③④
2.影响南半球等温线分布较北半球平直
的主要因素是
A.海陆分布 B.洋流
C.地形 D.纬度
B
A
每年春季和初夏都会有近千座冰山漂至纽芬兰岛东北海岸,这里被称为“冰山胡同”。读大西洋中高纬度洋面年平均水温图,完成3-4题。
3.关于图示区域海水水温分布特点的说法,正确的是
A.同纬度水温西高东低
B.随纬度增加水温升高
C.西部水温温差大,东部水温温差小
D.由南向北递减变化均匀
4.影响图示区域的海水水温分布的主要因素是
A.纬度、光照
B.海拔、地形
C.纬度、洋流
D.海陆位置、盛行风
C
C
5.影响曲线②分布的主要因素是
A.海陆热力性质差异
B.海水热容量
C.大气环流
D.太阳辐射
6.若图中①曲线表示的是某地的海水温度垂直变化,则下列说法正确的是
A.该地处于高纬度海区
B.随着深度增加,水温递减
C.在水深1 000米以下,水温保持稳定,变化不大
D.大陆架海区,水温变化最小
读海洋水温曲线图,完成5-6题。
D
C
2
海水的盐度
The Salinity of seawater
Part Two
海水盐度的定义
Definition of seawater salinity
海水盐度:人们用盐度来表示海水中盐类物质的质量分数,盐度通常用千分比表示,指1000克海水所含盐类物质的多少,世界大洋的平均盐度为35‰。
海水为什么既咸又苦?
海水中含有很多盐类物质,主要是氯化钠和氯化镁,因此海水的味道既咸又苦
图1 1000克海水的化学组成示意图
图2海盐蒸晒
海水表层盐度的分布规律
Distribution of surface salinity of seawater
描述图中海水盐度随纬度变化的分布规律,并分析原因。
分布规律:马鞍型曲线
从南北半球的副热带海区,分别向两侧的低纬度和高纬度递减。
图3 全球年降水量、海水温度、盐度随纬度分布曲线图
海水表层盐度的分布规律
Distribution of surface salinity of seawater
蒸发旺盛,但同时降水量多,淡水起稀释作用
高纬度地区气温低,蒸发弱,盐度较低
蒸发旺盛,降水少
图4 世界大洋8月表层海水盐度分布图
海洋表面盐度最高的区域是副热带海区
高纬度地区盐度低
赤道地区盐度不是最高的
海水盐度的影响因素
Influencing factors of seawater salinity
海水温度越高,盐度越高。
表层海水的盐度高低主要取决于降水量与蒸发量的关系。
气候因素(决定作用)
降水量大于蒸发量
降水量小于蒸发量
盐度较低
盐度较高
洋流因素
同一纬度的海区,暖流经过盐度偏高,寒流经过盐度偏低。
图5 洋流对海水盐度的影响
结融冰因素(高纬度海区)
盐度升高
盐度降低
结冰
融冰
海水盐度的影响因素
Influencing factors of seawater salinity
河流径流注入因素
封闭程度
近岸地区(有大量河水淡水汇入的海区),盐度较低。
图6 河流径流注入对海水盐度的影响
海区/湖泊的封闭度越强,与外界海水沟通不畅,盐度趋于更高或更低。
图7 红海、波罗的海沿岸水系分布图
海水盐度的影响因素
Influencing factors of seawater salinity
图8 红海和波罗的海沿岸地区的水系及代表地多年平均各月气温和降水量
红海位于非洲东北部与阿拉伯半岛之间,盐度超过40‰,是世界上盐度最高的海域;波罗的海位于斯堪的纳维亚半岛与欧洲大陆之间,盐度不到10‰,是世界上盐度最低的海域。分析红海盐度高、波罗的海盐度低的原因?
(1)红海盐度高的原因:
①红海位于副热带海区,热带沙漠气候,蒸发量远大于降水量;
②沿岸沙漠广布,无淡水汇入;
③海区相对封闭,入海河流少,与外界交流受到限制,盐度高。
(2)波罗的海盐度低的原因:
气候(P>E)、入海河流、海区封闭……
受长江入海径流的影响,长江口海域盐度较低,且夏季盐度低于冬季盐度,试分析原因。
(1)夏季盐度低的原因:
夏季长江流域降水量大,源头融水量大,河流径流量大,在入海口处对近海海水的稀释能力强,盐度低。
(2)冬季盐度高的原因:
冬季长江流域降水量小,河流径流量小,处于枯水期,在入海口处对近海海水的稀释能力弱,盐度高于夏季。
海水盐度的影响因素
Influencing factors of seawater salinity
图9 长江入海口卫星图
海水盐度对人类活动的影响
The effect of seawater salinity on human activities
海水晒盐
海水制碱
海水养殖
海水淡化
长芦盐场
布袋盐场
莺歌海盐场
盐场选址的区位条件
气候:气温高,降水少,多风,日照强→蒸发旺盛
地形:面积广阔的平坦海滩、滩涂
水:副热带海域/远离河流入海口→海水盐度高,盐分更多
土:淤泥质海岸,海水不易下渗,利于晒盐
长芦盐场——中国最大的盐场:沿岸为淤泥质海滩,滩涂宽阔;全年雨季短且降水集中;春季气温回升快,多大风,蒸发旺盛,有利于海盐生产
布袋盐场、莺歌海盐场——地处平原海岸,夏季风的背风坡,盛行干热的下沉气流,蒸发强烈,利于海盐生产
读全球水平衡图,回答1-2题。
1.图中显示的水平衡规律不正确的是
A.陆地水平衡为正值
B.高纬度海洋水平衡为正值
C.中纬度海洋水平衡值随纬度增高而不断减少
D.低纬度海洋水平衡为负值
2.20°-30°纬度区海洋水平衡带来的影响是
A.海水温度升高
B.海水温度降低
C.海水盐度升高
D.海水盐度降低
C
C
咸潮,是一种河海交汇处的水文现象。入海河流水量不足时,海水倒灌,造成上游河道水体变咸,形成咸潮。图5为珠江口附近海域夏季海水盐度分布图(单位:‰)。读图,完成第3-5题。
3.图示海域海水盐度
A.受太阳辐射影响,夏季高于冬季
B.受入海河流影响,从入海口向外递增
C.受海岸线形态影响,自北向南递增
D.受夏季风影响,自东南向西北递减
4.一年中,珠江口附近易发生咸潮的时间为A.4月 B.7月 C.10月 D.12月
5.珠江三角洲应对咸潮可采取的措施有
①加强监测和预警 ②河道清淤
③兴修挡潮建筑物 ④海水淡化
A.①② B.①③ C.②③ D.②④
B
D
B
3
海水的密度
The Density of seawater
Part Three
海水密度:单位体积海水的质量,单位是kg/m 或g/cm 。
影响因素
温度
盐度
深度
温度升高,海水热膨胀,密度减小。
盐度增加,密度增大,溶解物质增加,质量增加。
深度增加,压力增大,密度增大。
海水密度的定义与影响因素
Definition and influencing factors of seawater density
读图分析表层海水密度随纬度变化的规律,表层海水密度与温度、盐度的关系。
全球海洋表层的密度随纬度的增高而增大,同纬度海域大致相同。
海水密度的变化主要取决于海水温度的变化。由赤道到两极,海水温度逐渐降低。
海水密度的分布规律
The distribution of seawater density
【活动探究1 海水密度的水平分布规律】
图10 大洋表层海水温度、盐度、密度随纬度变化曲线图
1024
1025
1026
0
密度/kg m
1000
2000
3000
4000
深度/m
1023
1027
1028
赤道
热带
高纬
总体而言,海水密度随深度增加而增大。
在中低纬度海区,一定深度内海水密度基本均匀,往下(一般至1000米深)海水密度随深度增大而迅速增加,再往下则海水密度随深度的变化很小
中低纬度海区
高纬度海区
在高纬度海区,海水密度随深度的变化较小
海水密度的分布规律
The distribution of seawater density
【活动探究2 海水密度的垂直分布规律】
图11 海水密度随深度变化曲线图
海水密度对人类活动的影响
The effect of seawater density on human activities
海水密度随深度增大而迅速增加的海水层,因浮力较大,有利于潜艇的航行。
有时候,该海水层中出现海水密度随深度增大而减小的情况,称为“海中断崖”;潜艇如果遭遇“海中断崖”,因海水浮力突然变小,可能会掉到安全潜水深度以下,造成艇毁人亡。
1.影响潜艇安全
图12 海中断崖
海水密度对人类活动的影响
The effect of seawater density on human activities
2.新加坡:御咸蓄淡,变海湾为水库
新加坡是一个岛屿国家,虽然年平均降水量在2000毫米以上,但由于地域狭小,地势低平,无法在陆地上找到蓄水量较大的蓄水区,淡水资源极度匮乏。
2008年,新加坡建成滨海堤坝,将滨海湾和外海隔开,防止海水倒灌,形成滨海水库。降雨时,雨水汇入水库,水量过多时,可通过闸门泄洪;这样,水库里的海水逐渐被淡水替换。
图13 新加坡滨海堤坝位置示意图
海水的密度差异产生密度流
Density differences in seawater produce density flow
地中海海水盐度高于大西洋,因此地中海海水密度大于大西洋→地中海表层海水下沉,表层海水水位低;大西洋表层海水水位高于地中海表层海水水位→表层海水由大西洋流向地中海,底层海水由地中海流向大西洋
图14 直布罗陀海峡位置示意图
图15 密度流
海水的密度受很多因素的影响,结合相关知识回答1-2题。
1.影响表层海水密度最明显的因素是
A.盐度
B.深度
C.径流
D.温度
2.下列关于海水密度的说法正确的是
A.影响海水密度的因素主要有温度、盐度,与深度无关
B.一般来说温度高的海域的海水密度相对较高
C.海水密度随纬度的增高而增大
D.海水密度垂直分布上出现的“海中断崖”现象不会影响人类活动
D
C
不同海域海水盐度不同,会导致海水密度不同,进而影响海水流动方向以及轮船的吃水深度。下图为直布罗陀海峡附近海域海水盐度图。读图,完成3-4题。
3.地中海盐度高于大西洋的原因是
A.蒸发更旺盛
B.海水交换多
C.降水量更大
D.人类输盐多
4.一艘自西向东航行的轮船,在图示海域吃水深度
A.逐渐增大
B.逐渐减小
C.先增大后减小
D.先减小后增大
A
B
The Nature of Seawater
Thanks