(共41张PPT)
课标定向
素养导引
1.区域认知:说出厄尔尼诺和拉尼娜影响的地域分布。
2.综合思维:运用图表,分析海-气水热交换的基本方式与过程,分析海-气相互作用对全球水、热平衡的影响。
3.人地协调观:认识厄尔尼诺、拉尼娜现象对全球气候和人类活动的影响,趋利避害发展生产。
运用图表,分析海—气相互作用对全球水热平衡的影响,解释厄尔尼诺、拉尼娜现象对全球气候和人类活动的影响。
SEA-AIR INTERACTION
《海一气相互作用》
CONTENT
一、海一气相互作用与水热交换
二、海一气相互作用与水热平衡
三、厄尔尼诺、拉尼娜及其影响
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。
海洋是地球上巨大的热能储存库,对气候的形成和变化具有重要影响。
回顾:1.大气的受热过程,并画出简图。
2.大气的根本热源是什么?
思考:大气的热量主要来自于?
温故知新
海 — 气间的能量交换
地面辐射是近地面大气的直接热源
海洋是大气受热的主要热源
海洋占地球表面积的71%
明晰概念
海 — 气间的能量交换
【问题探究1】 结合所学知识及下面示意图提示,说明海洋与大气的水热交换过程。
大气受热过程图
水循环示意图
一、海—气水热交换过程
太阳辐射
海水蒸发
(潜热输送)
长波辐射
大气运动
海水运动
蒸发
降水
海洋为大气提供约87.5%的水汽,
是大气中水汽最主要来源。
海洋表层储存85%的热量,是大气最主要的热量来源。
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。低纬度海区和有暖流流经的海区,海面蒸发旺盛,空气湿度大,降水较丰沛,海—气间的水分交换也较为活跃。
海洋向大气输送的热量,与其表层水温密切相关。一般来说海水温度越高蒸发量就越大。
明晰概念
二、海—气间的物质交换
气态的物质交换
固态的物质交换
除水热交换外,海—气间还存在气体和固体物质的交换。气体交换中以二氧化碳的交换最为重要在全球碳循环系统中,海洋的作用比陆地更为重要。
1、海—气间的CO2交换
大气中CO2
溶于海水
光合作用
固定CO2
生物呼吸残体
分解回归大气
碳酸盐沉积有机碳沉积
海洋固定和转移了大气中绝大部分的二氧化碳,对于大气中二氧化碳浓度具有重要调节作用,可减缓大气中二氧化碳增加的速率。
海水温度升高,海水CO2溶解度变小,将会有更多的二氧化碳进入到大气中,对地球威胁大。
海—气间的二氧化碳交换
二氧化碳
溶于水中
光合作用
呼吸作用
残体分解
酸盐沉积有机碳沉积
光合作用固定CO2 (生物圈)
岩浆活动
温度升高 ,海水溶解度变小
大气中CO2(大气圈)
大气中CO2溶于海水
海洋(水圈)
碳酸盐沉积有机碳沉积(岩石圈)
# 阅读-海洋与大气中的二氧化碳
In addition to water heat exchange, there is also the exchange of gas and solid matter between sea and air
In gas exchange, carbon dioxide exchange is the most important
In the global carbon cycle system, the role of the ocean is more important than that of the land
生物沉积作用将二氧化碳固定在岩石圈中,短时期内不再参与地表的碳循环,从而降低了表层海水中二氧化碳的含量
有利于海洋表层从大气中吸收更多的二氧化碳,对海洋和大气的二氧化碳平衡产生重要影响
#Reading - carbon dioxide in the ocean and atmosphere
【问题探究2】
2021年1月7日,青岛市附近海面烟雾袅袅,出现了罕见的“海浩”奇观。“海浩”,指由于海洋表面和低层大气温差显著增加,水汽迅速凝结成大量小水滴或冰晶,在海面呈现“水雾”或“冰水混合雾”,海面上薄雾缭绕,宛如仙境,吸引了大量市民前往观赏。
思考:试从天气系统和“海—气相互作用”的角度,解释青岛“海浩”现象的成因。
【答案】(1)冷锋过境,形成寒潮天气。气温显著低于表层海水温度,海水蒸发加剧,遇冷空气迅速凝结。
低纬度海洋获得更多的太阳辐射能,主要由大洋环流把低纬度的多余热量向较高纬度输送;
在中纬度,通过海洋与大气之间的交换,把相当多的热量输送给大气,再由大气环流将热量向更高纬度输送。
1、热量平衡原理
【思考】纬度低于30°N,热量收入多于支出;30°N附近,热量等于支出;纬度高于30°N,热量收入少于支出,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?
三、海—气相互作用与水热平衡
海—气相互作用与水热平衡
海一气相互作用通过大气环流与大洋环流,驱使水分和热量在不同地区传输,
维持地球上水热的平衡
三、海—气相互作用与水热平衡
不同纬度海洋对大气加热的差异
海洋与陆地对大气加热的差异
三圈环流
季风环流
大气环流
密度流
风海流
地转偏向力
大洋环流
海—气相互作用驱使水分和热量在不同地区的传输,从而维持地球上水分和热量的平衡
水量平衡原理
海气相互作用,进行水分交换,构成地球上生生不息的水循环。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。从长期来看,全球水的总量没有什么变化。
全球表层海水年均温度分布图
高温暖海
低温冷海
1、据图分析正常状况下,赤道太平洋东西两岸温度有何不同?为什么?
2、画出两者之间海—气相互作用的大气运动示意图,并指出对应景观。
【问题探究3】
暖 池
沃克环流
澳大利亚凯恩斯 库兰达热带雨林
秘鲁南部帕拉卡斯沙漠与海相连的奇景
正常年份赤道太平洋两岸景观
冷 海
图4-24 正常情况下的海—气相互作用示意
离岸风
太平洋东岸
秘鲁和智利沿海
太平洋西岸
印度尼西亚
与澳大利亚东岸
正常情况下,太平洋赤道两侧盛行稳定强劲的偏东信风,将温暖的表层海水吹离南美海岸,赤道太平洋水温西高东低
赤道太平洋东岸气流下沉,降水较少,形成荒漠;上升补偿流将海底的营养盐类带到海面,鸟类、鱼类众多
赤道太平洋西岸气流上升,降水较多
海—气相互作用及其异常
海—气相互作用能够调控全球水热平衡,对气候变化、自然环境和人类活动产生巨大影响。但是,这个系统的异常变化会使局部出现极端天气,干扰甚至威胁人们正常的生产生活。
厄尔尼诺
EL Nino
拉 尼 娜
La Nina
厄尔尼诺现象:赤道附近太平洋中东部表层海水温度异常升高的现象。
拉尼娜现象:赤道附近太平洋中东部表层海水温度异常降低的现象。
读图思考
厄尔尼诺和拉尼娜发生时太平洋表层水温出现了什么异常?
厄尔尼诺 \ 拉尼娜现象
( 1 )厄尔尼诺 \ 拉尼娜发生时,并从海—气相互作用的角度,说明海温的变化对沃克环流的影响。(要求:在地图上重置箭头,展示出沃克环流的变化。)
( 2 )解释大气环流的变化对赤道附近地区气候异常(或人类活动)的影响。
分组讨论
图4-25厄尔尼诺发生时的海一气相互作用示意
异常升高
“厄尔尼诺”
在秘鲁寒流流经海岸附近,圣诞节前后有时海水明显变暖,同时突降大雨,当地海鸟结队迁徙。当地人把这种反常的现象归因为“圣婴”出现。
厄尔尼诺直接导致了中、东太平洋及南美太平洋沿岸国家异常多雨,甚至引起洪涝灾害。连绵阴雨曾使智利北部沙漠地区的湿度增加,出现了鲜花盛开的奇观。也使得热带西太平洋降水减少,造成印度尼西亚、澳大利亚严重干旱。
秘鲁海滩海鸟死亡
智利沙漠花海
印尼的森林大火
澳洲的干旱
活动探究
厄尔尼诺现象对赤道地区太平洋东西两岸的影响
世界热带海洋所释放的二氧化碳有3/4来自太平洋赤道海域。
厄尔尼诺现象能减缓富含二氧化碳的上泛冷水的上移速度,
从而减少海洋向大气释放的二氧化碳数量。
有关研究表明,厄尔尼诺现象在减少二氧化碳释放、
延缓全球变暖方面具有一定的积极作用。
拉尼娜是指赤道太平洋东部和中部海域水温异常下降的现象。
拉尼娜现象与厄尔尼诺现象相反,故有“反厄尔尼诺现象”之称。
异常降温
“拉尼娜”是西班牙语“小女孩”的译音。
对气候的影响程度及威力比厄尔尼诺要小。
拉尼娜与厄尔尼诺均为
海一气相互作用的结果。
拉尼娜现象是因海面信风加速,
促使东、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。
拉尼娜现象
赤道
热跃层
1.【参考答案】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,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。
赤道
热跃层
降雨减少
降雨增多
拉尼娜现象
对我国的影响
带来热夏冷冬
出现南旱北涝
多台风
拉尼娜
厄尔尼诺和拉尼娜对我国气候的作用机制为影响副高强弱(夏季)和冬季风强弱(冬季)。一般而言,影响副高强弱及位置的主要因素有冷空气、海温、热带对流、青藏高原的热力作用等,而冬季风强弱与海陆间的水平气压梯度力有关。
厄尔尼诺发生的夏季→东南信风减弱→低纬环流增强且收缩→副高强度位置偏南→雨带位置偏南→我国南涝北旱
厄尔尼诺发生的冬季→西太平洋气压比较高→蒙古西伯利亚高压与太平洋之间的气压梯度力减小→冬季风的势力减弱→出现暖冬
信风偏弱
赤道地区海水热的均匀
冬季低压偏弱
低纬环流
增强且收缩
副高位置偏南
低纬环流
信风增强
赤道地区海水热得不均匀
冬季低压偏强
低纬环流
减弱且拉伸
副高位置偏北
低纬环流
拉尼娜发生的夏季→东南信风增强→低纬环流减弱且伸展→副高强度位置偏北→雨带位置偏北→我国南旱北涝
拉尼娜发生的冬季→西太平洋气压比较低→蒙古西伯利亚高压与太平洋之间的气压梯度力增大→冬季风的势力增强→出现冷冬
南涝北旱
南旱北涝
正常年份 厄尔尼诺发生年份 拉尼娜发生年份
图示
拓展延伸
厄尔尼诺与拉尼娜对我国气候的影响
高考真题链接
(2018·海南)图5示意我国近海海面年蒸发量的分布。部分海域蒸发强烈,出现了年蒸发量大于2 000毫米的高值区。据此完成1~2题。
1.形成年蒸发量高值区的原因是该海域( )
A.海水流动快 B.有暖流经过
C.太阳辐射强 D.靠近陆地
2.年蒸发量高值区海域冬季海面蒸发更强,最主要的原因是该海域冬季( )
A.降水少 B.辐射强
C.海气温差大 D.风力强
√
√
【19题详解】影响蒸发的因素主要包括大气温度、湿度、风速以及蒸发面积等。据图并结合我国近海洋流流向和性质可知,高值区所处海区有日本暖流流经,水温较高,蒸发旺盛,故B正确。海水流动速度对蒸发量的影响无法判断;图中年蒸发量等值线不存在自南向北递减的规律,因此受太阳辐射影响不大;高值区并不靠近大陆。故A、C、D错误。
【20题详解】读图可知,年蒸发量高值区位于东海附近海域,东海海域冬季降水较渤海、黄海海域多;太阳辐射强度比其南部的南海海域小,受冬季风影响,风力应比渤海、黄海海域弱,因此排除A、B、D选项;东海海域冬季受暖流影响,海水温度高,海气温差大,蒸发强烈,故C正确。
高真题链接
(2020·浙江)下图为两极地区多年平均海冰面积年内变化图。
A.南极地区受西风漂流影响,海冰消融慢
B.北极地区受北大西洋暖流影响,海冰消融快
C.南极地区下垫面比热小,吸热升温快,海冰消融快
D.北极地区臭氧空洞小,太阳辐射强度大,海冰消融慢
√
3.对比两极地区年内海冰消融速度差异,原因可能是( )
【详解】温度高会导致海冰融化,左图8、9月份海冰面积最小,说明8、9月份气温高,应该北极附近;右图2月份海冰面积最小,说明2月份气温高,应该是南极附近。据图分析北极附近海冰3月份达到13百万km2,9月份达到5百万km2,6个月消融了8百万km2;南极附近海冰9月份达到16百万km2,2月份达到2百万km2,7个月消融了14百万km2;对比可知,应该是南极附近海冰消融速度快,AB错误。北极附近是海洋,南极附近是大陆,南极附近下垫面比热小,吸热升温快,导致海冰消融快,C正确。南极附近有臭氧层空洞,若北极地区臭氧层空洞小,到达地面的紫外线少,太阳辐射应该比南极较弱,D错误。故选C。
季风环流
三圈环流
风
不同纬度海洋对大气加热的差异
海洋与陆地对大气加热的差异
大气环流
大洋环流
拉尼娜现象
厄尔尼诺现象
影响自然环境和人类活动
大气
海洋
水分交换
热量交换
全球水热平衡
热带太平洋水热异常
思维导图构建(5分钟)
区域 失衡