第三节 海—气相互作用
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课标要求 素养目标
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。 1.运用图表,说出海—气之间水分和热量交换过程,分析海—气相互作用对全球水热平衡的影响。(综合思维) 2.运用图表资料,解释厄尔尼诺和拉尼娜现象发生的区域、时间及成因。(区域认知) 3.结合景观图等资料,分析厄尔尼诺、拉尼娜现象对全球气候和人类活动的影响。(人地协调观)
一、海—气相互作用与全球水热平衡
1.海—气相互作用
海洋与大气之间进行着大量且复杂的物质和能量交换,其中的水热交换,对气候乃至自然环境具有深刻的影响。
2.海—气水热交换
(1)海洋与大气的水分交换。
(2)海洋与大气间的热量交换。
热 量 交 换 大气对 海洋 海洋吸收了到达地表太阳辐射的大部分,并把其中85%的热量储存在海洋表层
海洋对 大气 通过潜热、长波辐射等方式把储存的太阳辐射能输送给大气,为大气运动提供能量,驱使大气运动
[填一填] 在图中填出海—气相互作用的途径。
3.海—气相互作用的影响: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,维持地球上水分和热量的平衡。
二、厄尔尼诺和拉尼娜现象
1.厄尔尼诺现象
(1)定义:赤道附近太平洋中东部表层海水温度异常升高。
(2)影响。
①对温度的影响:赤道附近太平洋地区东、西部海面的温度差异减小。
②对降水的影响。
区域 气候变化 引发灾害
赤道附近的太平洋东部(秘鲁和智利沿海) 下沉气流减弱或消失,甚至出现上升气流,降水增多 洪涝灾害
赤道附近的太平洋西部 上升气流减弱或消失,干燥少雨 旱灾或 森林大火
2.拉尼娜现象
(1)定义:赤道附近太平洋中东部的表层海水温度异常降低的现象。
(2)影响:赤道附近太平洋东、西部的温度差异增大,引起气候异常。
[想一想] 长津湖位于朝鲜东北部的盖马高原,高原平均海拔约1 300米,有“朝鲜屋脊”之称,气候寒冷,年平均气温1～2℃,最冷月平均气温曾达-25℃,年降水量580～750毫米。据研究,1950年冬季长津湖出现的极寒天气与拉尼娜现象有关,试分析拉尼娜现象产生的原因及对我国的影响。
提示:成因:信风带势力增强,赤道附近表层海水大规模向西运动,东太平洋海水上泛强烈,水温异常降低,西太平洋海平面上升,水温异常升高。影响:我国易出现冷冬热夏,极端天气频发。
学习任务一 海—气相互作用与全球水热平衡
【情境·探究导学】
全球水量平衡
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。下图为全球水量平衡示意图。
(1)据图完成下面表格。
海洋水 陆地水
收入 项 收入 数量 支出 项 支出 数量 收入 项 收入 数量 支出 项 支出 数量
总计 总计 总计 总计
提示:
海洋水 陆地水
收入 项 收入 数量 支出 项 支出 数量 收入 项 收入 数量 支出 项 支出 数量
降水 458 蒸发 505 降水 119 径流 47
径流 47 蒸发 72
总计 505 总计 505 总计 119 总计 119
(2)计算海洋降水量与陆地降水量之和,海洋蒸发量与陆地蒸发量之和。这两个数据的比较,说明了什么问题
提示:海洋降水量+陆地降水量=577;海洋蒸发量+陆地蒸发量=577;两个数据相同,说明全球蒸发量和降水量基本相同,维持了全球水量的平衡。
(3)计算海洋蒸发量占全球降水量的百分比,这个数据说明了什么问题
提示:海洋蒸发量占全球降水量的87.5%,说明海洋是大气水的主要源地。
【核心·归纳总结】
1.海—气相互作用
2.海—气相互作用与水热平衡
(1)海—气相互作用与水平衡。
①海洋上中低纬度大部分地区平均降水量远远小于蒸发量,呈现负值;高纬度地区蒸发微弱,呈现正值。
②陆地各纬度带平均降水量皆大于蒸发量,呈现正值。低纬度地区尤其明显。
(2)海—气相互作用与热量平衡。
(3)影响海—气水热交换的因素。
3.海洋对大气温度的调节作用
运用知识网络记忆海—气相互作用
【实践·学以致用】
读海—气相互作用模式图,回答1～3题。
1.图中表示海—气相互作用中水分交换的是( )
[A] ①② [B] ②③ [C] ③④ [D] ①④
【答案】 C
【解析】 海—气间水分的交换是通过蒸发、降水环节实现的,通过海水蒸发,不断向大气输送水汽,大气降雨将空气中水分输送到海洋,③④正确。故选C。
2.海洋是陆地降水的主要水汽来源,但从长远看,海洋水体总量变化不大,主要得益于过程( )
[A] ① [B] ② [C] ③ [D] ④
【答案】 B
【解析】 水循环是实现海陆间水平衡的重要途径,其中的径流(②)不断的补充因蒸发而减少的海洋水体,从而使海洋水体总量变化不大,B正确。
3.海洋的主要热量来源是( )
[A] 太阳辐射 [B] 地面辐射
[C] 海底火山 [D] 地球内部
【答案】 A
【解析】 海洋的主要热量来源是太阳辐射,A正确。
海雾是水汽受海洋的影响在海面或沿海地区上空低层大气中凝结成水滴或冰晶的现象,其受下垫面和海洋气象条件影响较大。根据气温与海温的关系,海雾有蒸发雾和冷却雾之分。下图示意我国某海域4月27日8时至30日20时气温和海水表层温度变化情况。据此回答4～5题。
4.海雾的形成反映的是( )
[A] 海—陆相互作用
[B] 海—气相互作用
[C] 海—陆温差大
[D] 海—气温差小
【答案】 B
【解析】 材料“根据气温与海温的关系,海雾有蒸发雾和冷却雾之分”说明海雾是海洋与大气存在温差形成的,反映海—气相互作用,B正确。
5.该海域4月28日凌晨出现海雾( )
[A] 持续时间仅与风速有关
[B] 发生在夜间,对海上航运影响较小
[C] 是海洋蒸发的水汽遇冷凝结形成的蒸发雾
[D] 是大气中的水汽受海洋冷却形成的冷却雾
【答案】 D
【解析】 该海域4月28日凌晨气温低,气温和海水表层温差小,说明海温低,大气中的水汽受海洋冷却形成冷却雾,D正确,C错误;持续时间与风速、逆温天气、气温等因素有关,A错误;海雾发生在夜间,对海上航运影响较大,B错误。
学习任务二 厄尔尼诺和拉尼娜现象
【情境·探究导学】
智利沙漠的花田
阿塔卡马沙漠位于南美洲西海岸,纬度18°～28°,是世界最干燥的地区之一,被称为世界的“干极”。然而,当厄尔尼诺现象发生时,沙漠中会迎来超乎以往的大雨,沙漠土地里休眠的各种花朵种子会发芽、生长、开花,在这以往死寂的沙漠中绽放,形成“沙漠的花田”,其发生频率为5至7年一次。下图为阿塔卡马沙漠沿海正常年份与厄尔尼诺现象示意图。
(1)正常年份流经当地沿岸的洋流是哪个 其对沿岸气候和渔业资源有何影响
提示:秘鲁寒流。对气候有降温减湿作用,沿岸气候干旱少雨;上升流把海底营养盐类带到海洋表层,浮游生物丰富,为鱼类提供饵料,渔业资源丰富。
(2)厄尔尼诺现象发生时阿塔卡马沙漠将出现花田的奇观。据图简要分析其成因。
提示:厄尔尼诺现象发生时,太平洋东海岸(阿塔卡马沙漠附近)的海水温度升高,赤道附近的偏东信风减弱,同时秘鲁寒流(上升补偿流)势力减弱,通常在信风作用下流向太平洋西部的温暖海水滞留在东部,阿塔卡马沙漠降水量增加。
【核心·归纳总结】
1.厄尔尼诺与拉尼娜现象的形成原因
沃克环流,是赤道海洋表面因水温的东西面差异而产生的一种纬圈热力环流。它是热带太平洋上空大气循环的主要动力之一。厄尔尼诺与拉尼娜现象的发生均与沃克环流有关,沃克环流的强弱变化直接导致赤道地区太平洋东、西两岸的气候变化,具体表现分析如下。
2.两种现象的比较及对我国的影响
(1)厄尔尼诺和拉尼娜现象的区别与联系。
项目 厄尔尼诺 现象 拉尼娜现象
东南信风 减弱,甚至 转为西风 增强
南赤道暖流 减弱 增强
赤道逆流 增强 减弱
秘鲁寒流 西偏,被暖 流取代 增强
太平洋 水温 东岸 升高 降低
西岸 降低 升高
太平洋 两岸 气候 东岸 降水增加 降水减少
西岸 降水减少 降水增加
对全球的影响 导致全球大气环流异常,并对全球广大范围内的气候产生很大影响
关联性 拉尼娜现象一般出现在厄尔尼诺现象之后
(2)对我国的影响。
项目 厄尔尼诺现象 拉尼娜现象
台风 台风次数减少 台风次数增加
夏季风 夏季风减弱,北进速度减慢,南方洪涝,北方干旱 夏季风增强,北进速度加快,南方干旱,北方洪涝
气温 冬季出现暖冬 冬冷夏热
【实践·学以致用】
斜温层是存在于大体积流体(如海洋、湖泊、大气)内的一层很明显的薄层。正常年份,在盛行风的影响下,赤道太平洋斜温层呈西厚东薄的态势,该结构与其所在海域表层水温分布相适应。下图为正常年份和2015年9月份沿赤道太平洋海域斜温层垂直分布状况图。据此回答1～2题。
1.影响太平洋东西两岸斜温层厚度差异的主要因素是( )
[A] 海陆位置 [B] 纬度位置
[C] 大气环流 [D] 海陆热力差异
【答案】 C
【解析】 根据题干信息“正常年份,在盛行风的影响下,赤道太平洋斜温层呈西厚东薄的态势”可知,东南信风吹拂海水,暖海水吹向太平洋西岸,使太平洋东西两岸斜温层厚度产生差异,C正确。
2.2015年9月,下列现象最可能出现的是( )
[A] 澳大利亚东岸降水明显增加
[B] 印度尼西亚森林火险会减少
[C] 秘鲁沿岸海域海雾频率增加
[D] 智利沙漠植物种子因雨萌发
【答案】 D
【解析】 由图可知,相较正常年份,2015年9月太平洋西岸斜温层厚度减小,说明东南信风减弱,出现了厄尔尼诺现象,太平洋西岸海水温度降低,上升气流减弱,澳大利亚东岸降水明显减少,A错误;印度尼西亚降水减少,森林火险会增加,B错误;当发生厄尔尼诺现象时,东南信风减弱,使得秘鲁寒流减弱,秘鲁沿岸海域海雾频率减少,C错误;智利沿岸地区降水增多,沙漠植物种子可能因雨萌发,D正确。
暴雨引发的洪水挟带泥沙进入湖泊后,沉积形成砂质纹层。某地湖泊中砂质纹层出现频次与厄尔尼诺现象频次呈正相关,据此推算的厄尔尼诺现象频次如下图所示。据此回答3～4题。
3.该地最可能位于( )
[A] 印度 [B] 澳大利亚
[C] 菲律宾 [D] 秘鲁
【答案】 D
【解析】 厄尔尼诺现象发生后,东太平洋下沉气流减弱或消失,甚至出现上升气流,气候由干燥少雨变成多雨,引发洪涝灾害;西太平洋上升气流减弱或消失,气候由温和多雨转变为干燥少雨,带来旱灾或森林大火。该地受厄尔尼诺现象影响,暴雨增多,应位于东太平洋沿岸地区,选项中秘鲁位于东太平洋沿岸,D正确。
4.图示时期内( )
[A] 该地目前气候处于最稳定时期
[B] 距今3 500年该地河流侵蚀作用弱
[C] 厄尔尼诺现象导致该地周期性旱灾
[D] 全球气候变暖引发厄尔尼诺现象
【答案】 B
【解析】 该地目前处于厄尔尼诺现象发生频次较低的时期,但不是最低时期,故不是气候最稳定时期,A错误;距今3 500年厄尔尼诺现象频次低,说明暴雨出现频率低,河流侵蚀作用弱,B正确;当地是沙漠地区,气候干旱,但湖泊中砂质纹层出现频次与厄尔尼诺现象频次呈正相关,而砂质纹层是暴雨引发的洪水沉积形成的,因此是厄尔尼诺现象导致该地暴雨频发,C错误;全球气候变暖主要与温室气体排放、森林破坏有关,与厄尔尼诺现象无明显相关性,D错误。
课堂小结 地理视野
冬天限定奇观——海浩 在冬季,大海冒烟的现象时有发生,这种现象被称为“海浩”。“海浩”现象其实是蒸发雾的一种,当有比海水温度低得多的寒冷空气经过相对温暖的海面时,海面附近的水蒸气遇到冷空气后会迅速凝结成微小水滴,漂浮于海面形成雾,看上去就像大海在冒烟。
(时间:30分钟 满分:49分)
基础达标
海冰区是海洋上部和大气下部的交界面,可以隔离海洋与大气之间的热交换和水汽交换,纬度增高,海洋与大气间温差增大,海洋向大气的热传输和水汽蒸发增强。图1为南极海冰月面积变化率示意图。据此回答1～3题。
图1
1.南极海区海冰面积最大的月份是( )
[A] 3月 [B] 5月 [C] 9月 [D] 12月
【答案】 C
【解析】 根据所学知识可知,变化率为正则海冰面积增加,反之则减少。由图可知,2月初至9月,变化率一直为正,一直在增加,所以9月是南极海区海冰面积最大的月份,C正确。
2.影响南极海区海冰面积变化的主要因素是( )
[A] 洋流性质 [B] 太阳辐射
[C] 海水盐度 [D] 盛行风向
【答案】 B
【解析】 据图可知,2月初到9月主要为其冬半年,太阳高度小,昼长短,甚至出现极夜,太阳辐射少,海冰面积增加;短暂的夏季10月至次年1月,太阳高度增大,昼长增长,甚至出现极昼,太阳辐射较多,温度较高,海冰面积缩小,故影响南极海区海冰面积变化的主要因素是太阳辐射,B正确;南极海区洋流一直为环球的寒流,不是海冰面积变化的原因,A错误;海冰面积变化会影响海水盐度,而不是当地海水盐度变化影响海冰面积,C错误;盛行风向对海冰面积影响较小,D错误。
3.随着气候变暖,南极海区海—气热量传输会( )
[A] 增加 [B] 减弱
[C] 不变 [D] 不确定
【答案】 A
【解析】 随着气候变暖,南极海冰面积会比往年更小,海水温度较往年高,海水长波辐射、海水蒸发、降水都会加强,所以南极海区海—气热量传输会增加,A正确。
NINO3.4指数是NINO3.4区(170°W～120°W,5°S～5°N)海温距平值。当其3个月
滑动平均值高于0.5℃/低于-0.5℃且持续至少5个月时,则发生厄尔尼诺/拉尼娜。图2为2018年1月至2023年7月NINO3.4指数变化情况。读图,回答4～5题。
图2
4.2022年下列洋流势力呈减弱趋势的是( )
[A] 秘鲁寒流 [B] 东澳大利亚暖流
[C] 南赤道暖流 [D] 赤道逆流
【答案】 D
【解析】 2022年3个月滑动平均NINO3.4指数全年低于-0.5℃,即出现拉尼娜现象,东南信风势力增强,南赤道暖流势力增强、东澳大利亚暖流增强、赤道逆流减弱,东岸海水上涌增加、海水温度持续降低,秘鲁寒流势力增强,D正确,A、B、C错误。
5.若2023年10—12月NINO3.4指数保持图示趋势,则( )
[A] 我国出现“冷冬”
[B] 澳大利亚东部洪灾增强
[C] 沃克环流减弱
[D] 秘鲁沿海旱灾加剧
【答案】 C
【解析】 若2023年10—12月3个月滑动平均NINO3.4指数保持图示趋势则会出现厄尔尼诺现象,沃克环流减弱,秘鲁沿岸降水增多,洪涝灾害频发,C正确,D错误;澳大利亚东部干旱严重,B错误;厄尔尼诺现象发生时,我国冬季风较弱,易出现暖冬,A错误。
海水性质及运动状况的改变会影响浮游生物分布、溶解氧浓度(水中溶解的氧气分子的浓度,与水温呈负相关)等,从而对水域鱼类群落结构产生影响。剧烈的变化还会导致全球气候异常。图3示意赤道附近太平洋东部近海海洋生态系统变化(①表示正常年份)。据此回答6～8题。
图3
6.②所示的年份,出现的现象及原因是( )
[A] 拉尼娜现象—海域温度异常偏高
[B] 拉尼娜现象—东南信风势力增强
[C] 厄尔尼诺现象—海域温度异常偏低
[D] 厄尔尼诺现象—东南信风势力减弱
【答案】 D
【解析】 在某些年份,东南信风势力减弱,导致温暖的海水留在东太平洋,东太平洋海区海水温度异常偏高,这种现象就是厄尔尼诺现象;当东南信风势力增强时,赤道东太平洋海水上泛异常强烈,海水温度异常偏低,降水异常偏少,而赤道西太平洋海水温度异常偏高,降水异常偏多,这种现象就是拉尼娜现象。图②所示的年份海水温度偏高,是厄尔尼诺现象,D正确。
7.①→②年份,赤道附近太平洋东部近海水域( )
[A] 鱼群数量和种类明显增多
[B] 鱼群栖息地明显向低纬移动
[C] 溶解氧升高利于鱼群呼吸
[D] 鱼群移至更靠近海岸处觅食
【答案】 D
【解析】 根据所学知识可知,东太平洋水域鱼群受秘鲁寒流影响,冷水性鱼类居多,出现厄尔尼诺现象后,东太平洋海水异常升温,海水中的鱼群数量和种类明显减少,A错误;低纬地区温度较高,不适合冷水鱼的生存,所以鱼群栖息地并不会向低纬移动,B错误;溶解在水中的空气中的分子态氧称为溶解氧,水温越低,水中溶解氧的含量越高,此时东太平洋海水异常升温,海水中的溶解氧浓度下降,C错误;受厄尔尼诺现象的影响,中上层海水中的鱼类为追寻较低水温海区,向寒流经过的海岸地带聚集,D正确。
8.受②年份气候现象的影响( )
[A] 我国易出现冷冬热夏
[B] 热带气旋对我国影响减小
[C] 印度尼西亚泥石流多发
[D] 赤道太平洋西部海面偏高
【答案】 B
【解析】 根据所学知识可知,对于我国而言,厄尔尼诺现象易导致暖冬,南方易出现暴雨洪涝,北方易出现高温干旱,东北易出现冷夏,A错误;厄尔尼诺现象出现时,西太平洋热带风暴(台风)的产生次数及在我国沿海登陆次数均较正常年份少,所以热带气旋对我国影响减小,B正确;厄尔尼诺现象出现时,导致太平洋中东部及南美太平洋沿岸国家洪涝灾害频繁,同时印度、印度尼西亚、澳大利亚一带则严重干旱,印度尼西亚降水减少,泥石流出现频率减少,C错误;厄尔尼诺现象出现时,太平洋西部海域水温降低,海面偏低,D错误。
能力提升
台风是一种强烈的海—气相互作用现象,会对过境海区产生重要影响。下图示意西北太平洋海域某台风过境前(图4)和过境时(图5)的海水温度变化。据此回答9～10题。
图4
图5
9.台风中心及附近海洋表层水温的变化及原因是( )
[A] 升温、上升气流影响
[B] 升温、表层海水下沉
[C] 降温、下沉气流影响
[D] 降温、下层海水上升
【答案】 D
【解析】 台风中心及附近海洋表层水温的变化是降温,由于台风带来狂风,带动表层海水的流动,使下层海水上升来补充,冷海水上泛,导致表层海水水温下降,D正确。
10.台风形成及移动过程中,能体现大气向海洋输送能量的形式是( )
[A] 风暴潮 [B] 风海流
[C] 狂风暴雨 [D] 海水蒸发
【答案】 A
【解析】 风暴潮是由于剧烈的大气扰动,如强风和气压骤变导致海水异常升降,同时和潮汐叠加时的情况,是一种大气向海洋输送能量的形式,A正确;风海流是正常的风力带动的表层海水的流动,不是台风发生时大气向海洋输送能量的形式,B错误;狂风暴雨是大气的一种能量释放,不能向海洋输送能量,C错误;海水蒸发是海洋向大气输送能量,D错误。
海洋混合层是指海—气相互作用和风浪搅拌作用使海洋近表层产生的厚度一定、水温均一的水层。图6示意东南信风不同强度作用下,赤道太平洋东西两岸海洋混合层的厚度变化。据此回答11～13题。
图6
11.赤道太平洋正常风、弱风及强风时,混合层厚度排序正确的是( )
[A] a—b—c [B] b—c—a
[C] c—b—a [D] a—c—b
【答案】 D
【解析】 海洋混合层是海—气相互作用最强烈的区域,赤道太平洋东西两岸混合层的厚度变化受东南信风的强弱影响较大(a),东南信风较弱时,赤道太平洋东岸冷海水上泛较弱,太平洋表层的热量流转向美洲,表层海水温度升高,混合层增厚,而赤道西太平洋水温则因信风减弱而自东向西暖流动力不足,导致混合层变薄(c),信风增强时,则东西混合层变化相反(b),所以赤道太平洋正常风、弱风及强风时,混合层厚度排序正确的是a—c—b,D正确。
12.当赤道东太平洋海洋混合层变薄时,赤道太平洋海水环流是( )
[A] [B]
[C] [D]
【答案】 C
【解析】 赤道太平洋东西两岸混合层的厚度变化受东南信风的强弱影响较大,赤道东太平洋海洋混合层变薄时,东南信风增强,赤道太平洋东侧南美洲沿岸海水上泛,西侧亚洲沿岸海水下沉,两侧海水循环呈逆时针方向运动,C正确。
13.当赤道西太平洋海洋混合层变薄时,该海域( )
[A] 渔业增产 [B] 均温变高
[C] 降水增加 [D] 盐度降低
【答案】 A
【解析】 赤道西太平洋海洋混合层变薄,即赤道东太平洋到达赤道西太平洋暖海水减少,东南信风减弱,从而产生厄尔尼诺现象,赤道西太平洋冷海水上升增强,将下层的营养盐类带到表层,鱼类饵料增多,渔业增产,水温降低,降水减少,盐度升高,A正确。
14.(10分)阅读材料,回答下列问题。
厄尔尼诺和拉尼娜现象是赤道中东太平洋海温冷暖交替变化的异常表现,这种海温的冷暖变化过程构成一种循环,当这两种现象发生时,太平洋东、西岸的气温和降水都发生明显变化。海温冷暖变化还会导致海水溶解氧浓度变化,如表1所示。
表1
海水温度/℃ 海水溶解氧浓度/(mg/L)
0 14.6
5 12.76
10 11.29
15 10.06
20 9.09
25 8.25
30 7.56
(1)根据表中资料,绘制折线统计图(要求标注图名以及坐标),并概括海水溶解氧浓度随海水温度的变化特点。(6分)
(2)分析厄尔尼诺现象发生时,秘鲁渔场鱼类大量死亡、鱼群逃离的原因。(4分)
【答案】 (1)绘图如下。
海水温度升高,海水溶解氧浓度降低。(6分)
(2)海水上泛减弱,导致鱼类饵料减少;海水温度升高,海水溶解氧浓度降低,不利于冷水性鱼类存活。(4分)
【解析】 第(1)题,根据表中的数据绘制统计图,横坐标为海水温度,纵坐标为海水溶解氧浓度,在坐标图中选取对应点并连线,完成统计图。结合图表可知,随着海水温度的升高,海水溶解氧浓度降低。第(2)题,当厄尔尼诺现象发生时,太平洋东部海面温度异常升高,东南信风势力减弱,海水上泛减弱,导致饵料减少,海水温度升高,海水溶解氧浓度降低,不利于冷水性鱼类存活。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)第三节 海—气相互作用
(时间:30分钟 满分:49分)
基础达标
海冰区是海洋上部和大气下部的交界面,可以隔离海洋与大气之间的热交换和水汽交换,纬度增高,海洋与大气间温差增大,海洋向大气的热传输和水汽蒸发增强。图1为南极海冰月面积变化率示意图。据此回答1～3题。
图1
1.南极海区海冰面积最大的月份是( )
[A] 3月 [B] 5月 [C] 9月 [D] 12月
【答案】 C
【解析】 根据所学知识可知,变化率为正则海冰面积增加,反之则减少。由图可知,2月初至9月,变化率一直为正,一直在增加,所以9月是南极海区海冰面积最大的月份,C正确。
2.影响南极海区海冰面积变化的主要因素是( )
[A] 洋流性质 [B] 太阳辐射
[C] 海水盐度 [D] 盛行风向
【答案】 B
【解析】 据图可知,2月初到9月主要为其冬半年,太阳高度小,昼长短,甚至出现极夜,太阳辐射少,海冰面积增加;短暂的夏季10月至次年1月,太阳高度增大,昼长增长,甚至出现极昼,太阳辐射较多,温度较高,海冰面积缩小,故影响南极海区海冰面积变化的主要因素是太阳辐射,B正确;南极海区洋流一直为环球的寒流,不是海冰面积变化的原因,A错误;海冰面积变化会影响海水盐度,而不是当地海水盐度变化影响海冰面积,C错误;盛行风向对海冰面积影响较小,D错误。
3.随着气候变暖,南极海区海—气热量传输会( )
[A] 增加 [B] 减弱
[C] 不变 [D] 不确定
【答案】 A
【解析】 随着气候变暖,南极海冰面积会比往年更小,海水温度较往年高,海水长波辐射、海水蒸发、降水都会加强,所以南极海区海—气热量传输会增加,A正确。
NINO3.4指数是NINO3.4区(170°W～120°W,5°S～5°N)海温距平值。当其3个月
滑动平均值高于0.5℃/低于-0.5℃且持续至少5个月时,则发生厄尔尼诺/拉尼娜。图2为2018年1月至2023年7月NINO3.4指数变化情况。读图,回答4～5题。
图2
4.2022年下列洋流势力呈减弱趋势的是( )
[A] 秘鲁寒流 [B] 东澳大利亚暖流
[C] 南赤道暖流 [D] 赤道逆流
【答案】 D
【解析】 2022年3个月滑动平均NINO3.4指数全年低于-0.5℃,即出现拉尼娜现象,东南信风势力增强,南赤道暖流势力增强、东澳大利亚暖流增强、赤道逆流减弱,东岸海水上涌增加、海水温度持续降低,秘鲁寒流势力增强,D正确,A、B、C错误。
5.若2023年10—12月NINO3.4指数保持图示趋势,则( )
[A] 我国出现“冷冬”
[B] 澳大利亚东部洪灾增强
[C] 沃克环流减弱
[D] 秘鲁沿海旱灾加剧
【答案】 C
【解析】 若2023年10—12月3个月滑动平均NINO3.4指数保持图示趋势则会出现厄尔尼诺现象,沃克环流减弱,秘鲁沿岸降水增多,洪涝灾害频发,C正确,D错误;澳大利亚东部干旱严重,B错误;厄尔尼诺现象发生时,我国冬季风较弱,易出现暖冬,A错误。
海水性质及运动状况的改变会影响浮游生物分布、溶解氧浓度(水中溶解的氧气分子的浓度,与水温呈负相关)等,从而对水域鱼类群落结构产生影响。剧烈的变化还会导致全球气候异常。图3示意赤道附近太平洋东部近海海洋生态系统变化(①表示正常年份)。据此回答6～8题。
图3
6.②所示的年份,出现的现象及原因是( )
[A] 拉尼娜现象—海域温度异常偏高
[B] 拉尼娜现象—东南信风势力增强
[C] 厄尔尼诺现象—海域温度异常偏低
[D] 厄尔尼诺现象—东南信风势力减弱
【答案】 D
【解析】 在某些年份,东南信风势力减弱,导致温暖的海水留在东太平洋,东太平洋海区海水温度异常偏高,这种现象就是厄尔尼诺现象;当东南信风势力增强时,赤道东太平洋海水上泛异常强烈,海水温度异常偏低,降水异常偏少,而赤道西太平洋海水温度异常偏高,降水异常偏多,这种现象就是拉尼娜现象。图②所示的年份海水温度偏高,是厄尔尼诺现象,D正确。
7.①→②年份,赤道附近太平洋东部近海水域( )
[A] 鱼群数量和种类明显增多
[B] 鱼群栖息地明显向低纬移动
[C] 溶解氧升高利于鱼群呼吸
[D] 鱼群移至更靠近海岸处觅食
【答案】 D
【解析】 根据所学知识可知,东太平洋水域鱼群受秘鲁寒流影响,冷水性鱼类居多,出现厄尔尼诺现象后,东太平洋海水异常升温,海水中的鱼群数量和种类明显减少,A错误;低纬地区温度较高,不适合冷水鱼的生存,所以鱼群栖息地并不会向低纬移动,B错误;溶解在水中的空气中的分子态氧称为溶解氧,水温越低,水中溶解氧的含量越高,此时东太平洋海水异常升温,海水中的溶解氧浓度下降,C错误;受厄尔尼诺现象的影响,中上层海水中的鱼类为追寻较低水温海区,向寒流经过的海岸地带聚集,D正确。
8.受②年份气候现象的影响( )
[A] 我国易出现冷冬热夏
[B] 热带气旋对我国影响减小
[C] 印度尼西亚泥石流多发
[D] 赤道太平洋西部海面偏高
【答案】 B
【解析】 根据所学知识可知,对于我国而言,厄尔尼诺现象易导致暖冬,南方易出现暴雨洪涝,北方易出现高温干旱,东北易出现冷夏,A错误;厄尔尼诺现象出现时,西太平洋热带风暴(台风)的产生次数及在我国沿海登陆次数均较正常年份少,所以热带气旋对我国影响减小,B正确;厄尔尼诺现象出现时,导致太平洋中东部及南美太平洋沿岸国家洪涝灾害频繁,同时印度、印度尼西亚、澳大利亚一带则严重干旱,印度尼西亚降水减少,泥石流出现频率减少,C错误;厄尔尼诺现象出现时,太平洋西部海域水温降低,海面偏低,D错误。
能力提升
台风是一种强烈的海—气相互作用现象,会对过境海区产生重要影响。下图示意西北太平洋海域某台风过境前(图4)和过境时(图5)的海水温度变化。据此回答9～10题。
图4
图5
9.台风中心及附近海洋表层水温的变化及原因是( )
[A] 升温、上升气流影响
[B] 升温、表层海水下沉
[C] 降温、下沉气流影响
[D] 降温、下层海水上升
【答案】 D
【解析】 台风中心及附近海洋表层水温的变化是降温,由于台风带来狂风,带动表层海水的流动,使下层海水上升来补充,冷海水上泛,导致表层海水水温下降,D正确。
10.台风形成及移动过程中,能体现大气向海洋输送能量的形式是( )
[A] 风暴潮 [B] 风海流
[C] 狂风暴雨 [D] 海水蒸发
【答案】 A
【解析】 风暴潮是由于剧烈的大气扰动,如强风和气压骤变导致海水异常升降,同时和潮汐叠加时的情况,是一种大气向海洋输送能量的形式,A正确;风海流是正常的风力带动的表层海水的流动,不是台风发生时大气向海洋输送能量的形式,B错误;狂风暴雨是大气的一种能量释放,不能向海洋输送能量,C错误;海水蒸发是海洋向大气输送能量,D错误。
海洋混合层是指海—气相互作用和风浪搅拌作用使海洋近表层产生的厚度一定、水温均一的水层。图6示意东南信风不同强度作用下,赤道太平洋东西两岸海洋混合层的厚度变化。据此回答11～13题。
图6
11.赤道太平洋正常风、弱风及强风时,混合层厚度排序正确的是( )
[A] a—b—c [B] b—c—a
[C] c—b—a [D] a—c—b
【答案】 D
【解析】 海洋混合层是海—气相互作用最强烈的区域,赤道太平洋东西两岸混合层的厚度变化受东南信风的强弱影响较大(a),东南信风较弱时,赤道太平洋东岸冷海水上泛较弱,太平洋表层的热量流转向美洲,表层海水温度升高,混合层增厚,而赤道西太平洋水温则因信风减弱而自东向西暖流动力不足,导致混合层变薄(c),信风增强时,则东西混合层变化相反(b),所以赤道太平洋正常风、弱风及强风时,混合层厚度排序正确的是a—c—b,D正确。
12.当赤道东太平洋海洋混合层变薄时,赤道太平洋海水环流是( )
[A] [B]
[C] [D]
【答案】 C
【解析】 赤道太平洋东西两岸混合层的厚度变化受东南信风的强弱影响较大,赤道东太平洋海洋混合层变薄时,东南信风增强,赤道太平洋东侧南美洲沿岸海水上泛,西侧亚洲沿岸海水下沉,两侧海水循环呈逆时针方向运动,C正确。
13.当赤道西太平洋海洋混合层变薄时,该海域( )
[A] 渔业增产 [B] 均温变高
[C] 降水增加 [D] 盐度降低
【答案】 A
【解析】 赤道西太平洋海洋混合层变薄,即赤道东太平洋到达赤道西太平洋暖海水减少,东南信风减弱,从而产生厄尔尼诺现象,赤道西太平洋冷海水上升增强,将下层的营养盐类带到表层,鱼类饵料增多,渔业增产,水温降低,降水减少,盐度升高,A正确。
14.(10分)阅读材料,回答下列问题。
厄尔尼诺和拉尼娜现象是赤道中东太平洋海温冷暖交替变化的异常表现,这种海温的冷暖变化过程构成一种循环,当这两种现象发生时,太平洋东、西岸的气温和降水都发生明显变化。海温冷暖变化还会导致海水溶解氧浓度变化,如表1所示。
表1
海水温度/℃ 海水溶解氧浓度/(mg/L)
0 14.6
5 12.76
10 11.29
15 10.06
20 9.09
25 8.25
30 7.56
(1)根据表中资料,绘制折线统计图(要求标注图名以及坐标),并概括海水溶解氧浓度随海水温度的变化特点。(6分)
(2)分析厄尔尼诺现象发生时,秘鲁渔场鱼类大量死亡、鱼群逃离的原因。(4分)
【答案】 (1)绘图如下。
海水温度升高,海水溶解氧浓度降低。(6分)
(2)海水上泛减弱,导致鱼类饵料减少;海水温度升高,海水溶解氧浓度降低,不利于冷水性鱼类存活。(4分)
【解析】 第(1)题,根据表中的数据绘制统计图,横坐标为海水温度,纵坐标为海水溶解氧浓度,在坐标图中选取对应点并连线,完成统计图。结合图表可知,随着海水温度的升高,海水溶解氧浓度降低。第(2)题,当厄尔尼诺现象发生时,太平洋东部海面温度异常升高,东南信风势力减弱,海水上泛减弱,导致饵料减少,海水温度升高,海水溶解氧浓度降低,不利于冷水性鱼类存活。
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第三节 海—气相互作用
【目标导航】
课标要求 素养目标
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。 1.运用图表,说出海—气之间水分和热量交换过程,分析海—气相互作用对全球水热平衡的影响。(综合思维)
2.运用图表资料,解释厄尔尼诺和拉尼娜现象发生的区域、时间及成因。(区域认知)
3.结合景观图等资料,分析厄尔尼诺、拉尼娜现象对全球气候和人类活动的影响。(人地协调观)
必备知识·预习导学
一、海—气相互作用与全球水热平衡
1.海—气相互作用
海洋与大气之间进行着大量且复杂的 和 交换,其中的水热交换,对气候乃至自然环境具有深刻的影响。
2.海—气水热交换
(1)海洋与大气的水分交换。
物质
能量
蒸发
凝结
(2)海洋与大气间的热量交换。
热
量
交
换 大气对
海洋 海洋吸收了到达地表太阳辐射的大部分,并把其中85%的热量储存在海洋表层
海洋对
大气 通过潜热、长波辐射等方式把储存的太阳辐射能输送给大气,为大气运动提供能量,驱使大气运动
[填一填] 在图中填出海—气相互作用的途径。
蒸
发
降
水
3.海—气相互作用的影响:通过大气环流与 ,驱使水分和热量在不同地区传输,维持地球上水分和 的平衡。
二、厄尔尼诺和拉尼娜现象
1.厄尔尼诺现象
(1)定义:赤道附近太平洋中东部表层海水温度异常 。
大洋环流
热量
升高
(2)影响。
①对温度的影响:赤道附近太平洋地区东、西部海面的温度差异 。
减小
区域 气候变化 引发灾害
赤道附近的太平洋东部
(秘鲁和智利沿海) 下沉气流减弱或消失,甚至出现 ,降水增多 灾害
赤道附近的太平洋西部 上升气流减弱或消失,干燥少雨 旱灾或
②对降水的影响。
上升气流
洪涝
森林大火
2.拉尼娜现象
(1)定义:赤道附近太平洋中东部的表层海水温度异常 的现象。
(2)影响:赤道附近太平洋东、西部的温度差异 ,引起气候异常。
降低
增大
[想一想] 长津湖位于朝鲜东北部的盖马高原,高原平均海拔约1 300米,有“朝鲜屋脊”之称,气候寒冷,年平均气温1～2℃,最冷月平均气温曾达-25℃,年降水量580～750毫米。据研究,1950年冬季长津湖出现的极寒天气与拉尼娜现象有关,试分析拉尼娜现象产生的原因及对我国的影响。
提示:成因:信风带势力增强,赤道附近表层海水大规模向西运动,东太平洋海水上泛强烈,水温异常降低,西太平洋海平面上升,水温异常升高。影响:我国易出现冷冬热夏,极端天气频发。
关键能力·情境导学
学习任务一 海—气相互作用与全球水热平衡
【情境·探究导学】
全球水量平衡
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。下图为全球水量平衡示意图。
(1)据图完成下面表格。
海洋水 陆地水
收入项 收入
数量 支出项 支出
数量 收入项 收入
数量 支出项 支出
数量
总计 总计 总计 总计
提示:
海洋水 陆地水
收入项 收入
数量 支出项 支出
数量 收入项 收入
数量 支出项 支出
数量
降水 458 蒸发 505 降水 119 径流 47
径流 47 蒸发 72
总计 505 总计 505 总计 119 总计 119
(2)计算海洋降水量与陆地降水量之和,海洋蒸发量与陆地蒸发量之和。这两个数据的比较,说明了什么问题
提示:海洋降水量+陆地降水量=577;海洋蒸发量+陆地蒸发量=577;两个数据相同,说明全球蒸发量和降水量基本相同,维持了全球水量的平衡。
(3)计算海洋蒸发量占全球降水量的百分比,这个数据说明了什么问题
提示:海洋蒸发量占全球降水量的87.5%,说明海洋是大气水的主要源地。
1.海—气相互作用
【核心·归纳总结】
2.海—气相互作用与水热平衡
(1)海—气相互作用与水平衡。
①海洋上中低纬度大部分地区平均降水量远远小于蒸发量,呈现负值;高纬度地区蒸发微弱,呈现正值。
②陆地各纬度带平均降水量皆大于蒸发量,呈现正值。低纬度地区尤其明显。
(2)海—气相互作用与热量平衡。
(3)影响海—气水热交换的因素。
3.海洋对大气温度的调节作用
·归纳总结·
运用知识网络记忆海—气相互作用
读海—气相互作用模式图,回答1～3题。
【实践·学以致用】
1.图中表示海—气相互作用中水分交换的是( )
[A] ①② [B] ②③ [C] ③④ [D] ①④
C
【解析】 海—气间水分的交换是通过蒸发、降水环节实现的,通过海水蒸发,不断向大气输送水汽,大气降雨将空气中水分输送到海洋,③④正确。故选C。
2.海洋是陆地降水的主要水汽来源,但从长远看,海洋水体总量变化不大,主要得益于过程( )
[A] ① [B] ② [C] ③ [D] ④
B
【解析】 水循环是实现海陆间水平衡的重要途径,其中的径流(②)不断的补充因蒸发而减少的海洋水体,从而使海洋水体总量变化不大,B正确。
3.海洋的主要热量来源是( )
[A] 太阳辐射 [B] 地面辐射
[C] 海底火山 [D] 地球内部
A
【解析】 海洋的主要热量来源是太阳辐射,A正确。
海雾是水汽受海洋的影响在海面或沿海地区上空低层大气中凝结成水滴或冰晶的现象,其受下垫面和海洋气象条件影响较大。根据气温与海温的关系,海雾有蒸发雾和冷却雾之分。下图示意我国某海域4月27日8时至30日20时气温和海水表层温度变化情况。据此回答4～5题。
4.海雾的形成反映的是( )
[A] 海—陆相互作用
[B] 海—气相互作用
[C] 海—陆温差大
[D] 海—气温差小
B
【解析】 材料“根据气温与海温的关系,海雾有蒸发雾和冷却雾之分”说明海雾是海洋与大气存在温差形成的,反映海—气相互作用,B正确。
5.该海域4月28日凌晨出现海雾( )
[A] 持续时间仅与风速有关
[B] 发生在夜间,对海上航运影响较小
[C] 是海洋蒸发的水汽遇冷凝结形成的蒸发雾
[D] 是大气中的水汽受海洋冷却形成的冷却雾
D
【解析】 该海域4月28日凌晨气温低,气温和海水表层温差小,说明海温低,大气中的水汽受海洋冷却形成冷却雾,D正确,C错误;持续时间与风速、
逆温天气、气温等因素有关,A错误;海雾发生在夜间,对海上航运影响较大,
B错误。
【情境·探究导学】
智利沙漠的花田
阿塔卡马沙漠位于南美洲西海岸,纬度18°～28°,是世界最干燥的地区之一,被称为世界的“干极”。然而,当厄尔尼诺现象发生时,沙漠中会迎来超乎以往的大雨,沙漠土地里休眠的各种花朵种子会发芽、生长、开花,在这以往死寂的沙漠中绽放,形成“沙漠的花田”,其发生频率为5至7年一次。下图为阿塔卡马沙漠沿海正常年份与厄尔尼诺现象示意图。
学习任务二 厄尔尼诺和拉尼娜现象
(1)正常年份流经当地沿岸的洋流是哪个 其对沿岸气候和渔业资源有何影响
提示:秘鲁寒流。对气候有降温减湿作用,沿岸气候干旱少雨;上升流把海底营养盐类带到海洋表层,浮游生物丰富,为鱼类提供饵料,渔业资源丰富。
(2)厄尔尼诺现象发生时阿塔卡马沙漠将出现花田的奇观。据图简要分析其成因。
提示:厄尔尼诺现象发生时,太平洋东海岸(阿塔卡马沙漠附近)的海水温度升高,赤道附近的偏东信风减弱,同时秘鲁寒流(上升补偿流)势力减弱,通常在信风作用下流向太平洋西部的温暖海水滞留在东部,阿塔卡马沙漠降水量增加。
1.厄尔尼诺与拉尼娜现象的形成原因
沃克环流,是赤道海洋表面因水温的东西面差异而产生的一种纬圈热力环流。它是热带太平洋上空大气循环的主要动力之一。厄尔尼诺与拉尼娜现象的发生均与沃克环流有关,沃克环流的强弱变化直接导致赤道地区太平洋东、西两岸的气候变化,具体表现分析如下。
【核心·归纳总结】
2.两种现象的比较及对我国的影响
(1)厄尔尼诺和拉尼娜现象的区别与联系。
项目 厄尔尼诺现象 拉尼娜现象
东南信风 减弱,甚至转为西风 增强
南赤道暖流 减弱 增强
赤道逆流 增强 减弱
秘鲁寒流 西偏,被暖流取代 增强
太平洋水温 东岸 升高 降低
西岸 降低 升高
太平洋两岸气候 东岸 降水增加 降水减少
西岸 降水减少 降水增加
对全球的影响 导致全球大气环流异常,并对全球广大范围内的气候产生很大影响
关联性 拉尼娜现象一般出现在厄尔尼诺现象之后
(2)对我国的影响。
项目 厄尔尼诺现象 拉尼娜现象
台风 台风次数减少 台风次数增加
夏季风 夏季风减弱,北进速度减慢,南方洪涝,北方干旱 夏季风增强,北进速度加快,南方干旱,北方洪涝
气温 冬季出现暖冬 冬冷夏热
斜温层是存在于大体积流体(如海洋、湖泊、大气)内的一层很明显的薄层。正常年份,在盛行风的影响下,赤道太平洋斜温层呈西厚东薄的态势,该结构与其所在海域表层水温分布相适应。下图为正常年份和2015年9月份沿赤道太平洋海域斜温层垂直分布状况图。据此回答1～2题。
【实践·学以致用】
1.影响太平洋东西两岸斜温层厚度差异的主要因素是( )
[A] 海陆位置 [B] 纬度位置
[C] 大气环流 [D] 海陆热力差异
【解析】 根据题干信息“正常年份,在盛行风的影响下,赤道太平洋斜温层呈西厚东薄的态势”可知,东南信风吹拂海水,暖海水吹向太平洋西岸,使太平洋东西两岸斜温层厚度产生差异,C正确。
C
2.2015年9月,下列现象最可能出现的是( )
[A] 澳大利亚东岸降水明显增加
[B] 印度尼西亚森林火险会减少
[C] 秘鲁沿岸海域海雾频率增加
[D] 智利沙漠植物种子因雨萌发
D
【解析】 由图可知,相较正常年份,2015年9月太平洋西岸斜温层厚度减小,说明东南信风减弱,出现了厄尔尼诺现象,太平洋西岸海水温度降低,上升气流减弱,澳大利亚东岸降水明显减少,A错误;印度尼西亚降水减少,森林火险会增加,B错误;当发生厄尔尼诺现象时,东南信风减弱,使得秘鲁寒流减弱,秘鲁沿岸海域海雾频率减少,C错误;智利沿岸地区降水增多,沙漠植物种子可能因雨萌发,D正确。
暴雨引发的洪水挟带泥沙进入湖泊后,沉积形成砂质纹层。某地湖泊中砂质纹层出现频次与厄尔尼诺现象频次呈正相关,据此推算的厄尔尼诺现象频次如下图所示。据此回答3～4题。
3.该地最可能位于( )
[A] 印度 [B] 澳大利亚
[C] 菲律宾 [D] 秘鲁
D
【解析】 厄尔尼诺现象发生后,东太平洋下沉气流减弱或消失,甚至出现上升气流,气候由干燥少雨变成多雨,引发洪涝灾害;西太平洋上升气流减弱或消失,气候由温和多雨转变为干燥少雨,带来旱灾或森林大火。该地受厄尔尼诺现象影响,暴雨增多,应位于东太平洋沿岸地区,选项中秘鲁位于东太平洋沿岸,D正确。
4.图示时期内( )
[A] 该地目前气候处于最稳定时期
[B] 距今3 500年该地河流侵蚀作用弱
[C] 厄尔尼诺现象导致该地周期性旱灾
[D] 全球气候变暖引发厄尔尼诺现象
B
【解析】 该地目前处于厄尔尼诺现象发生频次较低的时期,但不是最低时期,故不是气候最稳定时期,A错误;距今3 500年厄尔尼诺现象频次低,说明暴雨出现频率低,河流侵蚀作用弱,B正确;当地是沙漠地区,气候干旱,但湖泊中砂质纹层出现频次与厄尔尼诺现象频次呈正相关,而砂质纹层是暴雨引发的洪水沉积形成的,因此是厄尔尼诺现象导致该地暴雨频发,C错误;全球气候变暖主要与温室气体排放、森林破坏有关,与厄尔尼诺现象无明显相关性,D错误。
课堂小结·地理视野
课堂小结 地理视野
冬天限定奇观——海浩
在冬季,大海冒烟的现象时有发生,这种现象被称为“海浩”。“海浩”现象其实是蒸发雾的一种,当有比海水温度低得多的寒冷空气经过相对温暖的海面时,海面附近的水蒸气遇到冷空气后会迅速凝结成微小水滴,漂浮于海面形成雾,看上去就像大海在冒烟。
