内容正文:
第二节 水圈与水循环
第1课时 水圈的组成 海水的性质及作用
课程标准
核心素养
思维导图
运用图表等资料,说明海水性质对人类活动的影响。
1.结合示意图,说出水圈的组成及分布,培养区域认知能力。
2.结合图表资料,说出海水温度的分布规律及其影响因素以及海水温度对人类活动的影响,培养区域认知能力,提高综合思维素养。
3.结合图表资料,说出海水盐度的分布规律及其影响因素以及海水盐度对人类活动的影响,培养区域认知能力,提高综合思维素养。
4.结合图表资料,说出海水密度的分布规律及其影响因素以及海水密度对人类活动的影响,培养区域认知能力,提高综合思维素养。
一、水圈的组成
1.主体:海水,占96.538%。
2.陆地淡水
二、海水的温度
1.海水温度
(1)水平分布
①空间分布:随着纬度增加而降低。原因是海水的热量主要来源于太阳辐射。
②时间分布:同一海区,夏季温度较高,冬季温度较低。
(2)垂直分布
①一般规律:海水温度一般随深度的增加而降低。一定深度以下,海水温度随深度变化不大。
②特殊情况:高纬度地区,海水中存在一个冷中间层。
(3)影响
影响
表现
是地球的热量储存库
地球上来自太阳辐射的能量主要储存于海洋中
对大气温度变化有调节作用
与陆地相比,海水比热容大,温度变化幅度小,变化过程滞后
引起海平面变化
海水温度增高,体积膨胀,引起海平面上升
影响气候
局部区域海水温度异常变化,会引发气候的异常变化
2.海水盐度
(1)概念:单位质量海水中所含溶解的氯化钠和氯化镁等盐类物质的质量。世界海水的平均盐度为35‰。
(2)影响因素
①主要因素:降水量和蒸发量
②其他因素:陆地径流、结冰和融冰、洋流等。
(3)对生产、生活的影响
利用海水蒸发制取食用盐和工业盐。如:渤海沿岸的长芦盐场、海南岛的莺歌海盐场、台湾的布袋盐场等。
[点拨]
(1)海水的运动通过影响海水温度的变化而影响盐度变化,暖流使水温升高,盐度变高,寒流则使盐度变低。(2)高纬度地区的结、融冰量的大小,也会影响海水盐度,有结冰现象发生的海区盐度偏高,有融冰现象发生的海区盐度偏低。
3.海水密度
(1)影响海水密度的因素
因素
影响
举例
盐度
盐度越大, 密度越大
红海盐度最高,密度最大;波罗的海盐度最低,密度最小
压力
压力越大, 密度越大
深层海水,压力增大,密度较大
温度
在冰点温度以上,温度越高,密度越小
大河
入海口
①一般因盐度较低,密度较小; ②因河水裹挟泥沙,密度增大
(2)海水密度对生产、生活的影响
①影响船只航运:不同密度的海洋,船的吃水深度不同,船只核载重量需考虑不同海区的密度差异。
②产生密度流。
[点拨] 海中断崖
海水如果出现上层密度大,下层密度小的状态,海水浮力由上至下急剧减小,就会出现“海中断崖”。潜艇潜航时如果维持上层海水密度,一旦进入下层低密度水域,就会因为自身密度过大,迅速下沉。这种情形对潜艇来说是致命的危险,由于此类险情的发生难以预计,也就没有什么标准对策,因此绝大多数情况下都是艇毁人亡的结局。
读四个海区表层海水年均温示意图(单位:℃),完成1~2题。
1.图示为南半球海域的是( )
A.甲和丙 B.甲和丁
C.乙和丙 D.乙和丁
2.造成四个海域表层水温差异的主要因素是( )
A.海水深度 B.海水运动
C.太阳辐射 D.径流注入量
1.A 2.C [第1题,表层海水水温由低纬向高纬递减,在南半球,越往南,水温越低。读图可知,甲和丙两个海域水温北高南低,位于南半球;乙和丁两个海域水温南高北低,位于北半球。第2题,四个海域纬度不同,获得的太阳辐射不同,造成水温不同,故C项正确。]
读世界海洋表层海水盐度分布图,回答3~4题。
3.世界海洋表层盐度最高的海区是( )
A.赤道海区 B.副热带海区
C.极地海区 D.中纬度海区
4.关于图示海区盐度及成因的组合,正确的是( )
A.甲海区—盐度较高—气温较高,蒸发较强
B.乙海区—盐度最高—降水较少,蒸发旺盛
C.丙海区—盐度较低—降水丰富,蒸发量小
D.丁海区—盐度最低—降水最多,蒸发量小
3.B 4.B [第3题,读图可知,副热带海区盐度最高,故B项正确。第4题,读图可知,甲海区位于60°S附近,盐度较低,主要是因为纬度高,蒸发量小,A项错误;乙海区盐度最高,主要是因为降水稀少,蒸发旺盛,B项正确;丙海区盐度较低,主要是因为降水量大于蒸发量,但该海区纬度低,气温高,蒸发量大,C项错误;丁海区盐度最低,主要是因为蒸发微弱,降水量大于蒸发量,但降水量不是最多,D项错误。]
海水的密度受很多因素的影响,结合相关知识回答5~6题。
5.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
6.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
5.D 6.C [第5题,海水表层的密度与温度的关系最密切。第6题,影响海水密度的因素有温度、盐度和深度;一般来说海水温度越高,密度越低;“海中断崖”现象会影响潜艇活动。]
探究点一 海水的温度
阅读下列图文材料,探究下列问题。
海水温度是反映海水热状况的一个物理量。因此,其大小主要取决于海水热量的收入和支出状况。其中,海水热量收入主要来自太阳辐射,海水热量支出主要指海水蒸发所消耗的热量。世界海洋热量的收入和支出,基本上是平衡的。但在不同季节、不同海区,热量收支不平衡。图1是海洋表层平均温度随纬度的变化图,图2是太平洋170°W附近三个观测站水温随深度而变化的曲线图。
图1
图2
(1)图1中显示出的海洋表层温度的分布特征是什么?
提示 海洋表层温度由低纬度向高纬度递减。
(2)图2中显示出的海水温度垂直变化的规律是什么?
提示 海水温度随深度增加而递减,1 000米以下水温随深度变化不大,并保持低温状态。
(3)结合图1,判断图2中三个观测站纬度的高低,并说明理由。
提示 三个观测站中,丙站的纬度最高,甲站的纬度最低。因为表层水温随纬度增高而递减。
1.海水温度的分布规律
时空分布
区域
变化规律
原因
时间
分配
同一海区
夏季水温高,冬季水温低
夏季海水热量收入大于支出,冬季海水热量收入小于支出
空间
分布
不同纬度海区
低纬度水温高,高纬度水温低
太阳辐射能从低纬向高纬逐渐递减
同纬度海区
暖流经过水温高,寒流经过水温低
同一纬度,暖流水温高于寒流
海面至水下1 000米
水温由表层向深层递减
太阳辐射能是海水热量的主要来源,而太阳辐射首先到达海水表面,越向深处海水得到的太阳辐射能量越少
1 000米以下
水温变化不大,经常保持低温状态
2.影响海水表层温度的因素分析
(1)纬度因素:随着纬度的升高,表层海水获得的太阳辐射减少,因而全球海洋表层水温由低纬向高纬递减。
(2)季节
①夏季表层海水获得的太阳辐射多,水温高;冬季表层海水获得的太阳辐射少,水温低。
②低纬度海区海水全年高温,季节变化小;中高纬度海区海水夏季水温较高,冬季较低,季节变化较大。
(3)海陆分布
①内海、边缘海受大陆或所在地区气候影响显著,表层水温差异很大。
②南半球海洋面积广阔,南极每年有大量的浮冰进入南半球的海域,使南半球中高纬度的海水温度降低;北半球陆地面积广,陆地阻碍了北冰洋冷水的流入,因而中高纬度的水温较高。
(4)洋流:有暖水(暖流)流经的海域,水温会升高;有冷水(寒流)流经的海域,水温下降。
下面两幅图分别为某海域等温线分布图和某观测站水温垂直分布图。读图回答有关问题。
(1)左图所示海域位于________半球,且正值______季。
(2)右图中水温分布符合左图中的________点。
(3)右图说明海水温度随深度的增加而________,1 000米以下________。
[素养解读] 解答本题需要学生具备良好的区域认知和综合思维素养。运用区域认知素养,了解该区域海水等温线的分布;运用综合思维,分析纬度、水深等因素对海水温度的影响。
解析 首先应判断左图中的半球位置和季节。从等温线的分布可看出水温由南向北递减,可判断为北半球;从等温线的弯曲方向可判断是冬季(因北半球1月份海洋等温线向北凸)。其次根据右图表层水温可判断符合左图中的A点。再次,1 000米以上水温随深度的增加而递减,1 000米以下保持低温。
答案 (1)北 冬 (2)A (3)递减 保持低温
不同海区水温高低的判断方法
(1)第一步,看纬度高低,海水温度低纬大于高纬。如图中A、B处的温度大于C、D处温度。
(2)第二步,看洋流性质,同纬度海区海水温度暖流高于寒流。如图中B处为暖流,A处为寒流,故B处的温度高于A处;D处为暖流,C处为寒流,故D处的温度高于C处。
(3)第三步,综合一、二步,四点温度由高到低的顺序为:B、A、D、C。
2020年春节,山东青岛的小华一家打算到海南三亚去过年。小华非常兴奋,也非常期待,做梦都躺在三亚的海滩上,沐浴在三亚的大海中。而众所周知,青岛是中国最美丽的滨海城市之一,拥有“中国品牌之都”“世界啤酒之城”“帆船之都”多个美誉,青岛的海滨浴场更是闻名遐迩。
(1)(区域认知)小华为什么春节期间不在青岛游泳,而要到三亚?
提示 春节期间正值我国的冬季,青岛位于温带地区,冬季海水的温度太低,不适合游泳。而三亚虽然也是冬季,但由于三亚纬度低,地处热带地区,春节期间海水的温度依然较高,是冬季游泳的好去处。
(2)(综合思维)以上现象说明了怎样的问题?
提示 季节因素和纬度因素影响了海水温度。
探究点二 海水的盐度
阅读下列图文材料,探究下列问题。
材料一 大洋表层降水、蒸发、盐度的分布示意图。
材料二 波罗的海是世界上海水盐度最低的海域,盐度不超过1%。其位置如下图所示:
(1)分析盐度与降水和蒸发的关系。
提示 盐度与降水量呈负相关(降水越多,盐度越低),与蒸发量呈正相关(蒸发量越大,盐度越高)。
(2)描述大洋表层盐度的纬度分布规律。
提示 由副热带海域向赤道和两极,盐度逐渐降低。
(3)分析材料一中甲处盐度低和乙处盐度高的原因。
提示 甲处位于赤道附近,降水量远大于蒸发量,盐度较低;乙处位于副热带地区,气温高,降水少,蒸发量大,盐度高。
(4)波罗的海为什么成为世界上海水盐度最低的海域?
提示 波罗的海海域降水较多而蒸发量小,蒸发量小于降水量;四周陆地河流众多,有大量的淡水注入;海域较封闭,高盐度的海水流入少。
1.海水表层盐度的分布规律及其成因
海洋表层盐度随纬度的分布图
分布规律
从南北半球的副热带海区分别向两侧的高纬度和低纬度海区递减
副热带海区盐度最高的原因
气温高,蒸发强;副热带高气压带控制,以下沉气流为主,降水少
赤道海区盐度较低的原因
蒸发量大,但降水量更大
高纬度海区盐度低的原因
气温低,蒸发量小;反复结冰融冰
60°N比60°S海区盐度低的原因
北半球陆地面积大,河流水注入多
2.影响海水盐度的因素
降水与蒸发的关系
降水量>蒸发量
盐度降低
降水量<蒸发量
盐度升高
河流径流注入量
注入量多
盐度降低
注入量少或无
不影响盐度
结冰或融冰
结冰
盐度升高
融冰
盐度降低
温度
温度低
盐度低
温度高
盐度高
洋流
(同一纬度)
寒流流经
盐度降低
暖流流经
盐度升高
开敞或闭塞
开敞
适中
闭塞
较高或较低
3.世界特殊海区盐度的特征及原因
(1)世界盐度最高的海域:红海,盐度超过40‰。红海盐度高的原因主要有:①位于副热带海区,降水少而蒸发旺盛,蒸发量大于降水量;②红海两岸是干燥的沙漠地区,几乎没有陆地淡水注入;③红海海域较封闭,与低盐度的海水交换少。
(2)世界盐度最低的海区:波罗的海,盐度不超过10‰。其盐度低的主要原因是:①波罗的海海域降水较多而蒸发量小,蒸发量小于降水量;②四周陆地河流众多,有大量的淡水注入;③海域较封闭,高盐度的海水流入少。
海水的味道又咸又苦,是因为海水含有盐类物质。下图为同一经线不同纬度(a>b>c>d)的某海区表面盐度变化(局部)示意图。根据相关知识,完成(1)~(2)题。
(1)图示区域的纬度是( )
A.低纬度 B.中低纬度
C.中纬度 D.中高纬度
(2)图中虚线区域可能( )
A.有暖流经过 B.位于红海
C.位于河口附近 D.位于波罗的海
[素养解读] 解答本题需要学生具备良好的区域认知和综合思维素养。运用区域认知素养,了解该区域海水盐度的变化特点;运用综合思维,分析纬度、径流等因素对海水盐度的影响。
解析 第(1)题,从图上看,盐度由高纬度向低纬度降低,最高点在3.6%左右,最低点介于3.4%~3.5%,因此该盐度变化曲线应是低纬度海区。第(2)题,虚线区域盐度明显降低,可能位于河口附近。因为暖流经过会使盐度升高,红海的盐度最高(4.1%),波罗的海位于中纬度。
答案 (1)A (2)C
海水盐度高低的比较方法
(1)海域所在纬度:副热带地区盐度最高。
(2)洋流影响:同一纬度,在中低纬度海域、大洋西部,暖流流经,盐度高;大洋东部为寒流流经,盐度低。
(3)附近是否有淡水注入:有河流汇入盐度偏低。
(4)高纬海区,结冰和融冰也影响水的盐度:结冰时,海水盐度提高;融冰时,海水盐度降低。
(5)特殊海区,除考虑降水、蒸发、径流外还要注意海域封闭程度对盐度的影响。
远处是浩瀚的大海,近处是广阔的滩涂,被分割成多个四四方方的区域,四周盐蒿草茂密,乍看之下黑黝黝的,宛如一块块淤泥地,实则却是盐民取之不竭的盐仓。这里可见一望无垠的银白色盐海,渠道纵横有序,盐田银光闪闪,景象十分美丽。6至9月是太阳光线最强、气温最高的时候,同样也是晒盐的黄金季节。当下晒盐场面虽未像当时那般热火朝天,但阳光明媚的早晨还是能看见几个盐农的身影。此时的盐场也已不像夏季时的闷热潮湿,风景甚好,凉爽的微风中弥漫着淡淡的咸味。
(1)(综合思维)我们日常生活中所食用的海盐多数都是盐场晒制出来的,这说明了影响海水盐度的什么因素?
提示 海盐的晒制是依靠太阳的照射,促使海水蒸发,盐分结晶而得到的,说明了蒸发量的大小是影响海水盐度的一个重要因素。
(2)(区域认知、综合思维)在我国一般盐场多分布在北方地区,而南方相对较少,从气候的角度看,主要的原因是什么?
提示 降水量的多少也是影响海水盐度的一个因素。我国的北方降水相对南方少,对晒盐有利。
探究点三 海水的密度
阅读下列材料,探究下列问题。
海水在垂向上存在明显的密度跃层,有些海域有时候随着深度的增加,海水密度会突然变小,海水浮力也会突然变小,称为“海中断崖”。
在海军组织的一次不打招呼的战备拉练中,潜艇支队支队长带领某潜艇紧急出航,潜入大洋,其间成功处置潜艇遭遇海水密度突变造成的“断崖”掉深的重大突发险情,并克服重重困难,圆满完成战备远航任务,创造了我国乃至世界潜艇史上的奇迹。据介绍,二战以来各国海军出现过数次海中断崖的失事,自救成功的,可能唯有我军这个潜艇。
(1)影响海水密度的主要因素有哪些?
提示 海水温度、盐度和压力。
(2)在垂直方向上海水密度如何变化?
提示 海水密度随着深度的增加而增大。
(3)“海中断崖”现象对潜艇航行有何影响?
提示 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.影响海水密度的因素
因素
影响
温度
温度越高,密度越低,对表层海水密度影响最大
盐度
盐度越高,密度越大
深度(压力)
深度越深,一般压力越大,则密度越大
2.海水密度的分布及变化特点
(1)水平分布:大洋表层海水密度随纬度的增高而增大。
①赤道海区―→温度最高,盐度较低―→表层海水密度最小。
②极地海区―→海水结冰,盐度较高―→表层海水密度最大。
③近海沿岸密度小,海区中央密度大,河口地区密度最小。
(2)垂直分布:海水密度随深度增加而增大。
①在一定深度范围内:海水密度迅速增加。
②约从1 500 m深度开始:海水密度垂直梯度变小。
③在海洋深层,海水密度几乎不随深度而变化。
(3)时间分布:表层海水密度冬季最大、夏季最小,春季为降密期,而秋季为增密期。
海水密度是指单位体积内海水的质量,其大小取决于温度、盐度和深度(压力)。读海水温度、盐度、密度随纬度变化图,完成(1)~(2)题。
(1)由图可知,赤道附近的表层海水( )
A.温度低、盐度较高、密度小
B.温度高、盐度较高、密度大
C.温度高、盐度较低、密度小
D.温度低、盐度较低、密度大
(2)下列关于海水密度分布及其影响的说法正确的是( )
A.表层海水密度的分布规律是从赤道向两极递减
B.海水密度的垂直分布规律是从表层向深层逐渐增大
C.海水最大密度出现在低纬地区的海面
D.海水密度与洋流运动无关
[素养解读] 解答本题需要学生具备良好的区域认知和综合思维素养。运用区域认知素养,认识该区域海水温度、盐度、密度的变化特点;运用综合思维,分析海水密度与其影响因素之间的关系。
解析 第(1)题,根据海水盐度副热带海域最高、依次向南北两侧递减,以及海水温度由低纬度向高纬度递减的规律,可判断图中①②③分别是温度、盐度和密度线。进而可知,赤道附近的表层海水温度高、盐度较低、密度小。第(2)题,根据上题分析,结合图可知,大洋表层海水密度随纬度的增高而增大,A错误;在垂直方向上,海水的密度随着深度的增加而增大,B正确;表层海水温度越高,密度越低,故表层海水密度高纬地区比低纬地区大,在垂直方向上,深度越深,密度越大,C错误;寒暖流会对海水密度造成影响,D错误。
答案 (1)C (2)B
海水密度的影响因素及表现
影响因素
表现
海水温度
海水密度与海水温度呈负相关。海水温度越低,海水密度越大;海水温度越高,海水密度越小
海水盐度
海水密度与海水盐度呈正相关。海水盐度越高,海水密度越大;海水盐度越低,海水密度越小
海水深度
(压力)
海水密度与海水深度呈正相关。海水深度越大,海水密度越大;海水深度越小,海水密度越小
海水等盐度线图的判读方法
1.根据河流入海口的盐度变化判读季节
海水盐度的高低主要取决于蒸发量于降水量之差,此外还受洋流、河水淡水稀释的影响。在河流入海口处,河流汛期流量增大,对海水起稀释作用,海水盐度降低,等盐度线向外海凸出。如长江口的盐度变化应该是:冬季等盐度线向河口收缩,枯水期比同海域盐度变大;夏季等盐度线向外海扩大,丰水期比同海域盐度变小。
2.判读“高低”弯曲规律
等盐度线受径流、洋流等影响发生弯曲,其弯曲方向符合盐度高的向盐度低的方向弯曲(凸出),盐度低的向盐度高的方向弯曲(凸出)。
3.判读高、低纬度
盐度自低纬向高纬减小的为中高纬海区,即处在副热带及更高纬度的海域;盐度自低纬向高纬增大的为低纬海区,即处在副热带与赤道间的海域。
4.判读影响盐度的因素
(1)河流径流:入海径流使等盐度线发生弯曲,盐度较低的入海口处等盐度线向盐度较高的大洋弯曲(凸出),径流量大的季节或地区等盐度线弯曲更明显。
(2)寒流、暖流:寒流流经区盐度低,暖流流经区盐度高;寒、暖流影响下的等盐度线弯曲方向在以副热带为界的南北两侧是不同的。
(2020·山东济宁高一期中)读长江口海水等盐度线分布图, 回答(1)~(2)题。
(1)在图中,影响等值线向外海凸出的主要因素是( )
A.降水 B.暖流
C.寒流 D.径流
(2)在等值线的年内变动中,Q点(2.8等值线上的最东点)距大陆最近的时段是( )
A.2月 B.5月
C.7月 D.10月
[读图指导]
(1)D (2)A [第(1)题,影响盐度的因素有气候、河川径流和洋流等。由图可知长江口附近海水盐度低(等值线向外海凸出),说明长江入海径流量大,使其附近海域盐度降低。第(2)题,Q点距大陆最近时长江口附近盐度较高,对应长江径流量较小时。而长江流域冬季为枯水期,河流径流量小,入海淡水量小,沿海盐度值较高。]
(2020·北京东城区高一期末)读某海域等盐度线,回答(1)~(2)题。
(1)造成A、B两个海区盐度差异的主导因素是( )
A.河流径流量 B.降水量
C.蒸发量 D.海水运动
(2)A海区盐度最低的月份为( )
A.2月 B.5月
C.8月 D.11月
(1)A (2)C [第(1)题,读图可知,A海区为渤海,B海区为黄海,渤海河水注入量大,盐度较低,故A项正确。第(2)题,8月份降水量大,河流径流量大,河水注入量大,盐度最低。]
教材P34 问题
提示 亚马孙河水来源:以雨水补给为主。
海水的变化:从多年平均来看,海水的收入与支出是平衡的。
海水性质的变化:江河水汇入海洋,会引起海水温度、盐度、密度等性质的变化。
教材P36 活动
提示 作图略。
特征:海水温度由低纬度向高纬度降低。
原因:太阳辐射由赤道向两极递减。
教材P38 活动
提示 第1题,作图略。
特征: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。
原因:表层海水的盐度主要与降水量和蒸发量有关。副热带海区蒸发量大大超过降水量,海水盐度最高。赤道地区降水丰沛,降水量大于蒸发量,盐度不是最高。
第2题,略。
教材P39 活动
提示 变化规律:表层海水密度随纬度的增高而增大。
原因:赤道地区,表层水温高,盐度低,密度小;愈向两极,水温下降,密度逐渐增大。
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