内容正文:
第22课 海-气相互作用及其影响
[课程标准] 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。
一、海-气相互作用
1.海洋对大气的作用
(1)海洋通过长波辐射和蒸发潜热向大气提供热能。
(2)海洋通过蒸发作用向大气提供水汽。
(3)海洋对气候有调节作用。
(4)海洋对大气的温室效应有缓解作用。
2.大气对海洋的作用
(1)大气运动推动海水运动,影响海水性质。
(2)大气因参与海陆间水循环,影响海水性质。
(3)大气通过降尘向海洋提供营养元素。
3.海-气相互作用对全球水热平衡的影响
(1)促进水平衡:通过参与海上内循环和海陆间大循环,维持全球水平衡。
(2)促进热量平衡:高低纬地区间的热量输送主要是通过大气环流和洋流共同实现的。
(3)导致了高低纬之间的大气环流:将热量从低纬地区带到高纬地区,将水分从海洋带到陆地。
二、厄尔尼诺和拉尼娜现象
1.厄尔尼诺现象
(1)概念:指赤道东、中太平洋海水温度持续异常增温的现象。
(2)影响
地区
影响
赤道东太平洋沿岸
往往降水增加,发生暴雨、洪涝灾害的概率增大
赤道西太平洋沿岸
往往降水减少,出现干旱的概率增大
世界许多地区
会出现气候异常,甚至发生自然灾害
2.拉尼娜现象
(1)概念:赤道东、中太平洋海水温度异常偏低的现象。
(2)影响
地区
影响
赤道东太平洋沿岸
往往降水减少,发生干旱的概率增大
赤道西太平洋沿岸
往往降水增多,出现暴雨、洪水的概率增大
任务一 畅游日本海,探究海-气相互作用
[情境] 日本海背靠亚欧大陆,冬季其西部沿岸海域常有海冰形成。洋流系统对日本海上、下层海水交换强度具有重要影响。在寒冷的末次冰期最盛期(距今约21—18千年),日本海几乎与外海分隔。在随后气候转暖过程中,于距今约17—15千年期间再次变冷,日本海西部近岸上、下层海水交换强度显著降低。距今约8千年以来,日本海西、中和南部海域的上、下层海水交换强度才呈现同步增强特征。下图示意日本海位置及其现代洋流分布状况。
——源自2023年广东卷T19
[思考](1)分析在距今约17—15千年期间,日本海西部近岸海域上、下层海水交换强度显著降低的原因。
(2)有人认为现代对马暖流形成于距今约8千年,但也有人不认同。基于所给材料,请表明你支持的观点,并说明理由。
提示:(1)气候变冷,夏季风势力减弱,海水扰动减小;日本海西部近岸海域海冰范围扩大且历时长,不利于上、下层海水交换;海平面下降,日本海与外海交换减弱,洋流影响减弱。
(2)认同:现代对马暖流影响日本海西、中和南部海域;距今约8千年,这些海域的上、下层海水交换强度开始同步增强,反映对马暖流自此开始全面影响这些海域,表明现代对马暖流基本形成。
不认同:距今约8千年,日本海西、中和南部海域上、下层海水交换强度才开始同步增强,仅暗示此时对马暖流势力增强;由于影响洋流的因素复杂,因此这一现象不足以支持现代对马暖流形成于此时的观点。
【知识点击】
1.海-气相互作用
(1)海-气的物质交换
(2)海-气间的能量交换
①动能的转换与传输
②势能的转换与传输
(3)影响海-气水热交换的因素
2.海-气相互作用对全球水热平衡的影响
3.海洋对气候的调节作用
类型
海洋性气候
大陆性气候
气温
年较差、日较差都较小。冬暖夏凉:冬季比同纬度大陆上暖,夏季凉
年较差、日较差都较大。冬冷夏热
最热月、最冷月出现的时间较陆地滞后:在温带地区,最热月出现在8月,最冷月出现在2月
最热月、最冷月出现的时间较海洋提前:在温带地区,最热月、最冷月分别出现在7月和1月
秋季气温高于春季气温
春季气温高于秋季气温
降水
降水量大;全年分配均匀,年际变率小
降水量小;主要集中在夏季,年际变率大;对流雨多发生在夏季午后
其他
湿度大,云量多;雾日多,多平流雾;日照少
湿度小、云量少;雾日少,多辐射雾;日照多
风速大,日变化不明显
风速小,日变化显著
【对点训练】
(2024·辽宁高三联考)南海是热量和水汽到达中国大陆地区的主要通道之一,其蒸发量具有明显的季节和空间变化。下图示意我国南海海区夏、冬季海面多年平均蒸发量(单位:厘米/月)的分布,图中甲、乙海域分别为南海夏季、冬季的蒸发量高值区。读图,完成1、2题。
1.影响图中甲海域成为夏季蒸发高值区的主要因素是( )
A.离岸距离 B.海面风速
C.海表温度 D.海水盐度
2.乙海域冬季蒸发较夏季显著增强,最主要的原因是该海域冬季( )
A.海水流动快 B.太阳辐射强
C.海气温差大 D.大气降水少
1.B 2.C 解析:第1题,影响蒸发量的因素主要有光照、气温、风力、湿度和水域面积等。靠近陆地的大陆架区域蒸发量较少,A排除;夏季整个海域海表的温度较高,C排除;海水盐度的高低主要取决于气候因素,即降水量与蒸发量的关系,海水盐度对蒸发的影响较小,D排除;夏季海面风力较大,因此海面水汽蒸发快,B正确。第2题,根据图示信息可知,图中暖流流经地区水温高,海气温差大,通过潜热输送热量速率更快,因此蒸发速度本身就会变快,C正确;海水流动速度与蒸发关系不大,A排除;冬季北半球太阳辐射弱,B排除;大气降水对蒸发影响较小,D排除。
任务二 揭开砂质纹层,认知厄尔尼诺和拉尼娜
[情境] 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。推算的厄尔尼诺现象频次如图所示。
——源自2023年北京卷T5-T6
[思考](1)由图可知( )
A.距今1 200年左右该地气候较稳定
B.距今3 500年该地河流侵蚀作用强
C.厄尔尼诺事件导致该地暴雨频发
D.全球气温下降引发厄尔尼诺现象
(2)该地最可能位于( )
A.印度洋沿岸
B.大西洋西岸
C.亚欧大陆东部
D.南美洲西部
(3)在下图方框内将厄尔尼诺发生时的热力环流补充完整。
提示:(1)C (2)D (3)
【知识点击】
1.沃克环流
沃克环流由英国气象学家沃克最先发现。由于西太平洋水温高,盛行上升气流,东太平洋受秘鲁寒流的影响,水温低,盛行下沉气流,从而构成了一个东西向的热力环流圈。
2.厄尔尼诺与拉尼娜现象及其影响
(1)基本原理
(2)对地理环境的影响
类型
厄尔尼诺现象
拉尼娜现象
洋流
温暖海水从赤道向南流动,迫使秘鲁寒流向西流动;赤道逆流增强
秘鲁寒流强盛,冷水沿赤道附近海域向西扩散到更远;赤道逆流减弱
水温
太平洋西岸降低,东岸增高
太平洋西岸增高,东岸降低
天气
气候
太平洋西岸的澳大利亚以及印度、非洲等地出现严重旱灾,东岸荒漠地带暴雨成灾
赤道附近太平洋中东部海域,海面气压偏高,降水偏少;在赤道附近太平洋西部海域,海面气压偏低,降水偏多
生物
太平洋东岸海区上升流减弱,营养物质减少,浮游生物和鱼类死亡
—
【对点训练】
(2024·广西柳州统考)下图为2022年10月太平洋海表温度距平分布示意图。读图,完成1、2题。
1.据图推测当时太平洋赤道两侧的信风状况与可能出现的异常现象分别是( )
A.信风减弱、拉尼娜
B.信风增强、拉尼娜
C.信风减弱、厄尔尼诺
D.信风增强、厄尔尼诺
2.据图分析,当年澳大利亚东部最有可能发生的气象灾害是( )
A.干旱 B.洪涝
C.低温 D.热浪
1.B 2.B 解析:第1题,在正常情况下,太平洋赤道两侧盛行稳定强劲的偏东信风,它将温暖的表层海水吹离南美洲沿岸,深层的冷海水上升使水温降低。当信风增强时,南美洲太平洋沿岸表层水温较正常偏低,出现拉尼娜现象,B正确,A错误。信风减弱使赤道附近太平洋中东部水温异常升高,西部水温降低,形成厄尔尼诺现象,与图示不符,C、D错误。第2题,赤道两侧信风增强,出现拉尼娜现象,偏东的信风把温暖的表层海水向西吹送,热带西太平洋海水温度升高,为热带西太平洋上空空气的对流和上升提供了能量,导致澳大利亚等热带西太平洋地区异常多雨,甚至引起洪涝灾害,B正确,A错误。气温升高,但因降水增多,不会形成低温和热浪,C、D错误。
2023年5月,面积达4 320平方千米的A-76冰山从南极洲罗恩冰架脱落,随后开始缓慢漂移。下图示意A-76冰山脱落位置及周边海域地理环境。读图,完成1、2题。
1.导致A-76冰山在脱落后出现a→b→c位置变化的主要影响因素是( )
①海陆轮廓 ②极地东风
③地转偏向力 ④西风漂流
A.①② B.①③ C.②④ D.③④
2.A-76冰山对所经海域海气相互作用的影响主要表现为( )
A.下垫面反射率减小
B.大气逆辐射增强
C.海面水汽蒸发增强
D.大气吸收的海面辐射减少
1.A 2.D 解析:第1题,由图可知,导致A-76冰山在脱落后位置变化的原因,一方面是受到极地东风的影响倾向向西运动,一方面受到海陆轮廓的阻挡,下部无法移动,而上部向西移动,最终形成a→b→c位置变化,①②正确;地转偏向力不是其运动的动力,③错误;西风漂流纬度更低,④错误。A正确,B、C、D错误。第2题,A-76冰山使得区域反射率增加,A错误;气温降低,故大气辐射和逆辐射都减弱,B错误;气温降低,蒸发减弱,水汽输送量减少,大气吸收的海面辐射减少,C错误,D正确。
(2024·天津滨海新区模拟)2021年10月25日,国家气象中心确认,10月份已进入拉尼娜状态,导致2021年冬季我国中东部将偏冷。沃克环流是指赤道附近太平洋东岸和西岸海温存在差异而形成的热力环流,其强弱变化是评判气候异变的重要依据。下图示意沃克环流及典型拉尼娜年的海温距平(单位:℃)分布。读图,完成3、4题。
3.拉尼娜现象发生时( )
A.甲、乙海区温差增大,沃克环流增强,印度尼西亚降水增多,热带经济作物增产
B.甲、乙海区温差增大,沃克环流减弱,秘鲁沿海海域水温升高,渔业减产
C.甲、乙海区温差变小,沃克环流增强,太平洋东岸降水增多,洪涝灾害多
D.甲、乙海区温差变小,沃克环流减弱,对大西洋没有影响
4.拉尼娜导致2021年冬我国中东部偏冷的原因是( )
A.东北信风增强,日本暖流减弱
B.东北信风减弱,日本暖流减弱
C.甲处低压增强,对冬季风吸引增强
D.甲处低压减弱,对冬季风吸引增强
3.A 4.C 解析:第3题,由材料可知,拉尼娜是指赤道附近太平洋中东部海面温度异常降低;结合沃克环流及典型拉尼娜年的海温距平分布图可以看出,太平洋海面东部温度偏低,由于近地面冷热不均引起了大气的运动,赤道太平洋地区东部气温低,空气垂直方向表现为下沉;西部空气垂直方向上升;空气的垂直运动导致了同一水平面产生气压差,因此,拉尼娜现象发生时甲、乙海区温差增大,沃克环流增强,西部海平面增高并且海水温度增高,上升气流增强,印尼降水增多,有利于热带经济作物增产,A正确,B、C、D错误。第4题,根据材料,当赤道附近太平洋中东部海面温度异常降低,空气冷却下沉加强,导致气压升高,进而会使东南信风增强,将表面被太阳晒热的海水吹向太平洋西部,从而使太平洋西部海水温度增高,受其影响,我国东部沿海气温应该是偏高,因此冬季东部沿海气压比往年低,造成我国冬季亚洲高压和东部沿海低压间的气压差增加,所以受偏北风的影响更大,偏北风来自高纬度地区,导致我国东部偏冷,C正确,D错误。赤道附近太平洋中东部海面温度异常降低时,空气冷却下沉加强,导致气压升高,进而会使东北信风增强,日本暖流增强,A、B错误。
5.(2024·河南洛阳模拟)阅读材料,完成下列要求。
据美国夏威夷MLO站观测数据,2021年大气中CO2浓度比工业革命前(1760年)增加了50%,北极地区的增温速率是全球平均速率的两倍,出现“放大效应”,研究表明这与下垫面、大气热力作用及海水热量输送等对气候变暖的响应密切相关。美国国家冰雪数据中心提供的海冰数据显示,在1979—2016年,北极地区夏季海冰的最大消融区集中在东西伯利亚沿岸和阿拉斯加沿岸海域。下图1为某学者依据研究成果绘制的北极地区夏季海冰覆盖范围随时间演变示意图,图2为北极地区气温、海冰面积年内变化统计图。
(1)指出一年内北极地区海冰分布随纬度的变化特征。
(2)气候变暖背景下,从下垫面、大气热力作用及海水热量输送等角度分析北极地区海冰加速消融的可能原因。
解析:第(1)题,海冰与气温相关,气温越低,海水越容易结冰,海冰范围往低纬方向扩大;气温高,海冰融化,海冰范围往高纬方向退缩。由所学气温知识结合图2可知,每年的3月至9月,太阳直射点位于北半球,北极地区气温、水温较高,海冰覆盖范围从纬度较低的北冰洋边缘向纬度较高的区域退缩;9月至次年3月,太阳直射点位于南半球,北极地区气温、水温降低,海冰覆盖范围从北冰洋纬度较高的区域向纬度较低的外缘扩大。第(2)题,北极海冰加速消融,说明气温升高,海水温度升高。气候变暖,气温升高,延长了海冰的消融期(或缩短了冻结期),导致海冰的覆盖范围和厚度急剧下降;从下垫面的角度分析,部分海冰消融,使得北极地区海冰覆盖范围不断缩小,下垫面反射率降低,出露的海面能吸收更多的太阳辐射能,海水温度上升加速海冰融化;从大气热力作用,即大气受热过程的角度分析,海水蒸发量增加,会增大北极地区大气的湿度,空气中的水汽能增强大气逆辐射,加强保温作用,使得气温升高,加剧海冰融化;海水热量主要由低纬向高纬地区输送,因此从海水热量输送的角度看,全球变暖,低纬地区海水温度上升,通过洋流向北冰洋输送更多的热量,大气温度和海水温度升高,加速海冰融化。
答案:(1)3-9月,海水覆盖范围从纬度较低的北冰洋边缘向纬度较高的区域退缩;9月至次年3月,覆盖范围从北冰洋纬度较高的区域向纬度较低的外缘扩大。
(2)北极地区迅速升温,延长了海冰的消融期(或缩短了冻结期),导致海冰的覆盖范围和厚度急剧下降;北极地区海冰覆盖范围不断缩小,下垫面反射率降低,出露的海面能吸收更多的太阳辐射能,海水温度上升加速海冰融化;出露的海面增多,会增大北极地区大气的湿度,进一步增强大气的保温作用,加剧海冰融化;全球变暖,低纬地区海水温度上升,通过洋流向北冰洋输送更多的热量,加速海冰融化。
学科网(北京)股份有限公司
$$