内容正文:
学习目标
区域认知:认识海—气相互作用在不同区域的表现。
综合思维:分析海—气之间水热交换的过程及影响因素。结合示意图,认识海—气相互作用的原理;列举实例,理解海—气相互作用对全球水热平衡的影响过程。
地理实践力:结合实例,探究厄尔尼诺和拉尼娜现象对人类生产、生活的影响。
人地协调观:面对现实中自然现象,能够分析人类活动对海—气关系的影响,树立正确的人类活动观。
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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,拉尼娜现象对全球的气候和人类活动的影响。
第三节 海—气相互作用
●海—气相互作用与全球水热平衡
●厄尔尼诺现象和拉尼娜现象
1
高中地理
海-气相互作用与全球水热平衡
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3
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。
海洋和大气间的物质交换是多相的,既有液态的物质交换,也有气态的和固态的物质交换。
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4
一、海——气相互作用与全球水热平衡
1.海——气间的水分交换
(1)海洋是大气中 的最主要来源。
(2)海—气间水分交换方式:
海洋通过 作用,向大气提供水汽。大气中的水汽在适当条件下 ,并以
的形式返回海洋,从而实现与海洋的 交换。
2.海——气间的热量交换
海洋吸收了到达地表 的大部分,并把其中85%的热量储存在 。
海洋再通过 、 等方式,把储存的 输送给大气。
为大气运动提供 ,驱使大气运动。大气主要通过 向海洋传递动能,驱使表层海水运动。
3.海——气相互作用与水热平衡
海——气相互作用通过 环流与 环流,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。
水汽
蒸发
凝结
水分
太阳辐射
海洋表层
潜热
长波辐射
太阳辐射能
能量
风
大气
大洋
热量
【自主学习】阅读P72-73教材内容及图片,完成下列自主学习内容。
降水
海洋是近地面大气主要的直接热源和水源吗?
三分陆地,七分海洋
蒸发
87.5%
海洋
大气
物质
水
能量
热
6
一、海—气相互作用与全球水热平衡
1.海-气间 水分交换
蒸发
降水
水汽输送
地表径流
下渗
地下径流
降水
水循环示意图
大气中水分最主要的来源是哪里?以何种形式将水分输送到大气中?
.海洋“损失”的水分是以何种形式得到“补偿”的?
在太阳辐射的作用下,海水吸收太阳短波辐射而升温,从而不断进行蒸发,为大气层补充水分;大气中的水分通过对流运动冷却凝结,形成降水,返回海洋。
海水通过蒸发作用,向大气提供水汽;
太阳
(1)海洋 大气
(2)大气 海洋
大气中的水汽是在适当的条件下凝结,并以降水的形式还给海洋,从而实现了与海洋的水分交换。
1.海-气间 水分交换
思考:哪些海区水分交换量比较大?
低纬地区 暖流流经海区
提供水汽的多少主要与海水水温有关纬度、洋流),水温越高,蒸发越旺盛,空气湿度也越大。
海洋是大气中水汽的主要来源。(87.5%)
想一想:海洋与大气是如何进行水分交换的?
全球总水量的96%以上赋存于海洋之中
蒸 发
大气中87.5%的水汽量也由海洋提供
一、海—气相互作用与全球水热平衡
在太阳辐射的作用下,海水吸收太阳短波辐射而升温,从而不断进行蒸发,为大气层补充水分;大气中的水分通过对流运动冷却凝结,形成降水,返回海洋。
海气相互作用----对水量平衡的影响
下渗
地表径流
地下径流
高处→低处
降水
91%直接进行海上内循环
水汽输送
9% 的水汽参与海陆间大循环
降水
促进水平衡
地球上多年平均降水量等于多年平均蒸发量,总水量基本不变
蒸发
世界海洋每年约有45万立方千米海水被蒸发
海一气相互作用参与的水循环,有助于全球的水量平衡。
全球的水量平衡是水循环的结果,而水循环必须通过大气环流来实现。
海洋是地球上水的大本营。从海洋上蒸发的水汽,随着大气运动,大部分通过降水返回海洋;其余部分被大气运动带到陆地上空,在适当的条件下形成降水降落到陆地上,然后汇入江河,流回海洋,构成地球上水循环,使全世界蒸发和降水的总量保持平衡。在全球水循环和水平衡中,海洋通过蒸发向大气输送水汽是基础,海水运动和大气运动是途径,他们都是海-气相互作用才得以实现的。
水平衡原理:
从长期来看,全球水的总量没有什么变化。
海洋降水量+陆地降水量=海洋蒸发量+陆地蒸发量
某个地区在某一段时期内,水量收入和支出的差额等于该地区的蓄水变化量,即:
蓄水变量=收入水量-支出水量。
如果收入>支出,则该区域、该时期水量增加;
如果收入<支出,则水量减少。
【合作探究】P73.了解水量平衡原理
1.估算陆地和海洋对大气水汽的相对贡献,说明大气水汽的主要来源。
⒉.估算海洋蒸发和降水的差额,说明补充这个差额的水量来源
3.如果海洋蒸发量增加或减少,陆地可能发生相应的变化。请利用水量平衡原理加以说明。
【活动】P73.了解水量平衡原理
1.估算陆地和海洋对大气水汽的相对贡献,说明大气水汽的主要来源
大气水汽总量577,
海洋贡献水汽505,
陆地贡献水汽72.
大气水汽主要来源是海洋
2.估算海洋蒸发和降水的差额,说明补充这个差额的水量来源
海洋蒸发505
海洋降水458
差额47
差额水量来源为陆地的地表径流和地下径流
【活动】P73.了解水量平衡原理
3.如果海洋蒸发量增加或减少,陆地可能发生相应的变化。
请利用水量平衡原理加以说明
全球水量处于动态平衡中
全球降水量等于全球蒸发量
如果海洋蒸发量增加:
则大气中水分增加,
海陆间水汽输送增加,
陆地降水量可能增加,
径流量随之增加,与此相关的陆地环境也会发生相应改变。
如果海洋蒸发量减少:
陆地上的降水量会减少
地表径流和地下径流也会相应减少
风力对地表形态的塑造更显著。
2.海-气间 热量交换
1.简述大气受热过程。
2.说明近地面大气的主要热源。
3.判断海洋是近地面大气的主要热源这种说法是否正确,并说明理由。
地面
太阳暖大地,大地暖大气
正确。海洋面积约占地球表面的71%,太阳辐射大部分被海洋所吸收,自然海洋向大气提供的热量多。海洋的比热容大,储存的热量多,同样面积的海洋和陆地相比,释放的热量多。海洋上没有遮盖可以直接散热,而陆地上还有植被 、建筑物等,阻挡了地面的热量辐射
一、海—气相互作用与全球水热平衡
海—气间在进行水分交换的同时,也实现了热量的交换,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。海洋向大气输送的热量受海洋表面水温的影响,水温高的海区,向大气输送的热量也多。
太阳辐射
海水蒸发
(潜热输送)
海洋表层储存85%的热量
长波辐射
70%被海洋吸收
在太阳辐射的作用下,海水吸收太阳短波辐射而升温,从而不断进行蒸发,为大气层补充水分;大气中的水分通过对流运动冷却凝结,形成降水,返回海洋。
(1)海洋 大气
①长波辐射(大气的受热过程)
②潜热
2.海-气间 热量交换
思考:海洋通过哪些方式向大气提供热能?
③传导
④对流
一、海—气相互作用与全球水热平衡
在太阳辐射的作用下,海水吸收太阳短波辐射而升温,从而不断进行蒸发,为大气层补充水分;大气中的水分通过对流运动冷却凝结,形成降水,返回海洋。
2.海-气间 热量交换
一、海—气相互作用与全球水热平衡
地球表面的水分在蒸发(升华)时,吸收下垫面的热量,并把这部分热量潜藏在蒸发(升华)出的水汽中,称为潜热(蒸发吸热、凝结放热)。
当水汽在空气中受冷而凝结(凝华)时,又会把这部分潜热释放出来,从而提高空气的温度。相反空气中的水汽如果在下垫面上发生凝结(凝华)时,会把潜热释放出来,提高下垫面的温度。这种地面和大气之间以潜热形式进行热量交换的方式称为潜热输送(伴随物质转移的能量输送)。
实践证明,从下垫面蒸发出的水分远多于空气中的水汽在地面凝结出的水分,因此潜热输送的结果,大多是地面失去热量,大气获得热量。
(1)海洋 大气
传导:物质不转移的情况下,热量从高温区向较低温区的传递
对流:流体中温度不同的各部分之间,在接触时发生相对流动,引起的热量传递过程
(气体、液体主要传热方式)
辐射:互相不接触的物体通过电磁波传递能量的过程(温度越高,辐射的能量越大)
2.海-气间 热量交换
一、海—气相互作用与全球水热平衡
(1)海洋 大气
海洋为大气提供能量,驱使大气运动,
大气主要通过风向海洋传递动能,驱使表层海水运动。
大气环流及其所形成的行星风系使海水沿着一定的方向大规模地运动,形成洋流,引起海洋热量的重新分配。
热带气旋可以加速海水的运动并可使海平面异常升高,严重时会造成灾害。这是大气对海洋的能量输送。
(2)大气 海洋
2.海-气间 热量交换
一、海—气相互作用与全球水热平衡
海洋输送
总热量输送
大气输送
(3)对全球热量平衡的影响
2.海-气间 热量交换
一、海—气相互作用与全球水热平衡
①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。
②中纬度,通过海洋与大气之间的热量交换,把相当多的热量输送给大气,再主要由大气环流将热量向更高纬度输送。
在0°~30°N地区,海洋输送的热量超过大气输送的热量;
在30°N以北地区,大气输送的热量超过海洋输送的热量;
在50°N附近,海洋把相当多的热量输送给大气,再由大气环流向更高纬度输送。
通过海-气相互作用和对热量的全球输送,维持了地球上的热量平衡。
低纬地区,大洋环流输送热量多于大气环流输送热量。
30°N以北地区,大气环流成为热量输送的主要力量。尤其50°N附近以北地区,热量主要靠大气环流向高纬度输送。
【总结】海洋与大气之间进行水热交换的形式
注:海洋对大气的作用是热力的,大气对海洋的作用是动力的。
水的交换方式 热量(能量)的交换方式
海洋→大气 蒸发 蒸发潜热、长波辐射
大气→海洋 降水 风力使海水运动
热带地区是海—气相互作用最活跃地区的原因
海洋向大气输送的热量,与其表层水温密切相关,热带地区获得的太阳辐射多,向大气输送的热量多;热带地区海区面积大,海水蒸发旺盛,向大气输送的水汽也丰富,热带地区海洋,是驱动地球大气系统的主要能量来源地。
合作探究:海-气相互作用与热量平衡
(1)读图,分别描述北半球海洋热量收入和热量支出随纬度变化的特点。
北半球副热带海区海水热量收入和支出达到最大值,并向两侧递减。赤道到副热带海区海水热量收入明显大于热量支出,副热带海区到高纬度海区海水热量收入明显小于热量支出。
(2)小组讨论:低纬海区水温不因热量持续盈余而持续增温,高纬海区水温不因热量持续亏损而持续降温的原因。
通过大气环流和洋流实现高、低纬度之间的热量输送,使得低纬度海区水温不因热量持续盈余而持续增温。同理,高纬度海区水温不因热量持续亏损而持续降温。
【梳理】海—气相互作用对全球水热平衡的影响
不同纬度海洋对大气加热的差异
大气产生高低
纬度间环流(三圈环流)
海洋与陆地对
大气加热的差异
季风环流
大气环流
海水运动
大洋环流
水分和热量在不同地区间传输
维持地球上的水分和热量平衡
意义:
91%的水汽参与海陆间大循环,被大气输送到陆地上空,凝结成雨雪后降落,成为陆地淡水的来源,并最终注入海洋。
总体来看,地球上多年平均降水量等于多年平均蒸发量,总水量基本不变。
密度流
风海流
地转偏向力
(1)指出海洋向大气输送热量的主要方式。
(2)指出海洋与大气间的相互作用最活跃的地区,并说明原因。
(3)描述20°N~40°N和40°N~60°N太平洋东、西两岸海区输入大气的热量差异,并说明其影响因素。
下图为海洋平均每日向大气输送的热量分布图(单位:×0.484 W/㎡)。
【合作探究】 海——气相互作用与全球水热平衡
长波辐射和潜热。
(2)指出海洋与大气间的相互作用最活跃的地区,并说明原因。
下图为海洋平均每日向大气输送的热量分布图(单位:×0.484 W/㎡)。
热带。
①从纬度范围看:热带约跨47个纬度,范围大,正午太阳高度也大,获得的太阳辐射多;
②从图中的数据看:该地区海洋平均每日向大气输送的热量最多;
③从面积看:该地区所占的海洋面积最大,储存的热量多,蒸发旺盛,向大气输送的水汽丰富,释放到大气中的潜热也丰富。
(3)描述20°N~40°N和40°N~60°N太平洋东、西两岸海区输入大气的热量差异,并说明其影响因素。
①20°N~40°N: 太平洋东岸海区输入大气的热量比西岸少,
太平洋西岸受暖流的影响、太平洋东岸受寒流的影响;
②40°N~60°N:太平洋东岸海区输入大气的热量比西岸多,
太平洋西岸受寒流的影响、太平洋东岸受暖流的影响。
海洋与大气中的二氧化碳
大气中CO2溶于水中
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
思考:海洋如何与大气中的二氧化碳进行作用的?
3.海-气间 其他物质交换
(1)气体交换
一、海—气相互作用与全球水热平衡
3.海-气间 其他物质交换
(1)气体交换
一、海—气相互作用与全球水热平衡
海洋对大气的温室效应有缓解作用,是因为海洋中溶解的二氧化碳是大气中二氧化碳含量的数十倍,并且海洋通过生物固碳等作用调节大气中的二氧化碳含量,影响全球气温和大气环流过程。
海洋浮游植物通过光合作用,向大气提供了40%的再生氧气,因此人们把海洋和森林并称为地球的两叶“肺”。
大气中的二氧化碳
吸收
藻类植物光合作用
形式:海洋
产生的影响: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。
①大气 海洋
②海洋 大气
氧气
二氧化碳
全球碳循环系统中,海洋的作用比陆地更为重要,海洋固定和转移了大气中绝大部分的CO2。
海水通过与大气的接触,直接溶解大气中的CO2,海洋生物进行光合作用并将二氧化碳固定在生物体内。 被海洋生物固定的二氧化碳一部分通过生物呼吸作用和残体分解释放到大气中,另一部分形成碳酸盐和有机碳(煤石油天然气)短时期不再参与地表碳循环,从而降低了表层海水中CO2的含量,有利于海洋表层从大气中吸收更多的CO2,对海洋和大气的CO₂平衡产生重要影响。
若地球表面温度增高,海水温度会随之上升, CO₂在海水中的溶解度下降,将有更多的二氧化碳返回大气中, 因此海水温度上升,对地球将是潜在的巨大
威胁。 (世界热带海洋所释放的二氧化碳有3/4来自赤道太平洋海域)
3.海-气间 其他物质交换
(1)气体交换
一、海—气相互作用与全球水热平衡
3.海-气间 其他物质交换
(2)尘埃物质交换
大气通过降尘向海洋提供营养元素。
一、海—气相互作用与全球水热平衡
海水泡沫及泡沫中的盐类物质
海
洋
大
气
陆源物质、火山物质
大气颗粒物及其携带的营养元素通过沉降作用进入海洋,促进浮游植物的生长,从而使海洋能固定更多的碳,释放更多的氧。
(1)气体交换
【案例分析】——大气对海洋的影响
2020年2月,世界最大的撒哈拉沙漠连续几天刮起了强风,卷起了漫天黄沙,大量的沙尘飘过大西洋,抵达美洲(如下图所示)。据统计,撒哈拉沙漠每年向大西洋、南美等地输送约1.8亿吨的尘土。随着全球变暖,近年来这种沙尘天气正在不断加强,对地球环境带来深刻的影响。
(1)当沙尘飘过大西洋上空时,推断洋面气温的响应过程。
(2)分析沙尘在大西洋沉降对海洋生态的影响。
(3)说明沙尘在亚马孙平原沉降对维持热带雨林生态系统的积极作用。
(4)依据沙尘向大西洋、亚马孙平原的输送过程,推测其对全球气温的影响。
【案例分析】——大气对海洋的影响
2020年2月,世界最大的撒哈拉沙漠连续几天刮起了强风,卷起了漫天黄沙,大量的沙尘飘过大西洋,抵达美洲(如下图所示)。据统计,撒哈拉沙漠每年向大西洋、南美等地输送约1.8亿吨的尘土。随着全球变暖,近年来这种沙尘天气正在不断加强,对地球环境带来深刻的影响。
(1)当沙尘飘过大西洋上空时,推断洋面气温的响应过程。
1、①当沙尘飘过大西洋上空时,大量反射、散射削弱太阳辐射,减少大气获得的、热量,降低了温度;
②沙尘作为凝结核,促进洋面蒸发的水汽凝结,成云致雨,削弱太阳辐射,继续降低海面气温。
(2)分析沙尘在大西洋沉降对海洋生态的影响。
2、①沙尘作为营养物质;
②促进海洋藻类的旺盛生长;
③藻类的增加促进鱼虾等海洋生物的旺盛生长。
【案例分析】——大气对海洋的影响
2020年2月,世界最大的撒哈拉沙漠连续几天刮起了强风,卷起了漫天黄沙,大量的沙尘飘过大西洋,抵达美洲(如下图所示)。据统计,撒哈拉沙漠每年向大西洋、南美等地输送约1.8亿吨的尘土。随着全球变暖,近年来这种沙尘天气正在不断加强,对地球环境带来深刻的影响。
(3)说明沙尘在亚马孙平原沉降对维持热带雨林生态系统的积极作用。
3、①热带雨林高温多雨,有机质分解快、流失多,土壤贫瘠;
②沙尘沉降,增加了土壤肥力;
③促进雨林生长,维持了动植物生态平衡。
(4)依据沙尘向大西洋、亚马孙平原的输送过程,推测其对全球气温的影响。
4、①沙尘削弱太阳辐射;
②促进海洋藻类和雨林的生长,减少 CO2 含量;
③抑制全球变暖,令全球气温降低。
1.“海浩”景观的形成反映出( )
A. 海—陆间的水汽输送
B. 海—气间的水热交换
C. 海面风力较小
D. 水温低于气温
“海浩”是指海面上出现白茫茫云雾的现象。2021年1月7日清晨,青岛经历寒潮天气时,青岛近海海域像开了锅,海面上“蒸汽腾腾”,海水仿佛被煮沸了一般;船只、海岛影影绰绰,仿佛置于云层之上,如梦如幻。下图为青岛近海海面出现的“海浩”奇观图。
B
2.“海浩”景观的形成有利于( )
A. 加大海—气间热量差异 B. 维持水热平衡
C. 加大海—气间水分差异 D. 维持大气稳定
B
感热通量是指由于温度不同而引起的大气与下垫面之间发生的热交换。白天,在强烈太阳照射下地温高于气温,感热通量为正值,热量由地面传送给上面较冷的空气并促其增热:夜间,地面辐射冷却,气温高于地温,感热通量为负值,热量由空气传送给地面并促使空气冷却。下图示意某年7月份北印度洋感热通量分布状况(单位:卡/平方厘米),该月,大气环流的变化使西部半岛M附近海域渔业资源变得丰富。据此完成下面小题。
3.北印度洋西部沿海地区感热通量形成低值中心的主要原因是( )A.夏季气温较高,热量传递快
B.底层海水上泛,海气温差大C.高纬海水流经,海水温度低
D.沿岸暖流流经,海水升温快
B
4.受感热通量影响,该月北印度洋海面风力明显增强的风向是( )A.偏东风 B.偏西风 C.偏南风 D.偏北风
B
小结:海洋对大气的作用
海洋通过长波辐射和潜热向大气提供能量
海洋通过蒸发作用向大气提供水汽;提供水汽的多少主要与水温有关。水温越高,蒸发越旺盛,空气湿度也越大。
海洋对气温有调节作用
④海洋对大气的温室效应有缓解作用
海洋中溶解的CO2是大气中CO2含量的数十倍,并且海洋通过生物固碳等作用调节大气中的CO2含量,影响着全球气温和大气环流过程;海洋浮游植物通过光合作用,向大气提供了40%的再生氧气。
小结:大气对海洋的作用
大气通过风推动海水运动,影响海水性质。气流吹拂表层海水,形成风海流与风浪。
大气因参与海陆间水循环而影响海水性质。
大气通过水汽输送、蒸发、降水等环节参与水循环,其中降水的强弱直接影响海水盐度分布;
大气云层可减弱海面的太阳辐射,影响海面增温,进而影响海水的运动。
大气通过降尘向海洋提供营养元素。
海—气相互作用所形成的大气环流和洋流,是维持全球水热平衡的基础。
阿拉伯半岛东面为波斯湾,西面为红海,两地夏季气温常达30℃以上,而索马里沿岸一带的气温,最热季节一般不到25℃ 。赤道以北附近,印度洋表层水温呈现东暖西冷的分布格局,对大气产生了不同程度的热力作用,进而影响到其气压场。
波斯湾、红海与索马里沿岸夏季气温存在着显著差异,对此现象进行解释。
索马里沿岸海域比波斯湾、红海面积广阔,夏季气温受海洋影响大,且索马里沿岸夏季为寒流,受寒流影响气温降低,因此夏季气温较低。
赤道以北附近,印度洋东侧较同纬度西侧海洋水温高,形成上升气流,西侧海洋水温低,形成下沉气流,因此形成逆时针旋转的大气环流。
2.简要描绘赤道以北附近,印度洋由东到西大气环流系统的剖面结构。
通过海--气相互作用,海洋和大气成为一个整体。如果表层海水温度发生异常,大气环流也会异常,甚至出现极端的天气事件。
世界“干极”智利阿塔卡马沙漠变身花海???
赤道
南回归线
80°W
50°W
秘
鲁
寒
流
30°S
信风驱动表层海水,形成赤道暖流自东向西将热量输送到西部
东部形成上升补偿流,海水温度较低
高
低
(一)正常年份
沃克环流
二、厄尔尼诺和拉尼娜现象
赤道附近太平洋中东部的表层海水温度较低,大气较稳定,气流下沉;西部海水温度较高,气流上升。该环流称沃克环流。
赤道附近中东部地区:
温度较低
气流下沉
近地面形成高压
降水较少
赤道附近西部地区:
温度较高
气流上升
近地面形成低压
降水较多
概念:赤道附近大洋东西两岸之间东西方向的热力环流
名字由来
由英国气象学家沃克在20世纪20年代首先发现,是热带太平洋上空大气循环的主要动力之一
形成过程
东南信风
东岸海水上涌变冷
气流下沉
西岸暖流堆积变暖
气流上升
热力环流
实质
海气的相互作用(热量交换)
影响
西岸上升的暖湿气流带来大量的降水
东岸下沉气流使该地干旱少雨,富营养的冷水上涌,形成秘鲁渔场
强弱的变化是判断厄尔尼诺与拉尼娜现象发生的重要依据
沃克环流
厄尔尼诺现象(来源于科普中国)
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02
异常
高温
厄尔尼诺现象是赤道中、东部太平洋海域发生的大范围、持续性表层海水温度异常偏高(水温增加超过0.5℃,持续时间达6个月以上)的现象。
大约每隔2 ~ 7年发生一次,每次持续1~ 2年,发生年份称为厄尔尼诺年。
时间:圣诞节前后。
(二)异常年份
1.厄尔尼诺现象
厄尔尼诺现象是如何发生的?
多数科学家认为,东南信风减弱可能是引发厄尔尼诺现象的主要原因。
东南信风减弱
赤道附近太平洋东岸上升流减弱
赤道逆流增强
温暖的海水输送到东太平洋
南美洲西岸的暖流取代寒流
形成厄尔尼诺现象
厄尔尼诺发生年份赤道附近太平洋的大气环流及影响
新几内亚
澳洲东北部等地
秘鲁
厄瓜多尔等地
太 平 洋
表层海水运动方向
近海面风向
沃 克 环 流 逆 转
气流下沉
气候变干旱
引发森林火灾
气流上升
气候变多雨
引发洪灾
冷
热
①对气流运动状况及气候的影响
厄尔尼诺现象发生后,赤道附近太平洋东西部的温度差异______。
减小
影响 举例
东部 _________减弱或消失,
甚至出现_________
气候由__________变为__________,
引发__________ 2016.12-2017.3,秘鲁北部沿海地区降水异常增多
西部 __________减弱或消失
气候由_________变为__________,
带来_________或__________ 1997-1998,印度尼西亚出现长时间干旱,引发严重森林大火
下沉气流
上升气流
干燥少雨
多雨
洪涝灾害
上升气流
干燥少雨
温润多雨
旱灾
森林大火
(二)异常年份
1.厄尔尼诺现象带来的影响
②对海洋生物的影响
赤道附近太平洋东侧
离岸风变弱,秘鲁寒流上升补偿流变弱,带到海洋表层的营养物质变少,渔场鱼类大量死亡减产;厄尔尼诺的出现,使得秘鲁渔场冷水性鱼类因不适应温暖海域的环境而大量死亡;导致以这类鱼为食物的鸟类死亡或迁徙;鸟粪急剧减少,影响农业收成。
(二)异常年份
1.厄尔尼诺现象----影响
通常情况下,厄尔尼诺对我国的影响:“北旱南涝”
东北地区
夏季气温偏低,冬季风变弱,易出现暖冬
华北地区
汛期将雨水偏少,夏季易发生酷暑及干旱
长江流域
降水总体偏多,局部可能发生较重洪涝灾害
沿海地区
台风的登陆个数均会比正常年份偏少
西北太平洋(5°N~25°N,120°E~180°)是全球热带气旋最活跃的海域,南海(5°N~25°N,110°E~120°E)作为西北太平洋最大的边缘海,也是热带气旋的源地。厄尔尼诺现象持续期间,西北太平洋发育的台风数量会减少。下图为南海和西北太平洋气旋生成位置简图,据此完成下面小题。
1.与西北太平洋气旋相比,南海气旋的特征及影响因素是( )A.强度小,海域面积
B.强度大,海域纬度C.发育时间短,大陆距离
D.发育时间长,海水深度
A
2.厄尔尼诺现象持续期间,西北太平洋发育台风偏少的直接原因是( )A.副热带高压势力西扩增强 B.东南信风势力减弱C.西北太平洋表层水温偏低 D.赤道冷水区域东移
C
e7d195523061f1c03a90ee8e42cb24248e56383cd534985688F9F494128731F165EE95AB4B0C0A38076AAEA07667B1565C446FC45FF01DFB0E885BCDBDF3A284F3DB14DA61DD97F0BAB2E6C668FB4931E215FF6878D5F6B032843CFB47259E248E89D01D575A99CB5DF838081BCE0EDDD238B8F87A796586F5FAC1C06AABE84C4ECC1A989166756AD97A84BABA773466
异常低温
赤道附近中东太平洋海面温度异常降低现象,,其特征与厄尔尼诺现象相反,因而又称反厄尔尼诺现象。时间:厄尔尼诺之后。
(二)异常年份
2.拉尼娜现象
东南信风加强
赤道太平洋东侧表层海水不断向西流动,西部海水温度增高,东部深层的冷水不断上翻进行补充
表层海水温度逐渐降低
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拉尼娜发生年份赤道附近太平洋的大气环流及影响
新几内亚
澳洲东北部等地
秘鲁
厄瓜多尔等地
太 平 洋
表层海水运动方向
近海面风向
沃 克 环 流 加 强
上升气流增强
气候更湿润多雨
甚至引发洪灾
下沉气流增强
气候异常干旱
引发严重的旱灾
更热
更冷
通常情况下,拉尼娜对我国的影响:“北涝南旱”
东北地区
春夏易出现干旱,气温偏高,冬季易出现冷冬现象
华北地区
汛期将雨水偏多,夏季易发生洪涝灾害
长江流域
降水总体偏少,局部可能发生酷暑及干旱
沿海地区
台风的登陆个数均会比正常年份偏多
冬季:入侵中国的寒潮偏多,气温偏低,形成冷冬。
南方出现低温冻雨灾害,农作物减产。
加强监测和预报
加强地区与国际间的合作
研究并预测其影响
应对措施
正常情况下,赤道附近太平洋东部和西部海水温度存在差异,从而在上空形成大气热力环流。图4.18示意正常年份热带太平洋上空近东西方向的大气热力环流。
2.如果赤道附近太平洋东部海水温度下降,说明其对环流的影响。
环流方向:
强度:
不变
增强
活动:分析太平洋中东部表层海水温度变化对气候的影响
3.说明环流的变化对赤道附近太平洋东、西岸气候的影响。
太平洋东侧气温降低,降水减少
西侧气温升高,降水增多
对生物圈的影响: 由于秘鲁附近的涌升流增强,导致从底层上翻到表层的营养盐增加,导致浮游植物增加,从而导致鱼类饵料增加,秘鲁渔业增产。
自学窗
厄尔尼诺现象—奥秘与探索
1941年,赤道附近太平洋东部海面温度异常升高,温暖的海水沿秘鲁、智利沿海向南侵袭,最南到达15°S。
此次温暖海水南侵,导致喜冷水鱼类大量死亡,并在沿岸地区产生灾害性的阵雨和风暴;这是人类第一次报道厄尔尼诺现象。
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自学窗
厄尔尼诺现象—奥秘与探索
为什么会发生厄尔尼诺现象? 厄尔尼诺现象的影响到底有多大?
科学家从大气环流、地球自转速度、火山喷发等方面,通过科学推理、模型模拟与实际观测相结合的方式,探索厄尔尼诺现象形成的原因,并试图解释其产生的影响。
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自学窗
厄尔尼诺现象—奥秘与探索
尽管在监测和预测方面取得了很多成果
但是,因为过于复杂,每次出现的情况都不一样,周期也不固定,科学家对厄尔尼诺现象的成因和影响机制的了解还很有限。
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自学窗
厄尔尼诺现象—奥秘与探索
例如,海洋的哪些部分对全球水热平衡影响较大?除赤道附近太平洋东部海域外,还有哪些海域表层温度的变化可能影响全球气候?大洋除表层洋流外,纵向(表层和深层)是否存在洋流,其变化对气候影响有多大?
厄尔尼诺现象蕴含着海洋无尽的奥秘,也激发科学家无尽的探索。
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2019年为厄尔尼诺年,厄尔尼诺是指赤道附近的信风减弱,使太平洋中东部的水温异常增温的现象。读南太平洋赤道附近正常年份和厄尔尼诺年的海水垂直运动示意图。完成第1 - 2题 。
1. 从图中可以看出( )
A.正常年份太平洋东部海区气温较高 B.正常年份澳大利亚东海岸气温较低
C.厄尔尼诺年太平洋西部海区气流下沉 D.厄尔尼诺年南美洲东部海区气流上升
C
2. 在厄尔尼诺年,下列事件发生可能性较大的是( )
A.南赤道暖流势力加强 B.澳大利亚东部降水增多
C.南美西部干旱区出现绿洲 D.全球范围内冰川储存量增加
C
1.印度洋偶极子负位相时( )
A. 东南亚形成反气旋性环
B. 孟加拉湾出现气旋性环流
C. 正值拉尼娜现象的发生
D. 正值厄尔尼诺现象发生
科学家将热带印度洋划出两片区域,分别称为西极和东极,西极在西印度洋的阿拉伯海,东极则在印度尼西亚南部东印度洋,这两个区域海洋表层温度差异变化,就是印度洋偶极子。印度洋西极海温高于东极,被称作印度洋偶极子正位相,反之为印度洋偶极子负位相。印度洋偶极子会对印度洋周边国家的气候产生重大影响,图为印度洋偶极子负位相示意图。据此完成小题。
C
2.印度洋偶极子正位相时( )
A. 索马里半岛洪涝频发 B. 斯里兰卡岛屿被淹
C. 澳大利亚暴雨成灾 D. 印度尼西亚火山喷发
A
本节主要内容
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01 德雷克海峡海冰变化对气候的影响
在短周期的气候变化中,德雷克海峡中的海冰进退控制气候变化的一个可能模式是:南极半岛海冰增多使西风漂流在德雷克海峡受阻,导致环南极大陆水流速度变慢和南太平洋环流速度变快,部分受阻水流北上,加强秘鲁寒流,使东太平洋表面海水变冷,加强沃克环流及增强赤道太平洋热流与南极环流的热交换,增温的南极环流使南极半岛的海冰减少;南极半岛的海冰减少使德雷克海峡水流通量增加,导致环南极大陆水流速度变快和南太平洋环流速度变慢,使部分本应北上的水流转而进入德雷克海峡,造成秘鲁海流变弱和东太平洋表面海水变暖,减弱沃克环流;结果使堆积在太平洋西部的暖水东流,减弱赤道太平洋热流与南极环流的热交换,降温的南极环流使南极半岛海冰增加。这就是德雷克海峡的海冰变化调控全球气候变化的机制,称之为南极环大陆海冰的气候开关效应。
德雷克海峡海冰变化对气候的影响
当南极洲的温度变冷时,存在很多海冰的德雷克通道处于封闭状态,阻塞环南极大陆的海流,加快南太平洋环流,并从向极方向(即洋流的暖流方向)连接南极洲热输送,从而使南极洲变暖;当南极洲的温度变暖时,存很少海冰的德雷克通道处于开放状态,打通环南极大陆海流,减慢南太平洋环流,并从向极方向隔离南极洲热输送,因而使南极洲变冷。如图所示,非洲海冰开关I,澳大利亚海冰开关II和德雷克海峡开关III控制了环南极大陆海流,并从向极方向隔离或连接向南极洲的热输送,因而增加或减少在非洲、澳大利亚和南美洲西部的海洋寒流流量。因此,南太平洋海温的增加和减少在环南极三个“海冰开关”的控制下不断交替发生,与南太平洋环流速度减慢与增加相对应。
德雷克海峡海冰变化对气候的影响
南极半岛的海冰面积在2月最小,扩大了德雷克海峡海水通道,使南半球西风漂流速度加快,使太平洋外循环加快,内循环减慢,即导致环南极大陆水流速度变快和南太平洋环流速度变慢,部分本应北上的水流转而进入德雷克海峡,减弱秘鲁寒流(东太平洋南美沿海的海温降低),使东太平洋表面海水变暖,减弱沃克环流,使堆积在太平洋西部的暖水东流,有利于厄尔尼诺事件的形成,对应赤道太平洋3月海水最暖,流速降低;南极半岛的海冰面积在9月最大,缩小了德雷克海峡海水通道,使南半球西风漂流速度减慢,增强秘鲁寒流,有利于拉尼娜事件的形成,对应赤道太平洋9月最冷,流速增大,使太平洋外循环减慢,内循环加快。
德雷克海峡海冰变化对气候的影响
海冰减少
海冰增加
西风漂流受阻
通过海峡水量增加
加强
秘鲁寒流
减弱
秘鲁寒流
加强
沃克环流
减弱
沃克环流
01 德雷克海峡海冰变化对气候的影响
科学研究发现,德雷克海峡(图)的海冰对全球气候变化有重要影响,海冰的多少与厄尔尼诺现象存在明显的相关性。据此完成下面小题。
1.海冰的冻结与消融会影响海水盐度。与2~3月相比,每年8~9月威德尔海( )
A.温度较高、盐度较低
B.温度较低、盐度升高
C.温度、盐度均较低
D.温度、盐度均较高
B
热点应用
2.当南极洲及其附近海区温度异常偏低时( )
A.甲乙洋流流量均增大 B.甲乙洋流流量均减少
C.甲洋流流量增大,乙洋流流量减少 D.甲洋流流量减少,乙洋流流量增大
C
科学研究发现,德雷克海峡(图)的海冰对全球气候变化有重要影响,海冰的多少与厄尔尼诺现象存在明显的相关性。据此完成下面小题。
3.德雷克海峡的海冰大幅度减少的年份( )
A.赤道太平洋东侧沿岸地区干旱加剧
B.赤道太平洋东西两侧海区温差减小
C.赤道太平洋西侧沿岸地区降水偏多
D.南太平洋高低纬度间热量交换增强
B
B 3.德雷克海峡的海冰大幅度减少的年份,冰退导致德雷克海峡水流通量增加水位降低,部分本应北上的水流转而进入德雷克海峡,使秘鲁寒流变弱,使东太平洋表面海水变暖,减弱沃克环流,使堆积在太平洋西部的暖水东流,引发厄尔尼诺现象,厄尔尼诺现象发生时,太平洋东部水温异常升高,太平洋西部水温异常降低,因此赤道太平洋东侧沿岸地区降水多,A错;赤道太平洋东西两侧海区温差变小,B正确;赤道太平洋西侧沿岸地区上升气流减弱,降水偏少,C错;由于秘鲁寒流和东澳大利亚亚暖流减弱(东南信风减弱所致),南太平洋高低纬度间热量交换也随之减弱,D错。故选B。
01 德雷克海峡海冰变化对气候的影响
热点应用
南方涛动:是发生在东南太平洋与印度洋及印尼地区之间的反相气压振动。即东南太平洋气压偏高时印度洋及印尼地区气压偏低;反之亦然。
南方涛动
南方涛动指数(SOI):当出现低SOI时,赤道东太平洋海面水温伴随出现异常增暖。由于低SOI与高ENI(厄尔尼诺指数)相互联系,故称为厄尔尼诺—南方涛动事件。
南方涛动指数(SOI):用塔西提岛(148°05'W,17°53'S)或复活节岛(109°30'W,29°00'S)和达尔文(130°59'E,12°20'S)两个观测站的海平面气压之差来表示,等于塔西提岛减去达尔文的海平面气压,即南方涛动指数(SOI)。
南方涛动指数(SOI)为负数,对应厄尔尼诺事件:反之,南方涛动指数(SOI)为正数,则对应拉尼娜事件。
南方涛动是指太平洋中的塔希提岛与澳大利亚达尔文市两地的海平面气压差值异于多年平均值的大气变动现象,其指数(SOI)等于塔西提岛减去达尔文的海平面气压。下图为某年太平洋局部海域表层水温距平等值线分布,图中鱼群为冷水鱼类,易随水温变化而迁徙。据此完成下列各题。
1.图示年份( )A.该海域蒸发减弱
B.东南信风势力增强C.南赤道暖流增强
D.南方涛动指数为负
D
2.SOI是正值的年份,该海域( )A.冷水鱼类南迁 B.海水盐度降低 C.降水异常增多 D.渔获数量增多
D
(2023·北京卷)暴雨引发的洪水携带泥沙进入湖泊后,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事件频次正相关。推算的厄尔尼诺事件频次如图所示。读图完成下面小题。
1. 由图可知( )A. 距今1200年左右该地气候较稳定
B. 距今3500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
C
1.C 读图可知,距今1200年左右厄尔尼诺事件频次高,气候不稳定,A错误;距今3500年厄尔尼诺事件频次低,说明暴雨出现频率低,河流侵蚀作用弱,B错误;湖泊中砂质纹层出现频次与厄尔尼诺事件频次正相关,而砂质纹层是暴雨引发的洪水沉积形成的,因此是厄尔尼诺事件导致该地暴雨频发,C正确;全球气温下降与厄尔尼诺现象无明显相关性,D错误。故选C。
(2023·北京卷)暴雨引发的洪水携带泥沙进入湖泊后,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事件频次正相关。推算的厄尔尼诺事件频次如图所示。读图完成下面小题。
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
D
2.D 厄尔尼诺现象是指东太平洋海水每隔数年就会异常升温的现象。厄尔尼诺现象发生时,沃克环流减弱,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,气候由温润多雨转变为干燥少雨,带来旱灾或森林大火。该地受厄尔尼诺影响,暴雨增多,应位于东太平洋沿岸地区。厄尔尼诺现象主要影响太平洋沿岸地区,AB错误;亚欧大陆东部位于太平洋西岸地区,C错误;南美洲西部位于太平洋东岸地区,因此该地最可能位于南美洲西部,D正确。故选D。
(2021·广东地理)阅读图文资料,完成下列要求。从冰架分离后漂浮在海上的冰山被形象地称为冰筏。罗斯海拥有世界上面积最大的冰架——罗斯冰架,是南极大陆周边冰山输出最强的海区,洋流环境复杂。随着全球变暖,近年来罗斯冰架崩离消融明显。模拟结果表明,若变暖进一步增强,南极地区的降水会更多地以降雨的形式出现。下图示意罗斯海所在区域的地理环境。
(1)简述罗斯环流形成的主要影响因素。
西风漂流(盛行西风)和陆坡流(极地东风)共同影响;广阔洋面,海陆轮廓的影响;地转偏向力影响。
(2)分析从罗斯冰架分离入海后的冰筏漂移的动力机制。
冰架区表面辐射冷却剧烈,产生向海气压梯度力;叠加因地形高差引起的空气重力下沉运动,加强风速,将冰筏带向外海;气压梯度力和地转偏向力共同影响形成的极地东风(陆坡流),带动冰筏漂移。
(3)更多以降雨形式出现的降水会加速南极海冰融化,对其原因给出合理解释。
雨水温度较高,加剧海冰融化;雨水对冰雪的冲刷加剧,下垫面反射率降低,冰面温度增加;海冰融化,海水面积增加,海水吸收太阳辐射增加。
Lavf57.83.100
Lavf58.30.100
$$