内容正文:
第二节 海水的性质、海水的运动与海-气相互作用
一、海水的性质及其对人类活动的影响
1.海水性质:主要包括盐度、温度和密度,其宏观分布特征是:
表层沿纬向呈带状分布,即东西方向变化小,南北方向变化大;垂直方向呈层状分布,且随深度增加水平方向的差异逐渐缩小。
2.海水盐度:
(1)影响因素:降水量、蒸发量、径流注入量。
(2)分布规律:表层盐度从赤道向两极呈马鞍形分布。世界海水平均盐度35‰,红海盐度最高,波罗的海盐度最低。
3.海水温度:
时空角度
温度特征
水平方向
从低纬向高纬降低
南北半球差异
北半球等温线不规则,南半球等温线近似平行于纬线
等温线疏密
寒暖流交汇处,等温线密集
时间变化
一年中夏季高于冬季,一天中14-16时温度最高
4.海水密度:
(1)影响因素:温度、盐度和压力三个因素。
(2)分布规律:表层密度从赤道向两极增大。
5.海水性质对人类活动的影响:
(1)盐度:海水制盐、海水淡化。
(2)温度:影响气象、航海、捕捞业。
(3)密度:直接影响深海探测船和潜艇。
二、海水运动及其对人类活动的影响
1.波浪和潮汐及其对人类活动的影响:
运动
成因
影响
波浪
大多数由风引起,海啸是由海底地震、火山爆发引起的巨浪
开展体育项目、发电等
潮汐
天体引潮力导致的海水周期性涨落现象
海港工程、航运、污染治理、潮汐发电等
2.洋流及其对人类活动的影响:
(1)概念:指海水沿着一定方向有规律地大规模流动。
(2)按水温分类。
暖流
洋流水温比所经海区的水温高
寒流
洋流水温比所经海区的水温低
(3)影响:洋流会对沿岸气候、海洋生物、海洋航行、污染物扩散造成影响。
三、海-气相互作用及其影响
1.概念:海洋与大气边界上的动量、热量、物质的交换,以及这些交换对大气、海洋各种特性的影响,被称为海-气相互作用。
2.海-气间的物质交换:
(1)水分交换。
①蒸发使海水浓缩→使海水温度降低、盐度增加→密度增加。
②降水使海水稀释→使海水温度升高、盐度降低→密度降低。
(2)气体交换:海水可以吸收二氧化碳,海洋中的藻类也可以通过光合作用消耗二氧化碳。
(3)固体交换:陆源物质、火山物质进入海洋→形成海洋沉积物。海水泡沫中的盐类会随风进入大气。
3.对全球水热平衡的影响:
(1)海-气相互作用参与水循环,有助于全球水量平衡。
(2)海-气相互作用所形成的大气环流和大洋环流维持了全球热量平衡。
四、厄尔尼诺和拉尼娜现象
1.厄尔尼诺现象:
(1)产生。
(2)影响。
①对温度的影响:赤道附近太平洋地区东、西部海面温度差异减小。
②对降水的影响。
区域
气候变化
引发灾害
赤道东太平洋地区
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
赤道西太平洋地区
上升气流减弱或消失,干燥少雨
旱灾或森林大火
③厄尔尼诺现象还与更大范围的气候异常现象呈现一定的相关性。
2.拉尼娜现象:
(1)概念:赤道东太平洋表层海水温度异常下降的现象。
(2)产生影响:赤道附近太平洋地区东、西部的温度差异增大,引起气候异常,与厄尔尼诺现象大致相反。
【探索应用】
正常年份,为何低纬太平洋海水温度西高东低?
提示:沿低纬海域由东向西吹的信风使赤道附近的暖水积蓄在太平洋西侧,太平洋东侧下层冷海水涌升到海表面,使表层水温降低。
基础考点1 海水性质及其影响因素
【研析考题】
每年春季和初夏都会有近千座冰山漂至纽芬兰岛东北海岸,这里被称为“冰山胡同”。读北大西洋中高纬度洋面年平均水温图,完成(1)(2)题。
(1)关于图示区域海水水温分布特点的说法正确的是 ( )
A.同纬度水温西高东低
B.随纬度增加水温升高
C.西部水温温差大,东部水温温差小
D.由南向北递减变化均匀
(2)影响图示区域海水水温分布的主要因素是 ( )
A.纬度、光照
B.海拔、地形
C.纬度、洋流
D.海陆位置、盛行风
【解析】(1)选C,(2)选C。第(1)题,根据北大西洋中高纬度洋面年平均水温图可知西部较东部密集,因此西部温差大,东部温差小。第(2)题,影响图示区域海水水温分布的主要因素是纬度和洋流。
【关联知识】
关联1 海水温度的时空变化及原因
时空变化
变化规律
原因
随时间变化
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
随空间变化
沿南北方向
从低纬向高纬递减
太阳辐射能从低纬向高纬递减
沿东西方向
暖流经过的海区温度偏高,寒流经过的海区温度偏低
同一纬度,暖流水温高于寒流水温
沿垂直方向
海水温度随深度的增加而变化,但1 000米以下的深层海水温度变化幅度较小
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
关联2 影响海水盐度的因素
因素
表现
降水量与蒸发量
降水量大于蒸发量,盐度较低;
降水量小于蒸发量,盐度较高
入海径流
沿岸地区有大量淡水注入的海区,盐度偏低
大洋边缘盐度往往比中心低
洋流
暖流经过海区,盐度升高;寒流经过海区,盐度较低
结冰与融冰
结冰——盐度升高;融冰——盐度降低
海陆轮廓
①封闭的海域,受陆地影响大,盐度特别高或特别低;②开放的海域,受陆地影响小
【对点训练】
海水温差能发电是指将海水温差能转换成电能的水力发电方式。其发电原理是利用海洋表层的温海水直接作为工质,或作为热源对循环工质加热,工质汽化后驱动汽轮机发电。用水管抽取深水区的低温海水将做功后的工质气体冷却使之重新变为液体。结合相关知识完成1、2题。
1.仅从海水温差角度考虑,最适宜建海水温差能发电站的是 ( )
A.海南三沙市 B.浙江舟山市
C.山东青岛市 D.辽宁大连市
2.除了获取电能,海水温差能发电装置还能获得稳定数量的 ( )
A.海沙 B.淡水 C.海鱼 D.海藻
【解析】1选A,2选B。第1题,由题意可知,海水温差能发电利用海洋表层温海水作为热源,所以表层海水温度越高,海水温差能越丰富。选项中四地,海南省三沙市纬度最低,表层海水温度最高。第2题,由材料可知,发电过程中,用水管抽取深水区的水,并没有海沙、海藻、海鱼参与发电过程,即使有,也是少量的、不稳定的。当使用海洋表层温海水作为工质时,海水汽化后液化,这一过程可获得稳定数量的淡水。
海水密度是指单位体积的海水质量,其大小取决于盐度、水温和压力。读海水温度、盐度、密度随纬度变化图,完成3、4题。
3.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
4.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加
C.海水最大密度出现在低纬地区的海面
D.海水密度与海水运动无关
【解析】3选C,4选B。第3题,图中纵坐标表示纬度,依据海水盐度副热带海区最高、依次向南北两侧递减可知②表示盐度;依据海水温度由低纬度向高纬度递减可知①表示温度;③表示密度;可读出赤道附近表层海水温度高、盐度较低、密度小。第4题,根据上题的结论,从图中可看出表层海水密度的分布规律是从赤道向两极递增;海水密度由低纬度向高纬度递增,说明密度与温度呈负相关,海水由表层到深层温度降低,可推测海水密度的垂直分布规律是从表层向深层逐渐增加;海水最大密度出现在高纬地区的海面;海水密度受海水运动的影响。
基础考点2 海—气相互作用
【研析考题】
通过海面的热收支方式主要有辐射、蒸发和传导。下图示意世界大洋海面年平均热收支随纬度的变化。图中表示海面热量总收支差额、辐射收支差额、蒸发耗热量、海-气热传导差额的曲线,依次是 ( )
A.Q4、Q1、Q3、Q2 B.Q3、Q4、Q2、Q1
C.Q3、Q1、Q2、Q4 D.Q2、Q3、Q1、Q4
【解析】选C。因海面热量总收支差额自低纬度向高纬度递减,可知Q3表示海面热量总收支差额;因南北纬30°附近海区,受副热带高气压的影响,晴朗天气多,蒸发旺盛,蒸发耗热量多,Q2表示蒸发耗热量曲线;辐射收支差额是海水的主要热源,数值应该较大,应为Q1。
【关联知识】
关联 海洋与大气之间进行水热交换
(1)主要形式。
项目
水的交换方式
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
(2)影响因素。
(3)海洋对大气温度的调节作用。
【对点训练】
(2024·天津咸水沽模拟)依据《厄尔尼诺/拉尼娜事件判别方法》国家标准,当关键区(西经120°至西经170°、南北纬5°之间的区域)海表温度连续3个月高于/低于常年0.5℃时,即进入厄尔尼诺/拉尼娜状态。如图为2018年1月—2021年12月关键区海表温度距平图。据此完成1、2题。
1.据图可知 ( )
A.2018年以拉尼娜状态为主
B.2019年以厄尔尼诺状态为主
C.2020年厄尔尼诺状态最典型
D.5—9月多出现拉尼娜状态
2.2021年初,赤道附近 ( )
①中东太平洋下沉气流增强
②中东太平洋低纬信风增强
③印度尼西亚可能发生旱灾
④秘鲁西部沿海上升流减弱
A.①② B.①③ C.②④ D.③④
【解析】1选B,2选A。第1题,依据《厄尔尼诺/拉尼娜事件判别方法》国家标准,当关键区(西经120°至西经170°、南北纬5°之间的区域)海表温度连续3个月高于/低于常年0.5℃时,即进入厄尔尼诺/拉尼娜状态。读图,2018年关键区海表温度连续3个月高于常年0.5℃,以厄尔尼诺为主,A错误。2019年关键区海表温度连续3个月高于常年0.5℃,以厄尔尼诺为主,B正确。2020年关键区海表温度连续3个月低于常年0.5℃,以拉尼娜为主,C错误。除2020年外其余年份5-9月没有进入拉尼娜状态,D错误。第2题,2021年初,关键区海表温度连续3个月低于常年0.5℃,以拉尼娜为主,太平洋中东部海水异常变冷,下沉气流增强,①正确。东南信风将表面被太阳晒热的海水吹向太平洋西部,低纬信风增强,②正确。拉尼娜现象出现时,我国易出现冷冬热夏,登陆我国的热带气旋个数比常年多,出现“南旱北涝”现象,印度尼西亚、澳大利亚东部、巴西东北部等地降雨偏多,③错误。秘鲁西部沿海上升流增强,④错误。
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