3.2.3 海水的性质：密度-【争鸣学堂】2024-2025学年高一地理上学期同步课件（人教版2019必修第一册）

【导入导学】 【情景材料】 1963年4月10日，美国海军“长尾鲨”号核潜艇在美国东部大陆架边缘做下潜300米的潜水试验时，忽然沉入2300米深的海底；艇上129名船员全部遇难，这是世界上第一艘失事的核潜艇。关于该艇的失事原因有诸多猜测，其中之一认为该艇在水下遭遇了“海中断崖”；第二次世界大战以后，多国海军潜艇都经历过“海中断崖”事件 美国“长尾鲨”—— 海中遇“断崖” (1)你知道“海中断崖”是怎么回事吗? (2)这现象涉及海水的什么理化性质? 【问题】 第二章 地球上的水 第二节 海水的性质 2 【课标要求】 1.理解温度、盐度和密度是海水重要的理化性质。 2.运用图表等资料,说出海水温度、盐度、密度的分布特点及其影响因素。 3.运用图表、实例等资料,说明海水温度、盐度、密度对人类活动的影响。 【教学目标和要求】 运用图表等资料,说明海水性质对人类活动的影响。 【主题探究】——海水的密度 为了保障安全航行，在远洋轮船体上标有几条水平线分别表示该船在不同水域和不同季节所允许的满载时的“吃水深度”，即“吃水线”(轮船在不同时间和水域浮力一定。海水密度越小，船舶吃水越深，反之越浅)，如图所示，其中F表示淡水线，S表示夏季海洋线，W表示冬季海洋线，除此以外船体上还有“北大西洋冬季线”和“印度洋线”。下表示意不同海域的盐度及地理位置特点。 (1)船舶在红海航行时，吃水变浅，说明原因。 (2)与冬季海洋线相比，船舶夏季海洋线普遍较高，试分析其原因。 (3)判断图中1号横线表示的是北大西洋冬季线还是印度洋线，并说明原因。 盐度高，导致海水密度大，浮力大。 海洋 表层平均盐度(%) 中心最高盐度(%) 地理位置特点 北大西洋 3.55 3.82 在靠近北冰洋附近 印度洋 3.48 3.60 在亚洲、大洋洲、非洲、南极洲之间。(大部分地处热带) 同一艘轮船在不同水域、季节航行时受到的浮力不变； 夏季海水温度高，体积膨胀，密度变小，轮船排开海水的体积变大，吃水变深。 印度洋线。原因：印度洋大部分处于热带，水温高，故密度小，吃水深。 三、海水的密度 (一)海水的密度概念： 纯水在4℃时的密度为1克/立方厘米，这个数值是测量其他物质密度的一个标准。 海水中包含各种各样能增加其密度的溶解性物质。 在开阔大洋，海水的平均密度为1.022 ～ 1.030克/立方厘米（取决于其盐度)。所以，海水的密度比纯净水的密度高2% ～ 3%。不像淡水，海水的密度会持续增长，直到它在-1.9℃时结冰（低于4℃的淡水密度实际上是下降的)。然而，在冰点海水与淡水有相似的表现方式:密度显著下降，这就是海冰可以漂浮在海面上的原因。 海水密度是指单位体积海水的质量。用“ρ”表示，单位：kg • m–3。 5 三、海水的密度 (二)影响海水密度的因素： 影响海水密度的因素主要有温度、盐度和深度(压力)。 像地球内部一样，海洋也是根据密度分层的。低密度海水存在于表层，高密度海水存在于底层。除了一些深入内陆的浅海因高蒸发率导致盐度升高外，最高密度的海水存在于海底的最深处。其中,表层海水密度与温度的关系最为密切。一般来说,海水的温度越高,密度越低。 温度、盐度和深度(压力) 1.温度： 海水的温度越低，密度越大，海水的温度越高，密度越小。 2.盐度： 海水的盐度越高，密度越大，海水的盐度越低，密度越小。 3.深度(压力)： 海水的深度越大，密度越大；海水的深度越小，密度越小。 【总结】 ①海水密度与盐度呈正相关 ②海水密度与深度呈正相关 ③海水密度与温度呈负相关 6 【素养提升】——世界大洋海水密度 下图是世界大洋海水密度(单位：kg/m3)随纬度分布图。读图，完成1～2题。 1.关于图中世界大洋海水密度的说法，正确的是(　　) A.赤道附近海区海水密度最高 B.南北纬30°附近海水密度最高 C.赤道地区海水密度垂直差异大 D.两极附近海区海水密度垂直差异大 2.南半球深层海水密度比北半球普遍偏高的原因可能是(　　) ①南极大陆附近冷海水不断下沉，低温海水沿海床向低纬运动　 ②北半球陆地面积大，河流径流量大，对海水有一定的稀释作用　 ③北极地区为海洋，接受低纬输送的热量多，深层水温较高　 ④南半球海洋比北半球海洋深度深，深层海水受到压力大 A.①②③　 B.②③④ C.①③④　 D.①②④ 【素养提升】——世界大洋海水密度 下图是世界大洋海水密度(单位：kg/m3)随纬度分布图。读图，完成1～2题。 1.关于图中世界大洋海水密度的说法，正确的是(　　) A.赤道附近海区海水密度最高 B.南北纬30°附近海水密度最高 C.赤道地区海水密度垂直差异大 D.两极附近海区海水密度垂直差异大 1.A 解析 读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。结合图示赤道地区海水密度线在不同深度较密集，说明海水垂直差异大，A对; 结合图示可看出赤道附近海水密度较低(1023g2cm膝左右)，B错。 结合图示可看出南极附近的海水密度较高，C错; 南极附近海水密度线在固定的区间，说明海水密度垂直差异小，D错;所以选A。 【素养提升】——世界大洋海水密度 下图是世界大洋海水密度(单位：kg/m3)随纬度分布图。读图，完成1～2题。 2.南半球深层海水密度比北半球普遍偏高的原因可能是(　　) ①南极大陆附近冷海水不断下沉，低温海水沿海床向低纬运动　 ②北半球陆地面积大，河流径流量大，对海水有一定的稀释作用　 ③北极地区为海洋，接受低纬输送的热量多，深层水温较高　 ④南半球海洋比北半球海洋深度深，深层海水受到压力大 A.①②③　 B.②③④ C.①③④　 D.①②④ 2.D 解析 一般来说，海洋越深，密度越大。图中的海床深度可推算海洋的深度，南半球的深度并不比北半球深，如图中南纬60°海洋深度比北半球同纬度浅，但南纬60°的密度大于北纬60°，据此可推算D错;故本题选D。 三、海水的密度 (三)海水密度的分布规律 1.水平分布规律： 从水平分布看,大洋表层海水密度随纬度的增高而增大(图3.16大洋表层海水温度、盐度、密度随纬度的变化),同纬度海域的海水密度大致相同。 Ⅰ.赤道海域： 温度高，盐度较低，表层最低。 Ⅱ.极地海域： 海水结冰，盐度较高，表层密度最大。 10 三、海水的密度 (三)海水密度的分布规律 1.水平分布规律： Ⅲ.近海沿岸海区：密度小，海区中央密度大，河口密度最小。 【案例】 在河流入海口，由于盐度低，因而密度较小，但河水携带的泥沙，可使海水密度变大。 11 三、海水的密度 (三)海水密度的分布规律 2.垂直分布规律： 通常情况下,在中低纬度海区,一定深度内海水密度基本均匀,往下(一般至1000米深)海水密度随深度增大而迅速增加,再往下则海水密度随深度的变化很小; 在高纬度海区,海水密度随深度的变化较小。 海水密度随深度的变化因纬度而异。 12 三、海水的密度 (三)海水密度的分布规律 3.时间分布规律： 海水密度冬季最大，夏季最小，春季是降密期，秋季为增密期。 【案例】试分析夏季表层海水密度较低的原因。 ①夏季太阳辐射强，表层水温高，密度低; ②夏季降水多，淡水注入多，对表层海水盐度有稀释作用，表层盐度降低，密度减小。 13 【素养提升】——盐水楔 盐水楔是指在弱潮河口，从上游来的淡水通过河口区泄入海中，而海水则随潮上溯，海水受强大径流反压就易形成界面清晰、形态稳定的楔形水体，其位置有时向陆地扩张有时向海洋退缩。盐水楔活动会对河口水质、水文、泥沙沉积等产生显著影响。我国闽江口会季节性地出现稳定盐水楔现象。下图示意盐水楔剖面。 (2)试分析利于盐水楔向陆地扩张的条件。 季节:夏季(夏秋季节) 原因: 夏季闽江流量大，河水势力较强，反压海水。 (1)指出闽江口易形成稳定盐水楔的季节，并解释原因。 ①河流:河流径流量小(枯水期)， 盐水楔则向陆地方向扩张,盐水楔侵入影响范围增大。 ②潮流: 涨潮时(海平面上升时)，海水涌入河口或潮滩，盐水楔向陆地方向扩张，盐水楔侵入影响范围增大。 ③水下地形:水下地形坡度越小,越利于盐水入侵，盐水楔的范围扩大。 ④风向:向岸风推动海水向陆地运动，利于盐水入侵，盐水楔的范围扩大。 三、海水的密度 (四)海水密度对人类活动的影响 1.海上航行： 在不同密度的海洋上航行，同一艘船的吃水深度不同。密度越大，吃水深度越浅。 海水密度随深度增大而迅速增加的海水层，因浮力较大，有利于潜艇的航行。 F浮=ρ液gV排 【案例】若一搜轮船由红海进入亚丁湾,则吃水深度会发生怎样的变化? 密度变小，吃水深度变深 15 三、海水的密度 (四)海水密度对人类活动的影响 2.军事侦察： (1)在一定深度范围内，海水密度迅速增加，对声波有反射和折射作用。 潜艇在此深度范围以下活动，不易被声波侦测到. 16 三、海水的密度 (四)海水密度对人类活动的影响 2.军事侦察： (2)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 17 【导入导学】 【情景材料】 1963年4月10日，美国海军“长尾鲨”号核潜艇在美国东部大陆架边缘做下潜300米的潜水试验时，忽然沉入2300米深的海底；艇上129名船员全部遇难，这是世界上第一艘失事的核潜艇。关于该艇的失事原因有诸多猜测，其中之一认为该艇在水下遭遇了“海中断崖”；第二次世界大战以后，多国海军潜艇都经历过“海中断崖”事件 美国“长尾鲨”—— 海中遇“断崖” (1)你知道“海中断崖”是怎么回事吗? 海水密度随深度增大而迅速增加的海水层,因浮力较大,有利于潜艇的航行。有时候,该海水层中出现海水密度随深度增大而减小的情况,称为“海中断崖”。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。 【问题】 【课堂拓展】——海水密度跃层 不同区域海水盐分、温度等不同，海水的密度随着深度的增加并不总是呈现均匀分布状态。当海水的密度随深度的增加突然改变时，就会在垂直方向上产生密度跃层。当跃层上部海水密度小于下部海水密度时，海水浮力由上至下急剧加大，上下层之间就会形成一个屏障，潜艇就会有触碰海底的感觉。 虽然人们形象地将这种跃层称为“柔软的液体海底”，但是，如果跃层上部海水密度大于下部海水密度时，就会形成负梯度密度跃变层，海水浮力由上至下急剧减小，潜艇将会急剧掉向海底（即掉深），如果不能及时迅速控制住掉深，潜艇下降到极限深度便会艇毁人亡。 【自学窗】——新加坡：御咸蓄淡 变海湾为水库 新加坡是一个岛屿国家，虽然年平均降水量在2000毫米以上，但由于地域狭小，地势低平，无法在陆地上找到蓄水量较大的蓄水区，淡水资源极度匮乏。 如何把丰沛的雨水收集起来？新加坡人将眼光转向海湾——何不把海湾变成蓄积雨水的水库呢？经过约20年的论证、规划、建设，2008年，新加坡建成滨海堤坝，将滨海湾和外海隔开，防止海水倒灌，形成滨海水库。降雨时，雨水汇入水库，水量过多时，可通过闸门泄洪；这样，水库里的海水逐渐被淡水替换。滨海水库于2010年11月开始稳定地提供饮用水，每年的供水量占全国总用水量的10%。 御咸蓄淡，变海湾为水库，新加坡找到了一条解决淡水资源危机的新方法； 有些面临淡水危机且降水丰沛的岛屿国家也在借鉴新加坡的做法。 “太阳常数”通常被用来表示进入地球大气层顶太阳辐射能量的强度。 20 【素养提升】——御咸蓄淡 新加坡人口约570万（2019年），经济发达，淡水资源严重不足。该国国土面积约724平方千米，岛上地形单调，中间阶段不足15千米。岛上河流最长不足16千米。下图中，a图示意该国全岛及其附近地区，b图为对应的气候资料。 (1)分析新加坡淡水资源严重不足的自然原因。 (2)图c为图a中M水坝的景观。水坝能阻挡海水涌入，并通过其闸门调控河流入海流量。说明建坝后坝内水域水的咸淡变化及其原因。 (3)除建坝御咸蓄淡外，新加坡还可以采取哪些措施缓解淡水资源短缺。 国土面积小; 地势低平; 河流短小，陆地上储存淡水的条件差。 变淡; 拦蓄淡水，阻止海水倒灌; 通过闸门调控蓄水和排水，逐渐使偏成的水换成淡水。 从邻国购买淡水; 海水淡化; 废水(污水)回收利用; 建设海绵城市。 【素养提升】——海洋航行 材料一：2019年10月15日,中国第36次南极科学考察队暨“雪龙2”号从深圳起航,在澳大利亚霍巴特港接受补给后,驶往中山站。2020年4月23日，返回上海国内基地码头，航线路线如图1。材料二：图2为世界海洋表层温度、盐度和密度随纬度分布图。图3为大洋表层降水、蒸发、盐度的分布示意图。 材料三：海水密度大，海水的飘浮能力强。经常出海航行的人都知道，轮船的“吃水”（船体在水面以下的深度）在不同海区不同，这与海水的密度有关。 (1)比较深圳同纬度大洋与赤道地区表层海水盐度高低，并结合图3分析原因。 (2)说明“雪龙2”号自深圳出发至中山站沿线海水温度的变化。 (3)试分析“雪龙2”号选择10月至次年4月进行南极科学考察的原因。 (4)从深圳附近大洋到澳大利亚霍巴特附近大洋，“雪龙2”号沿途吃水深度怎样变化，并说明理由。 【素养提升】——海洋航行 材料一：2019年10月15日,中国第36次南极科学考察队暨“雪龙2”号从深圳起航,在澳大利亚霍巴特港接受补给后,驶往中山站。2020年4月23日，返回上海国内基地码头，航线路线如图1。材料二：图2为世界海洋表层温度、盐度和密度随纬度分布图。图3为大洋表层降水、蒸发、盐度的分布示意图。 材料三：海水密度大，海水的飘浮能力强。经常出海航行的人都知道，轮船的“吃水”（船体在水面以下的深度）在不同海区不同，这与海水的密度有关。 (1)比较深圳同纬度大洋与赤道地区表层海水盐度高低，并结合图3分析原因。 深圳同纬度大洋比赤道地区表层海水盐度高。 (或深圳同纬度大洋表层海水盐度更高，赤道地区表层海水盐度更低)。 原因: ①深圳同纬度大洋位于副热带海域，气候炎热干燥，蒸发量大于降水量，故盐度更高。 ②赤道地区降水丰富，降水量大于蒸发量，故盐度更低。 【素养提升】——海洋航行 材料一：2019年10月15日,中国第36次南极科学考察队暨“雪龙2”号从深圳起航,在澳大利亚霍巴特港接受补给后,驶往中山站。2020年4月23日，返回上海国内基地码头，航线路线如图1。材料二：图2为世界海洋表层温度、盐度和密度随纬度分布图。图3为大洋表层降水、蒸发、盐度的分布示意图。 材料三：海水密度大，海水的飘浮能力强。经常出海航行的人都知道，轮船的“吃水”（船体在水面以下的深度）在不同海区不同，这与海水的密度有关。 (2)说明“雪龙2”号自深圳出发至中山站沿线海水温度的变化。 ①海水温度自深圳沿海向赤道递增; ②随后从赤道地区向中山站递减; ③赤道附近温度最高。 【素养提升】——海洋航行 材料一：2019年10月15日,中国第36次南极科学考察队暨“雪龙2”号从深圳起航,在澳大利亚霍巴特港接受补给后,驶往中山站。2020年4月23日，返回上海国内基地码头，航线路线如图1。材料二：图2为世界海洋表层温度、盐度和密度随纬度分布图。图3为大洋表层降水、蒸发、盐度的分布示意图。 材料三：海水密度大，海水的飘浮能力强。经常出海航行的人都知道，轮船的“吃水”（船体在水面以下的深度）在不同海区不同，这与海水的密度有关。 (3)试分析“雪龙2”号选择10月至次年4月进行南极科学考察的原因。 ①10月至次年4月为南半球夏半年; ②南极地区海水温度高，极冰大量融化; ③白昼时间长，利于科考。 【素养提升】——海洋航行 材料一：2019年10月15日,中国第36次南极科学考察队暨“雪龙2”号从深圳起航,在澳大利亚霍巴特港接受补给后,驶往中山站。2020年4月23日，返回上海国内基地码头，航线路线如图1。材料二：图2为世界海洋表层温度、盐度和密度随纬度分布图。图3为大洋表层降水、蒸发、盐度的分布示意图。 材料三：海水密度大，海水的飘浮能力强。经常出海航行的人都知道，轮船的“吃水”（船体在水面以下的深度）在不同海区不同，这与海水的密度有关。 (4)从深圳附近大洋到澳大利亚霍巴特附近大洋，“雪龙2”号沿途吃水深度怎样变化，并说明理由。 ①因为海水密度大,海水的飘浮能力强，轮船吃水深度小,(或海水密度与吃水深度呈负相关)。 ②从深圳附近大洋到霍巴特附近大洋的海水密度是先降低后升高，故吃水深度增加后减少。 吃水深度先增加后减小。 本节课结束，谢谢！ 27 $$