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第16讲 两极地区和南极科考及全球气候变暖
作者:李牧 湖南省 涟源市第一中学“基于地理核心素养的区域认知能力培养研究”课题组
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地理核心素养与课标解读
1.运用地图和资料,分析并掌握两极地区主要的地理位置及自然地理特征。(区域认知)
2.能够从纬度位置、海陆位置、大气环流、地形地势和海拔等方面分析南极洲寒冷气候的成因。(综合思维、地理实践力)
3.结合材料,探究两极科学考查,分析南极地区气候变化原因,并提出相应的对策和措施。(综合思维)
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(2024·海南选择考)碳汇是从大气中清除CO2,碳源是向大气中排放CO2,碳循环过程中地球系统内储存碳的载体称为碳库。下图为北极地区陆地生态系统(虚线框内)碳循环示意图,该系统在碳循环过程中对气候的反应敏感。据此完成(1)~(3)题。
(1)在北极地区陆地生态系统碳循环中( )
A.生物光合作用对大气起着碳源作用
B.土壤呼吸对大气起着碳汇作用
C.该系统对大气起着净碳汇作用
D.气温升高土壤碳排放减少
(2)据图可知( )
A.陆地生态系统净固碳量为1.73×109 t/a
B.陆地生态系统碳排放量为8.70×109 t/a
C.生物净碳量为13.50×109 t/a
D.土壤碳排放量为2.97×109 t/a
(3)在北极地区陆地生态系统中,土壤碳储量远高于其他碳储量的主要影响因素是( )
A.地形 B.气候 C.生物 D.水文
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【尝试解答】(1)C (2)A (3)B
【破题思路】(1)读图可知,在碳循环过程中,土壤呼吸和生物呼吸释放的二氧化碳大部分通过植物光合作用积累在生物体内,并随生物凋落物进入土壤当中,然后通过河流运输进入海洋,对大气起着净碳汇作用。
(2)陆地生态系统净固碳量=光合作用吸收的二氧化碳-生物、土壤呼吸作用释放的二氧化碳-河流运输的二氧化碳=1.73×109 t/a。
(3)在北极地区陆地生态系统中,土壤碳储量远高于其他碳储量的主要原因是北极纬度高,气温低,植物生长缓慢,有机物积累少,微生物活性弱,有机质(生物凋落物)分解速度慢,养分循环慢,因此主要影响因素是气候。
一.两极地区的地理特征(P优化方案343页)
南极地区 北极地区
位
置 纬度位置 南极圈以南 北极圈以北
海陆位置 以南极洲为主体,被太平
洋、大西洋、印度洋包围 以北冰洋为主体,被亚、
欧、北美三大洲所包围
范围 包括南极洲及其周边的海域 包括北冰洋大部分及其周边
的亚、欧、北美三洲部分
气候 绝大部分为冰原气候;特点:酷寒、干燥、烈风 以苔原气候为主,终年冰封,降水比南极地区多
代表动物 企鹅 北极熊
科学考察站 长城站、中山站、昆仑站、
泰山站 黄河站
考察时间 11月到次年3月 6~8月
自然资源 淡水、煤、铁、石油等 石油、天然气、煤、铁等
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第二级
第三级
第四级
第五级
二.有关南极洲自然方面的几个“最”:
1.地势高,冰盖厚,是平均海拔最高的大洲;
2.大陆冰川分布最广的大洲(淡水资源最为丰富的大洲)。
3.气候酷寒,无论年平均气温或绝对最低气温都是世界
各洲最低值(“世界寒极”)。
4.极昼时期(暖季即当地夏季也是北半球冬季)是到南极
洲进行科学考察的最好季节。
5.世界上最多大风和强风的地区。
三.南极洲气候特征及其成因(P优化方案344页)
南极洲酷寒、干燥、烈风的气候特征是下述因素综合作用形成的,各要素间相互影响、相互联系。
1.纬度高:南极洲地处高纬,加之地表被冰雪覆盖,反射率大,一年之内地面接收太阳光热最少,造成严寒。
2.海拔高:南极洲的高原地形和巨厚冰层,加剧了气候的寒冷,形成酷寒。
3.气压高:酷寒使南极大陆形成了强大的高压中心,从大陆中心向边缘地带经常吹逆时针方向(即从陆地吹向海洋)的强大的极地东风,降水稀少而风力极大,导致气候干燥,多烈风。酷寒使降水以暴雪的形式出现。长久的积雪形成庞大而深厚的大陆冰盖。烈风、暴雪和巨大的冰盖又是南极大陆酷寒的原因。
4.洋流:南纬40°~60°的西风漂流,造成一种特殊的“风壁”。它阻碍了南极地区与低纬地区的热量交换,也是该地区气候酷寒的原因之一。
1.南极洲资源丰富,经济价值高,且这些资源多为日益短缺或缺乏的资源,故意义重大。
2.南极洲保存了原始的自然环境未经人类开发,是地球上惟一没有工业污染的大陆,这
里空气清洁、大气能见高,是一个天然的实验室。
3.科学研究的领域:气象、冰川、地质、海洋、生物等,在这里可以获得任何其他大陆
所得不到的异常宝贵的科学资料。
4.南极条约主要内容规定:南极的利用只限于和平目的。
南极科考-科研宝地
冰上作业
气象观测
收集陨石
南极丰富的资源
固体淡水资源丰富:水资源丰富,地球上90%的冰雪集中在南极,72%的淡水储存在南极。
南极磷虾,它们以藻类为食,体长只有5厘米左右,却是这颗星球上数量最大、繁衍最成功的动物,保守估计总量超过5亿吨。
帝企鹅是唯一在南极大陆生息并繁衍后代的企鹅,它是南极大陆真正的主人。帝企鹅是最能适应寒冷的鸟类。
淡水资源丰富
生物资源丰富
左图从1981年到1999年间的南极上空臭氧层变化图谱(一般每年的9~11月,空洞达到最大面积)。图中,臭氧密度越高的地方,颜色越红;反之,臭氧密度越低的地方,颜色越蓝,表示厚度变薄或有空洞 。
问题一:臭氧层空洞
原因:大量使用制冷设备,排放出大量氯氟烃破坏臭氧所造成。
危害:①到达地面的紫外线增加,危害人体健康;②对生态环境和农林牧渔业造成破坏。
小组合作探究一 南极面临的环境问题
问题二 全球气候变暖的影响
2020年2月6日,位于南极半岛东北端的阿根廷科考站-希望站录得了18.3°C的高温。此温度刷新了南极大陆仪器观测时代的最高气温记录。近几年,南极出现极端高温的天气越来越多。
2020年2月28日,南极乌克兰科考站(韦尔纳茨基)附近出现了成片的粉红色“西瓜雪”的现象。“西瓜雪”是指被南极沿海的极地雪藻所含色素所染成粉红色的雪。极地雪藻的耐寒性极强,在终年积雪的环境中,它们仍能存活。当雪在阳光照射下微有一点融化时,极地雪藻便会立即从梦中醒来,将原本白色的雪地染成鲜红色。
小组合作探究一 南极面临的环境问题(P32页背诵资料)
酷寒:南极地区平均气温在-50℃,最低气温-88.3℃,是地球上最冷的地方,有世界“寒极”之称。
干燥:南极地区年平均降水量为55毫米,低于撒哈拉沙漠。降水量最少的地方不足5毫米,有“白色沙漠”之称。
烈风:南极大陆是世界上的风极,法国迪尔维尔站观测到100米/秒的风速,是12级风的3倍。有“世界风库”之称。
1.分析南极成为全球最冷地区的原因。
①纬度高,获得太阳辐射少。
②海拔高气温低。
③冰雪覆盖,太阳反射作用强。
④风力大,加剧低温。
⑤南极外围的寒流、盛行西风阻挡热交换。
小组合作探究二 南极洲寒冷独特的气候
酷寒:南极地区平均气温在-50℃,最低气温-88.3℃,是地球上最冷的地方,有世界“寒极”之称。
干燥:南极地区年平均降水量为55毫米,低于撒哈拉沙漠。降水量最少的地方不足5毫米,有“白色沙漠”之称。
烈风:南极大陆是世界上的风极,法国迪尔维尔站观测到100米/秒的风速,是12级风的3倍。有“世界风库”之称。
2.南极为什么这么干?
小组合作探究二 南极洲寒冷独特的气候
由于降水以固体形式为主,水汽蒸发升华少,空气中水汽含量很少,所以非常干燥。另外西风漂流环绕,降温减湿。
酷寒:南极地区平均气温在-50℃,最低气温-88.3℃,是地球上最冷的地方,有世界“寒极”之称。
干燥:南极地区年平均降水量为55毫米,低于撒哈拉沙漠。降水量最少的地方不足5毫米,有“白色沙漠”之称。
烈风:南极大陆是世界上的风极,法国迪尔维尔站观测到100米/秒的风速,是12级风的3倍。有“世界风库”之称。
3.南极洲降水如此少,为什么会形成巨厚的冰层?
小组合作探究二 南极洲寒冷独特的气候
由于降水以固体形式为主,气候寒冷,融雪量少,长期积累,形成了厚达2000多米的冰层,成为地球上最大的淡水资源宝库。
酷寒:南极地区平均气温在-50℃,最低气温-88.3℃,是地球上最冷的地方,有世界“寒极”之称。
干燥:南极地区年平均降水量为55毫米,低于撒哈拉沙漠。降水量最少的地方不足5毫米,有“白色沙漠”之称。
烈风:南极大陆是世界上的风极,法国迪尔维尔站观测到100米/秒的风速,是12级风的3倍。有“世界风库”之称。
4.分析南极洲形成“世界风库”的原因。
小组合作探究二 南极洲寒冷独特的气候
冷气流从高原内部向四周扩散(极地东风),冰雪表面摩擦力小形成狂风。
(2025·北京昌平区一模)罗斯海被喻为“最后的海洋”,是南极地区岩石圈、冰冻圈、生物圈、大气圈等典型自然地理单元集中相互作用的区域。位于该海域沿岸的秦岭站(74°56′S,163°42′E)于2024年2月7日正式开站,它是我国面积最大的南极科考站,其形状既像中国结,又像南十字星,是一座5 000多平方米的一体化建筑。下图为我国南极科考站分布图。读图,完成1~2题。
1.我国五个南极科考站( )
A.泰山站位于中山站的西北
B.昆仑站的自转角速度最小
C.长城站最晚进入新的一天
D.均有极昼极夜的地理现象
2.秦岭站( )
①填补了我国在印度洋海区科考的空白
②设计理念融合了自然与中国传统文化
③远离海岸线,有利于避免海冰冲击
④适合开展多学科监测,具有较高科研价值
A.①② B.①④ C.②③ D.②④
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答案:1.C 2.D
解析:第1题,由图可知,泰山站位于中山站的南方,A错误;除极点外,全球自转角速度均为每小时15°,B错误;长城站经度为西经,其他四站经度为东经,地球自西向东自转,越往东,日出越早,故日出最迟的是长城站,C正确;长城站位于南极圈以北,没有极昼极夜现象,D错误。第2题,秦岭站濒临的是太平洋,而不是印度洋,①错误;由材料可知,其设计理念融合了自然与中国传统文化,②正确;秦岭站离海岸线较近,③错误;秦岭站邻近的罗斯海是南极地区岩石圈、冰冻圈、生物圈、大气圈等典型自然地理单元集中相互作用的区域,适合开展多学科监测,具有较高科研价值,④正确。
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