内容正文:
第26讲 海—气相互作用及其影响
课标要求
依标看考
依考定教
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。
(2024·浙江1月卷·T24~25)运用北半球夏季大气潜热释放对局地气温变化的贡献图(如图),分析海—气相互作用对全球水热平衡的影响。
①运用某海域相关资料图示,分析海—气相互作用对全球水热平衡的影响。
②结合具体地理现象,解释厄尔尼诺、拉尼娜现象对全球气候和人类活动的影响。
———[真题探源·扣教材]———
(2023·北京卷)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事件频次呈正相关。推算的厄尔尼诺事件频次如图所示。读图,完成1~2题。
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
1.C 2.D 解析:第1题,读图可知,距今1 200年左右厄尔尼诺事件频次高,气候不稳定,A错误;距今3 500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呈正相关,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。第2题,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,A、B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。
(1)探源教材:选择性必修1教材P108
有些年份,信风明显减弱,从太平洋东侧输送到西侧的暖水明显减少,北上补充的秘鲁寒流同时减少,导致赤道中、东部太平洋海域表层海水温度较正常年份偏高,这样就形成了厄尔尼诺现象。
(2)教考连线
【教】运用教材厄尔尼诺现象的影响⇨【考】分析某地湖泊中砂质纹层出现频次与厄尔尼诺事件频次的关系。
———[情境命题·挖教材]———
阅读选择性必修1教材P106“活动:观察分析墨西哥湾暖流的影响”,挖掘教材情境,完成下面问题。
随着全球气候变暖,墨西哥湾暖流势力呈减弱趋势。从气候和海洋环境角度,说明墨西哥湾暖流减弱产生的不利影响。
答案:墨西哥湾暖流减弱会对气候和海洋环境产生不利影响。从气候角度看,欧洲西部和北欧地区的气候可能会变得寒冷干燥,影响农业生产和居民生活。同时,大西洋沿岸地区降水可能会减少,导致水资源短缺和生态环境问题。从海洋环境角度看,暖流减弱会导致海水温度下降,影响海洋生物的生长和繁殖,进而对渔业资源产生影响。此外,海水温度下降还可能引起海洋环流的变化,对全球气候和海洋生态系统产生深远影响。在密西西比河口地区,由于暖流减弱,海水温度降低,可能会导致河流流量减少,进而影响河口地区的生态环境和经济发展。
一、海—气相互作用
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。
2.海—气间的物质交换
(1)液态的物质交换:蒸发和降水是海—气间水分交换的重要方式,影响海水的温度和盐度,进而影响海水的密度。
(2)气态的物质交换:对气候影响最大的是二氧化碳的交换。海洋对于大气中的二氧化碳浓度具有重要的调节作用,可减缓大气中二氧化碳增加的速率。
(3)固态物质的交换:陆源物质、火山物质等通过大气进入海洋;海洋中的固体物质也会进入大气。
3.海—气间的能量交换
(1)海洋是大气的主要热源:海洋有比较大的净辐射收入,主要通过向大气输送热量来影响大气运动。
(2)大气给海洋提供动力:大气主要以风的形式向海洋输送动能,引起海洋热量的重新分配。
二、海—气相互作用对全球水热平衡的影响
1.对水量平衡的影响:海—气相互作用参与的水循环,有助于全球的水量平衡。
2.对热量平衡的影响:利用大气环流和大洋环流将热量从低纬地区源源不断输送到高纬地区,维持了全球的热量平衡。
三、厄尔尼诺、拉尼娜现象及其影响
1.厄尔尼诺现象及其影响
(1)概念: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的现象。
(2)影响
2.拉尼娜现象及其影响
(1)概念:指赤道东太平洋表层海水温度异常下降的现象。
(2)影响
考向(一) 探究海—气相互作用
(2024·浙江1月卷)海—气间通过潜热(海水蒸发吸收的热量或水汽凝结释放的热量)、长波辐射等方式进行热量交换,并通过大气环流和大洋环流调节不同纬度间的水热状况。下图为北半球夏季大气潜热释放对局地气温变化的贡献。据此完成(1)~(2)题。
注:垂直方向为非等高比例
(1)关于大气潜热释放的纬度差异及其主要原因的说法,正确的是( )
A.0°~10°潜热释放高度较高,气流辐散上升强烈
B.30°~40°潜热释放数量较少,信风干燥抑制蒸发
C.50°~60°潜热释放高度较低,锋面气旋抬升受限
D.80°~90°潜热释放数量最少,极地东风摆动较小
(2)在海—气系统内部( )
A.大气降水,将能量直接传递给了海洋表面
B.大气辐射和运动,消耗从海洋获取的热量
C.海面反射太阳辐射,增加了大气潜热释放
D.海面水分蒸发凝结,促使海水产生了运动
(1)C (2)B 解析:第(1)题,图中所示地区位于北半球,0°~10°气流辐合上升强烈,而不是辐散,A错误;30°N~40°N夏季主要受副高影响,不受信风控制,B错误;50°~60°气温较低,锋面气旋抬升受限,因此潜热释放高度较低,C正确;80°N~90°N受极地高压控制,气流下沉,水汽蒸发少,与极地东风摆动较小关系不大,D错误。故选C。第(2)题,大气通过风推动海水运动,将能量直接传递给了海洋表面,降水主要是水分交换,A错误;大气辐射和运动需要能量,会消耗从海洋获取的热量,B正确;海面反射太阳辐射,使海水增温幅度变小,不利于蒸发,减少了大气潜热释放,C错误;海水运动的动力是大气运动,而不是水分蒸发,D错误。故选B。
1.海洋对大气的作用
(1)海洋通过长波辐射和潜热等方式向大气提供能量
(2)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,空气湿度也就越大。
(3)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,影响着全球气温和大气环流过程;海洋中浮游植物通过光合作用,向大气提供了40%的再生氧气。
2.大气对海洋的作用
(1)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。
(2)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、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;大气云层可削弱到达海面的太阳辐射,影响海面增温,进而影响海水的运动。
(3)大气通过降尘向海洋提供营养元素。
海气交换,是调控大气二氧化碳浓度最有效的途径,深层海水又是表层系统最大的碳库。“海洋碳泵理论”是指以生物或生物行为作为动力,将大气中的碳元素传送到海底进而固存的过程。表层和深层海水温差越大,海洋碳泵活动能力越弱。下图为不同海域在海洋碳泵中的不同作用示意图(图中箭头表示海洋碳泵中海水流动方向,曲线箭头表示碳酸钙的沉积作用)。据此完成(1)~(2)题。
(1)下述四个海域,“海洋碳泵”效率最高的是( )
A.北印度洋 B.墨西哥湾
C.中国南海 D.英国北海
(2)“海洋碳泵”理论中,随着空气中二氧化碳浓度升高,则各海域( )
A.水中营养物质短缺,海洋中生物多样性减少
B.海水中二氧化碳浓度升高,促使石灰岩溶解
C.海洋碳泵效率提高,海气相互作用能力减弱
D.各海域的洋流流速减慢,海水密度趋于一致
(1)D (2)B 解析:第(1)题,从图示信息看,图中箭头表示海洋碳泵中海水的流动方向,根据已有知识,低纬度垂直方向海水温差更大,表层海水更难以下沉产生与深层海水的交换,而高纬度海区,表层海水和深层海水温差较小,“海洋碳泵”更容易进行。四个选项中,英国北海位于北大西洋,纬度最高,“海洋碳泵”效率最高,D正确;北印度洋、墨西哥湾、中国南海纬度较英国北海低,“海洋碳泵”效率也较低,A、B、C错误,故选D。第(2)题,气候变暖的原因是空气中二氧化碳浓度升高,空气中二氧化碳浓度升高,海水中溶解的二氧化碳浓度也会升高,会与石灰岩发生化学反应,促进岩石的溶解,B正确;随着气候变暖表层海水温度会更高,更适合海洋生物的生长,海洋生物多样性不会减少,A错误;海洋碳泵与海气相互作用能力相一致,海洋碳泵效率提高,海气相互作用能力也应该提高,C错误;气候变暖对各海域洋流的流速影响不大,D错误。故选B。
考向(二) 分析厄尔尼诺和拉尼娜现象
(2023·河北卷)海水温度分布状况影响大气环流,对天气系统和长期气候变化有着重要影响。下图为某年赤道附近(5°S~5°N)部分海域海表温度距平时间-经度剖面(单位:℃)。据此完成(1)~(2)题。
(1)上图反映该年赤道附近中、东太平洋出现( )
A.厄尔尼诺现象
B.厄尔尼诺现象→拉尼娜现象
C.拉尼娜现象
D.拉尼娜现象→厄尔尼诺现象
(2)赤道附近中、东太平洋此现象发生时,易出现( )
A.西北太平洋副热带高压减弱
B.中国沿海海平面偏高
C.秘鲁沿岸积云对流活动增强
D.菲律宾野火灾害偏多
(1)C (2)B 解析:第(1)题,读图可知,赤道附近太平洋中东部等值线数值为负值,说明赤道附近太平洋中东部海区海水温度较往年异常偏低;赤道附近太平洋西部等值线数值基本为正值,说明赤道附近太平洋西部海区海水温度较往年异常偏高,出现了拉尼娜现象。而厄尔尼诺是赤道附近太平洋中东部海区海水温度异常偏高、赤道附近太平洋西部海区海水温度异常偏低的现象。综上所述,C正确,A、B、D错误。故选C。第(2)题,此现象发生时,赤道附近中东部太平洋海水水温异常偏低,东南信风增强,更多的表层海水由太平洋东部海区流至太平洋西部海区,位于太平洋西部的中国沿海海平面偏高,B正确;赤道附近太平洋西部海区海水温度异常偏高,西北太平洋副热带高压势力增强,A错误;秘鲁寒流势力增强,秘鲁沿岸下沉气流更强,不利于积云对流活动,C错误;太平洋西侧上升气流增强,降水增多,菲律宾野火灾害偏少,D错误。故选B。
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,从而在太平洋上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
项目
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
西岸的澳大利亚以及印尼、菲律宾等地出现严重旱灾,东岸荒漠地带暴雨成灾
赤道中、东太平洋海域,海面气压偏高,降水偏少;在赤道西太平洋海域,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
—
(2025·浙江开学考试)依据相关标准,关键海区的海表距平温度连续3个月高于0.5 ℃时,即进入厄尔尼诺状态,若连续3个月海表距平温度低于-0.5 ℃时,即进入拉尼娜状态。下图示意2019年1月至2024年3月关键海区的海表温度距平数据。完成(1)~(2)题。
(1)下列时间和相应状态对应正确的是( )
A.2019年5月~8月 拉尼娜状态
B.2020年8月~11月 拉尼娜状态
C.2022年9月~12月 厄尔尼诺状态
D.2023年1月~4月 厄尔尼诺状态
(2)推测在2022年( )
A.西北太平洋台风较常年偏多
B.澳大利亚山火概率增加
C.秘鲁沿岸降水量较常年偏多
D.智利地震发生次数增多
(1)B (2)A 解析:第(1)题,根据图示信息可知,2019年5月~8月海表温度距平为0左右,没有出现拉尼娜状态,A错误;2020年8月~11月海表温度距平低于-0.5 ℃,进入拉尼娜状态,B正确;2022年9月~12月海表温度距平低于-0.5 ℃,进入拉尼娜状态,C错误;2023年1月~4月海表温度距平为负值,没有进入厄尔尼诺状态,D错误。故选B。第(2)题,根据图示信息可知,2022年海表温度距平全年都低于-0.5 ℃,进入拉尼娜状态,赤道暖流向西北太平洋输送的热量增加,我国易出现冷冬热夏的天气状况,由于西北太平洋水温升高,赤道低压加强,副高位置偏北,西北太平洋海域的台风个数比常年偏多,A正确;拉尼娜现象发生时,澳大利亚降水增多,山火概率减少,B错误;拉尼娜现象出现时秘鲁寒流加强,降温减湿作用加强,秘鲁沿岸降水量较常年偏少,C错误;拉尼娜现象对地震发生次数影响较小,D错误。故选A。
[课时作业(二十六)见P492]
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