内容正文:
第三节 海—气相互作用
素养目标
1.区域认知:结合实例了解海—气之间水热交换的原理、过程以及影响因素。
2.综合思维:通过读图和材料等,综合分析厄尔尼诺、拉尼娜现象可能对全球天气和气候产生的影响。
3.地理实践力:结合具体实例理解厄尔尼诺、拉尼娜现象对我国天气的影响。
4.人地协调观:通过理解海—气之间水热交换的原理、过程,树立整体性思想和人地协调发展的观点。
一、海—气相互作用与全球水热平衡
1.海—气相互作用:
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。
2.海—气水热交换:
相互作用
具体表现
水分交换
海洋对
大气
海洋通过蒸发作用,向大气提供__水汽__
大气对
海洋
大气中的水汽在适当条件下凝结,并以__降水__的形式返回海洋
热量交换
大气对
海洋
海洋吸收到达地表太阳辐射的大部分,并将__热量__储存在海洋表层
海洋对
大气
通过__潜热__、长波辐射等方式把储存的太阳辐射能输送给大气,为大气运动提供能量,驱使大气运动
3.海—气相互作用的影响:
通过大气环流与__大洋环流__,驱使水分和热量在不同地区传输,维持地球上水分和__热量__的平衡。
【问题】
就年平均而言,赤道及热带区域海面是热量盈余区,但是赤道地区并没有越来越热,为什么呢?
【答案】 通过大气环流与大洋环流在赤道与高纬度地区之间进行着热量的传递,因此赤道没有越来越热。
二、厄尔尼诺和拉尼娜现象
1.厄尔尼诺现象:
(1)定义:有些年份,赤道附近太平洋中东部表层海水温度异常__升高__,这种现象被称为厄尔尼诺现象。
(2)影响:
地区
影响
赤道附近的
太平洋东部
下沉气流减弱或消失,甚至出现__上升__气流,气候由原来的干燥少雨变为多雨,引发__洪涝__灾害
赤道附近的
太平洋西部
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
2.拉尼娜现象:
(1)定义:赤道附近中东太平洋海面温度异常__降低__的现象。
(2)影响:拉尼娜现象发生后,赤道附近太平洋东西部的温度__差异增大__,同样会引起气候异常。
[判断] 判断下列说法的正(打“√”)误(打“×”)。
①赤道附近太平洋中东部表层海水温度异常升高会导致秘鲁降水增多。( )
②赤道附近中东太平洋海面温度异常降低的现象为拉尼娜现象。( )
③拉尼娜现象发生后对全球气候会产生影响。( )
【答案】 ①√ ②√ ③√
探究一 海—气相互作用
2023年12月1日,中国气象局举行2023年12月新闻发布会。国家气象中心副主任介绍了目前的厄尔尼诺事件的最新监测。监测显示,目前赤道中东太平洋已经形成一次厄尔尼诺事件。预计此次厄尔尼诺事件的峰值期在2023年11月至2024年1月,峰值强度在1.5°C至2°C之间,强度为中等,类型为东部型,并会持续到2024年春季。下图是厄尔尼诺现象与拉尼娜现象示意图。
[探究] (1)分析厄尔尼诺现象和拉尼娜现象成因的差异。
(2)分析厄尔尼诺现象和拉尼娜现象产生的原因。
[提示] (1)两种现象发生的位置大体一致,厄尔尼诺现象是赤道太平洋中东部表层海水异常增温,而拉尼娜现象是该地区表层海水异常降温。
(2)这两种现象实际上是大气环流异常导致的。当东南信风减弱时,发生厄尔尼诺现象;当东南信风增强时,发生拉尼娜现象。
1.海—气相互作用与水热交换
(1)海洋与大气之间进行水热交换的形式
海-气
相互作用
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
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。
(2)影响海—气之间水热交换的因素
(3)海洋对大气温度的调节作用
2.海—气相互作用与水热平衡
【特别提示】 中低纬度太平洋东、西岸海区输入大气的热量差异,主要受洋流因素和大气环流的影响。太平洋东岸海区受寒流及三圈环流影响,西岸海区受暖流及季风环流影响。中高纬度亦同理。
(1)海—气相互作用与水平衡
地球各纬度带的水平衡(降水量减去蒸发量)
①海洋上中低纬度大部分地区平均降水量远远小于蒸发量,呈现负值;高纬度地区蒸发微弱,呈现正值。
②陆地各纬度带平均降水量皆大于蒸发量,呈现正值。低纬度地区尤其显著。
(2)海—气相互作用与热量平衡
下图为某科学考察队路线示意图。读图,完成(1)~(2)题。
(1)若船只出发时,A处是1月,经过6个月后到达B处,此时C处可能发生的现象是( )
A.海水向大气补充热量
B.大气向海洋补充热量
C.大气和海洋未发生任何联系
D.此时C处为春季,海洋无法向大气补充热量
(2)图中①和②处相比,海—气相互作用更活跃的是( )
A.①处 B.②处
C.①②处相等 D.无法判断
【解析】 第(1)题,出发时,A处是1月,南半球为冬季,北半球为夏季(C处),6个月后,C处是冬季,此时海洋温度高,海水向大气补充热量。故选A。第(2)题,②处为赤道海域,海水获得的热量较多,海水温度更高;①处为南半球副热带海区,寒流流经处,海水温度较②处低,热交换②处更活跃。故选B。
【答案】 (1)A (2)B
探究二 厄尔尼诺和拉尼娜
材料一 下图为2010年9月热带太平洋海洋表层温度距平图。(海洋表层温度距平,是指海洋表层温度与常年总平均温度的差值。)
材料二 2011年1月5日澳大利亚东北部的昆士兰州地区最近两周内暴雨不断,遭遇50年来罕见的洪灾,形成了一个比德、法两国面积总和还大的“内海”。
[探究] (1)说出赤道太平洋海域水温的变化状况,并说明该变化对太平洋东部海气水热交换的影响。
(2)从自然环境角度分析澳大利亚昆士兰州降水异常的原因。
[提示] (1)中东部水温较常年均温偏低(0.5~1.5 ℃);西部水温较常年均温偏高(0~2 ℃)。
影响:(由于水温偏低,蒸发减弱)海洋向大气输送的热量与水汽都减少;(上升气流减弱,大气降水减少)大气向海洋输送的水量减少,海气水热交换减弱。
(2)澳大利亚东部和北部沿海海域水温升高,上升气流增强,水汽丰富;东南信风势力增强,向陆地输送水汽增多;东部海域暖流势力增强,增温增湿。
1.沃克环流
(1)成因:
(2)图示:
2.厄尔尼诺现象
(1)成因:东南信风减弱时,赤道逆流增强,暖海水输送到东太平洋, 南美洲西岸的寒流被暖流取代,而形成厄尔尼诺现象。
(2)影响:
①大洋东岸:海水温度上升,大气对流活动增强,降水增多,洪涝成灾。
②大洋西岸:海水温度下降,大气对流活动减弱,降水减少,旱灾严重,甚至发生火灾。
③对秘鲁寒流和秘鲁渔场的影响:秘鲁寒流补偿上升流减弱,使带到海面的营养物质大量减少,鱼类因缺乏饵料而大量死亡,秘鲁沿岸捕鱼量减少。大量死鱼又造成以鱼为食的鸟类大量死亡,从而使南美的重要农业肥料——鸟粪急剧减少,影响农业收成。
④对我国气候造成影响:台风减少;我国北方夏季易发生高温、干旱(厄尔尼诺现象当年,我国夏季风较弱,雨带偏南,北方地区夏季易出现干旱、高温);次年,南方易发生低温、洪涝,我国北方地区容易出现暖冬。
3.拉尼娜现象
(1)影响:赤道附近太平洋东西部的温度差异增大,沃克环流增强, 同样会引起气候异常和水旱灾害。
(2)与厄尔尼诺的关联性:拉尼娜现象一般出现在厄尔尼诺现象之后。厄尔尼诺出现周期大约2~7年,拉尼娜出现周期约7年,近年来周期缩短。
4.厄尔尼诺和拉尼娜现象的区别
厄尔尼诺和拉尼娜现象是赤道中、东太平洋海水温度冷暖异常的表现,这种海水温度的冷暖变化过程构成一种循环,当这两种现象发生时,太平洋东、西岸的气温和降水都发生明显变化。读下图回答(1)~(2)题。
(1)在厄尔尼诺年,下列现象可能发生的是( )
A.秘鲁沿岸更加干旱
B.秘鲁渔场渔获量增加
C.澳大利亚东部发生洪灾
D.印度尼西亚热带雨林地区易发生火灾
(2)从图中可以看出( )
A.正常年份太平洋东部海区气温较高
B.厄尔尼诺年太平洋西部海区上升气流偏弱
C.正常年份澳大利亚东海岸气温较低
D.拉尼娜年南美洲西部海域温度异常升高
【解析】 第(1)题,图中显示,厄尔尼诺年太平洋东岸海水温度偏高,容易成云致雨,降水比正常年份偏多,秘鲁沿岸位于太平洋东岸,因此秘鲁沿岸不可能更加干旱,A错误;图中显示,厄尔尼诺年太平洋东岸海水下沉,破坏了因上升流形成的秘鲁渔场,因此秘鲁渔场渔获量减小,B错误;厄尔尼诺年太平洋西岸上升气流较弱,降水偏少,因此位于太平洋西岸的澳大利亚东部发生洪灾的可能性变小,C错误;厄尔尼诺年太平洋西岸上升气流较弱,降水偏少,气候变得相对干燥,因此位于太平洋西岸的印度尼西亚热带雨林地区易发生火灾,D正确。第(2)题,正常年份,太平洋东部海区有来自较高纬度的寒流汇集,一般气温较低,A错误;厄尔尼诺年太平洋西部海区气流上升偏弱,B正确;正常年份澳大利亚东海岸受暖流影响,气温较高,C错误;图中显示,拉尼娜年东风加强,赤道暖流加强,南美洲西部海域的上升(寒)流增强,因此温度会异常偏低,D错误。
【答案】 (1)D (2)B
读“大西洋热量收入与支出的差值随纬度变化示意图”(下图),完成1~2题。
1.图中大西洋热量收入与支出差值最大的纬度带是( )
A.0°~20°N B.0°~20°S
C.40°S~50°S D.40°N~60°N
2.该纬度带收入与支出差值最大的原因是( )
A.纬度低,得到的太阳辐射能量多
B.纬度高,得到的太阳辐射能量少
C.寒流的作用明显
D.暖流的作用明显
1.D 2.D 第1题,从图中可以看出,40°N~60°N处大西洋热量收入和支出的差值最大,D正确。第2题,大西洋40°N~60°N处热量收入(太阳辐射)远小于支出(海水蒸发),主要是由于受北大西洋暖流的影响,本地区水温较高,蒸发较强,故选D。
厄尔尼诺现象指南美洲西海岸(秘鲁和厄瓜多尔附近)向西延伸,经赤道东太平洋至日期变更线附近的海面温度异常增高的现象。正常年份,此区域盛行东南信风。可是每隔数年,东南信风减弱,导致赤道东太平洋海面水温升高,出现厄尔尼诺现象。结合材料完成3~4题。
3.厄尔尼诺年会使秘鲁渔业受损,下图为“厄尔尼诺年秘鲁渔场的关联图”,判断方框Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ相应内容的排序,正确的是( )
①鱼类和海鸟大量死亡 ②上升流减弱 ③浮游生物减少 ④营养盐类减少
A.①③②④ B.②④③①
C.①④②③ D.①④③②
4.下列地理现象,可能与厄尔尼诺有关的是( )
①澳大利亚东岸干旱 ②秘鲁沿岸荒漠地带暴雨成灾 ③印度尼西亚森林大火 ④2008年我国南方雪灾
A.①②③ B.②③④
C.①②④ D.①③④
3.B 4.A 第3题,厄尔尼诺年,秘鲁沿岸由于东南信风减弱,使得上升流减弱,营养盐类上涌减少,导致浮游生物减少,鱼类和海鸟大量死亡。第4题,在厄尔尼诺年,太平洋西岸由于上升气流减弱,澳大利亚、印度尼西亚等地出现干旱甚至森林火灾;太平洋东岸秘鲁沿岸荒漠地带暴雨成灾、洪水泛滥。2008年我国南方雪灾与拉尼娜现象有关。
5.读图,完成下列问题。
(1)补绘图上赤道附近洋面上空的大气环流箭头,以表示正确的环流方向。
(2)在大洋东部,如果赤道附近海水异常增温,温暖海水沿大洋东岸向南流,并迫使原寒流位置向西偏移,那么,图示大气环流强弱及赤道附近大洋两岸的降水量将如何变化?为什么?
【解析】 第(1)题,从图示地区及信息可知,图示左侧下垫面的温度比右侧下垫面的温度高,左侧气流上升,右侧气流下沉,在该区域形成一个顺时针的热力环流。第(2)题,如果赤道附近海水异常增温,温暖海水沿大洋东岸向南流(出现厄尔尼诺现象),并迫使原寒流位置向西偏移。大洋东岸原来受寒流及下沉气流的影响,降水少(一般年降水量在25~125 mm),气候干燥;而变化后,受暖流影响且下沉气流的势力减弱,降水明显增多(一般年降水量在360 mm左右)。大洋西岸原来受暖流和上升气流的影响,降水多;而变化后受暖流影响,但上升气流的势力减弱,降水明显减少。从图示大气环流的势力看,势力要减弱,原因是东西两侧下垫面的温差减小,上升气流与下沉气流的势力都减弱,整个环流的势力也随之减弱。
【答案】 (1)画图略(顺时针方向的箭头)。
(2)变化:大气环流的势力要减弱。原因:东西两侧下垫面的温差减小。东侧下垫面的气温比变化前升高,下沉气流势力减弱;西侧上升气流的势力要减弱。大洋西岸降水明显减少,因为这里的上升气流减弱,对流雨减少;大洋东岸的降水会明显增多,是沿岸受暖流作用及下沉气流的势力减弱造成的。
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