内容正文:
海水的性质
1
新课导入
美国电影《后天》讲述的是全球气候变化导致的海水温度和盐度的异常,对人类社会造成的毁灭性的灾害故事,你认为这种情况有可能发生吗?
能够运用图表资料,说明海水的盐度、密度的含义,分析影响海水温度、盐度、密度的因素。
能够根据图表资料,归纳海水温度、盐度、密度的分布规律。
结合实例,说明海水性质对人类生产和生活的影响。
学
习
目
标
重点
难点
素养
课标要求
运用图表等资料,说明海水性质对人类活动的影响。
目录
CONTENTS
THE BLUE PLANET
海水的理化性质
5
海水的温度
海水的盐度
海水的密度
海水的温度
地球上陆地和海洋的面积比例
29%
陆地面积
1亿4千多万平方公里,约占地球表面积的29%。
71%
海洋面积
3亿6千多万平方公里,约占地球表面积的71%。
海水的温度、盐度和密度是海水最重要的理化性质。
销售额 第一季度 海洋面积 0.71 0.29
世界海水温度概况
海水温度反映海水的冷热状况,它主要取决于海洋热量的收支情况。
太阳辐射是海洋的主要热量来源;海水蒸发消耗热量,是海洋热量支出的主要渠道。
热量平衡
海水的温度及其变化主要取决于热量平衡,即收入与支出平衡。
太阳辐射
热量收入
热量
支出
海水蒸发
海水温度
0
10
20
30
1
2
3
4
5
6
深度/km
温度/℃
1000m
海水温度:反映海水的冷热状况。
太阳辐射是海水最主要的热源
1000米内海水的温度随深的变化幅度较大。
1000米以下深层海水的温度变化幅度较小。
1、据图描述海水温度的垂向变化特点。
2、深度 1 000 米以上的深层海水,水温随深度的变化不大,经常保持着低温状态。想一想,这是为什么?
水温垂直变化规律
Source:svs.gsfc.nasa.gov
世界海水温度分布规律
8月份世界海洋表层水温分布
探究:世界海洋表层水温的有何分布特点?形成这些特点的主要原因是什么?
1、自赤道向两极逐渐减低;
2、中低纬度海区大洋西岸水温高于大洋东岸,中高纬度海区大洋西岸水温低于大洋东岸。
纬度影响
洋流影响
海洋表层水温自赤道向两极逐渐降低。
中低纬海区大洋西岸水温高于大洋东岸。
中高纬海区大洋西岸水温低于大洋东岸。
递减
递减
高
低
低
高
为何南北半球的海洋表层温度随纬度变化的幅度不同?
比较三大洋热带和副热 带(南北纬 30°附近)海域面积、海洋开敞程度等,讨论导致三大洋表层年平均水 温差异的主要原因。
8月份世界海洋表层水温分布
探究:太平洋、印度洋、大西洋表层年平均水温为17.4℃。其中太平洋最高,为19.1℃;印度洋居中,为17.0℃;大西洋最低,为16.9℃。比较三大洋热带和副热带(南北纬30°附近)海域面积、海洋开敞程度等,讨论导致三大洋表层水温差异的主要原因。
太平洋:热带和副热带的面积宽广,北部地形封闭,仅有狭窄的白令海峡与北冰洋相接,北冰洋冷水对太平洋表层水温影响较小。
印度洋:热带和副热带水域较狭窄,广大水域在南半球。以整个大洋来看,太平洋海面年均温要高于印度洋。
大西洋:北端地形开敞,受北冰洋水域的冷水和浮冰的影响明显,因而其表层水温低于太平洋和印度洋。
垂直分布规律
水温自表层向深层大体上呈不均匀递减
温跃层:
水温迅速下降
表层区:
水温基本上趋向于均匀分布
深水区:
水温变化缓慢,保持低温。
随着深度增加呈不均匀递减趋势
海水温度水平分布规律
表层海水温度的水平分布规律。
不同纬度海区:海水温度由低纬向高纬递减。
同一纬度海区:不同季节,夏季水温高,冬季水温低。同一天中,午后水温最高,日出前后最低。不同洋流海区,暖流流经海区水温高、寒流流经海区水温低。
-10
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20
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南纬
北纬
温度(℃)
海水温度从低纬向高纬递减
思考:为何南北半球的海洋表层温度随纬度变化的幅度不同?
海洋表层温度还受海陆分布、大气运动、海水运动等因素影响。
探究:按纬度位置由高到低的顺序,对甲、乙、丙三个观测站排序,并说明理由。
太平洋170°W附近三个观测站海水温度随深度的变化
丙、乙、甲
在相同经度位置的海域,纬度越高,海洋表层水温越低。
探究:据图描述海水温度的垂向变化特点。
太平洋170°W附近三个观测站海水温度随深度的变化
表层海水温度随着深度的增加而显著递减,1000米以内变化较明显,1000—2000米变化较小,2000米以下保持低温状态。
探究:三个观测站的表层水温差别较大,但是深度1000米以上的深层海水,水温随着深度的变化不大,经常保持低温状态。想一想,这是为什么?
太平洋170°W附近三个观测站海水温度随深度的变化
三个观测站的表层水温差别较大,是因为纬度不同得到的太阳辐射不同。但海水热导率低,水温深度增加而显著递减,1000米以下的海水表层海水的影响越来越小。
小结:海水温度的分布规律
1、海水温度在空间上的分布规律:
(1)水平方向:
纬度:低纬度海水温度高,高纬度海水温度低。
洋流:同一纬度,暖流流过水温增高,寒流流过,水温降低。
(2)垂直方向:1000米以上,随着深度增加而递减。
1000米以下,随深度变化不大。
2、海水温度在时间上的分布规律:
同一海区水温,夏季高,冬季低。
对海洋生物的影响
对海洋航行的影响
对气温变化的影响
海水温度对地理环境的影响
影响海洋生物的分布
鳀鱼广泛分布于我国的渤海、黄海和东海,是一种生活在温带海洋中上层的小型鱼类。每到冬天,就会从渤海向南游至黄海南部或东海北部的栖息地过冬,是我国最为典型的越冬洄游鱼类。
某些海洋生物因水温的季节变化而发生季节性游动
海水温度对人类活动的影响
②海洋生物季节性移动
在南极洲的寒冷水域中觅食的鲸鱼为了保存体内热量,会减少表皮下血液的流动。这样会导致皮肤细胞的更新换代减慢,正常的皮肤脱落停止。
影响海洋生物的分布。
海水温度影响海洋生物的分布,海洋表层是海洋生物的主要聚集地,深度越深,海洋生物的种类和数量都会减少。
不同纬度的海洋表层生活着不同类型的海洋生物。
生活在中高纬度的鳕鱼
生活在低纬度的罗非鱼
某些海洋生物因水温的季节变化而发生季节性游动。
罗非鱼:非洲鲫鱼,非鲫、越南鱼、南洋鲫等。广东茂名成为国内最大的罗非鱼产区。
鳕鱼:生活在大西洋北部,是一种冷水鱼,19世纪中叶,炸鳕鱼配薯条成了英国工人阶级钟爱的快餐食品。鳕鱼曾在英国与冰岛之间引发了三次战争。
26
影响海洋渔业活动
牡蛎养殖,最适宜水温:15-25℃。
海水温度对人类活动的影响
影响海洋运输
纬度较高的海域,海水有结冰期,通航时间较短,再冰封海域航行需要装备破冰设施。
对气温变化的影响
与同纬度的陆地相比,海水温度的变化幅度比陆地的小,海洋上空的气温比陆地上空的气温变化慢。
从全球尺度来说,海水对大气温度起着调节作用。
从区域尺度来说,沿海地区气温的季节变化和日变化均比内陆地区小。
海水温度升高带来的负面影响
研究表明,在低纬度海区,表层海水温度每增加0.5℃,飓风的活动性就会提高40%。
全球范围内海水温度明显提高,致使浮游生物数量显著下降,直接影响到鱼类、海鸟、海兽的食物供应,甚至威胁到它们的生存。
影响 实例
气候 沿海地区气温的季节变化和日变化均比内陆地区小。
气象灾害 由于表层水温上升,大西洋飓风和太平洋台风发生的频率显著上升。
(1)读图,分别描述3个海域的海水温度季节变化特点
图3.11芦岛、厦门、和西沙海洋站的表层海水月平均温度
葫芦岛:夏季海水温度较高,冬季海水温度寒冷,冬夏季节变化显著。
厦门:夏季海水温度较高,冬季海水温度较低,有季节变化。
西沙:冬夏季节海水温度均较高,季节变化不明显。
(2)3个海洋站附近海滨浴场分别有哪些月份适宜人们游泳?
图3.11芦岛、厦门、和西沙海洋站的表层海水月平均温度
答案:葫芦岛: 7-9月。厦门: 5- 11月。西沙:全年皆宜。
(3)读图,比较3个海域适宜人们人们游泳的时间长短差异,并说明原因。
图3.11芦岛、厦门、和西沙海洋站的表层海水月平均温度
答案:葫芦岛适宜游泳的时间最短,西沙适宜游泳的时间最短。原因:纬度越低,海水温度越高,适宜游泳的时间越长。
海水的盐度
海水的盐度成分概况 r
海水中含有很多盐类物质,其中主要是氯化钠和氯化镁,因此海水的味道既咸又苦。
人们用盐度来表示海水中盐类物质的质量分数,盐度通常用千分比表示,指1000克海水所含盐类物质的多少,世界大洋的平均盐度约为35‰。
海水盐度:是指海水中全部溶解物质与海水重量之比。世界大洋的平均盐度约为35‰。
影响盐度的因素
(外海或大洋)
温度越高
盐度越高
降水越多
盐度越低
蒸发越大
盐度越高
温度/℃
盐度/%
60
40
20
0
20
40
60
南纬
北纬
30
20
10
0
-10
3.6
3.5
3.4
3.3
3.2
盐度
副热带
副热带
表层海水盐度分布规律
成双峰分布格局,副热带海域表层海水盐度高,从南北半球副热带海域向赤道和两极递减。
-10
0
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20
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0
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30
南纬
北纬
温度(℃)
海水温度与盐度关系
3.6
3.5
3.4
3.3
3.2
盐度/%
温度
盐度
思考:大洋表面温度分布规律与盐度分布规律最突出的差异是什么?其原因是什么?
温度呈单峰分布,赤道附近海域最高,盐度成双峰分布,副热带海域最高,因为副热带海域与赤道海域的降水量、蒸发量、和太阳辐射量的不同造成。
思考:
世界表层盐度分布有什么规律。
为什么会出现这种情况。
答案:世界海洋表层盐度自南北半球的副热带海区向两侧的高纬度、低纬度海区递减。
思考:为什么会出现这种情况
A
B
C
副热带
副热带
答案:副热带海区地处副热带高压带,蒸发大于降水,因此盐度较高;赤道附近海区地处赤道低压带,降水大于蒸发,因此盐度较低;自副热带向高纬度海区,温度逐渐降低,蒸发逐渐减少,盐度也逐渐降低。
北纬60º陆地面积广阔,有大量淡水汇入海洋。
与南纬60º相比,北纬60º海域盐度有何不同,原因是什么?
活动:P54分析红海盐度高、波罗的海盐度低的原因。
归纳红海、波罗的海地区的气候特征。
结合河流分布和流域气候特征,推测河流对两海域盐度的影响。
分析红海、波罗的海与外海连通状况对盐度影响
分别总结红海盐度高、波罗的海盐度低的原因。
相对封闭海域影响更明显
河流和气候影响尤为明显
影响盐度的因素
位于副热带海区,水温高,降水少而蒸发旺盛,蒸发量大于降水量。
红海两岸是干燥的沙漠地区,几乎无淡水汇入。
红海海域较为封闭,与低盐度的海水交换少。
红海成为世界盐度最高的海原因?
相对封闭海域影响更明显
河流和气候影响尤为明显
影响盐度的因素
位于较高纬度,海水温度低,蒸发弱;
处于温带海洋性气候区,降水量大于蒸发量;
四周陆地河流众多,有大量淡水汇入;
海域较为封闭,高盐度的海水流入少。
波罗的海成为世界盐度最低的海原因?
径流量大的河流,淡水可扩展到河口外很远的海域。例如,长江在洪水期小潮时,淡水向东北扩散,一直影响到朝鲜半岛以南的济州岛,向南进入杭州湾海域。读图描述夏季长江口海域盐度等值线的分布特点,并分析其成因。
答案:
等出度线从河口地区向外呈舌状凸出,数值从近岸向外海递增。原因:夏季长江径流量大,离河口越近,淡水汇入量越大,河水与海水交换多,盐度越低。而离河口越远,长江的淡水对海水的影响就越小,盐度越高。
位于副热带海区,常年盛行下沉气流,降水量小,蒸发量大。(气候)
几乎没有淡水的汇入。(河流注入)
海区较封闭,与大洋海水的交换少。(联通状况)
纬度较高,气温较低;降水量大于蒸发量。(气候)
有大量淡水汇入。(河流注入)
海区闭塞。(联通状况)
小结:
影响海水盐度的主要因素
气候因素
即降水量与蒸发量的关系降水量大于蒸发量,盐度较低,反之较高。
洋流因素
同一纬度海区,有暖流经过盐度偏高;寒流经过盐度偏低。
河流径流注入因素
有大量河水汇入的海区,盐度偏低。
海区的封闭度(海区封闭度越强,盐度会趋于更高或更低)、与附近海区海水的交换量等也能影响到海水的盐度高低。
层次 盐度 中低纬度海区 高纬度海区
浅表层 比较均匀 盐度较高 较低
盐跃层 显著变化 降低 升高
2 000米以下 近似均匀分布
垂直分布规律
海水盐度与人类活动
海水中含有许多对人类有利用价值的化学物质。
人类利用海水晒盐具有悠久的历史,日照充足、降水较少的沿海地区适宜建造晒盐场。
此外,还可以利用海水制碱,从海水提取镁、溴等资源。
晒盐:条件:淤泥质海岸、海滩宽广、晴天多。
制碱:例如海水提取镁、溴等资源。
海水养殖:盐度的稳定性影响海水养殖。
海水淡化:随科技发展,海水成为淡水资源重要补充。
长芦盐场—中国最大的盐场:
沿岸为淤泥质海滩,滩涂宽阔。
全年雨季短且降水多集中在夏季。
春季气温回升快,多大风,蒸发旺盛。
中国四大盐场
长芦盐场——中国最大的盐场:沿岸为淤泥质海滩,滩涂宽阔;全年雨季短且降水集中;春季气温回升快,多大风,蒸发旺盛,有利于海盐生产。
布袋盐场、莺歌海盐场——地处平原海岸,夏季风的背风坡, 盛行干热的下沉气流,蒸发强烈,利于海盐生产。
长芦盐场
淮北盐场
布袋盐场
莺歌海盐场
海水盐度与海水养殖
对海水养殖而言,盐度的稳定性极其重要。
例如,暴雨会引发养殖场的海水盐度降低,如应对不当,会造成养殖的鱼虾等大量死亡。
随着科技的发展和观念的改变,海水也成为淡水资源的重要补充。
例如,许多沿海国家和地区将海水淡化,以缓解当地的缺水状况;此外,人们也直接用海水冲厕,将海水作为工业冷却水。
海水淡化与海水利用
… …
… …
海水淡化工厂
以色列干旱少雨,国土面积三分之二被沙漠覆盖,淡水资源极度短缺。以色列借助创新性的海水淡化技术,只需短短的45分钟就可以把海水变成可饮用水。
河北唐山曹妃甸的海水淡化车间
曹妃甸工业区地处渤海湾中心地带,淡水资源短缺。
目前,曹妃甸建有多个海水淡化工厂,既满足当地对淡水的需求,也为周边城市提供淡化海水。
御咸蓄淡:滨海堤坝改变海水盐度,为生产、生活服务。
海水的密度
1963年4月10日,美国海年“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。
海水密度是指单位体积海水的质量。
影响海水密度的因素主要有温度、盐度和深度(压力)。
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。
海水密度定义与影响因素
1cm3
海水平均密度
1.02~1.07 g/cm3
海水密度:是指单位体积海水的质量。
思考:
世界表层海水密度分布有什么规律为什么会出现这种情况。
海水密度的水平分布
从水平分布看,大洋表层海水密度随纬度的增高而增大,同纬度海域的海水密度大致相同。
思考:大洋表层海水温度、盐度、密度随纬度变化有什么特点?
大洋表层海水温度、盐度、密度随纬度的变化
海水密度分布规律
表层海水分布规律(水平分布):
1. 纬度越低,温度越高,密度越小。
2. 同纬度海域,密度大致相同。
24
S
N
60
60
40
40
20
20
0
20
21
22
23
25
26
密度m3/kg
0
10
20
温度(℃)
30
1027
1026
1025
1024
1023
1022
1021
1020
60°
40°
20°
0°
20°
40°
60°
N
S
20
10
0
32
33
34
35
36
盐度/‰
密度/(kg·m-3)
密度
盐度
温度
温度/℃
海水密度分布规律
垂直分布规律:随深度的增加而增大。
正常情况
低密度
高密度
中低纬度和高纬度的海水密度比,哪个随深度变化小?
影响海水密度的因素:
温度
温度增加密度减小
热膨胀
影响因素
盐度
盐度增加密度增大
溶解物质增加,质量增加。
压力
压力增加密度增大
压力对体积的压缩效应
0
1023
密度/kg·m-3
1000
2000
3000
4000
1024
1025
1026
1027
1028
深度/m
赤道海区
热带海区
高纬海区
表层:密度无变化或变化很小.
表层~1000m:受海水运动的影响,海水混合良好,因此海水温度和密度的变化不大.
1000m以下:海水密度迅速增大。但2 000米之下,海水密度基本不变。
中低纬度海区
垂向上变化很小
高纬度海区
1000m
表层
海水密度与潜艇安全
海水密度随深度增大而迅速增加海水层,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。
海水跃层
海水密度等参数随深度增加而显著变化的水层。
低密度
高密度
密度跃层
(液体海底)
知识揭秘
潜艇躲在密度跃层下方时,因下方海水密度较大,好像潜艇自己触摸海底一样,潜艇可以关闭发动机停靠在上面(故而称液体海底),密度跃层对声波具有折射作用,当敌人的军舰发射探测潜艇的声波时,常被跃层挡回,躲在跃层之下的潜艇就能避开敌人的耳目,从而达到完美的“隐身”效果。
低密度
高密度
密度跃层
(液体海底)
高密度海水
高密度海水
低密度海水
海底断崖
对潜艇航行的影响:
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。如果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”。
特殊情况
低密度
高密度
海水断崖
海水密度等参数随深度增加而显著减小。
高密度海水吃水浅
低密度海水吃水深
对海洋航行的影响
海在不同密度的海洋上航行,同一艘船的吃水深度不同。海水密度越大,海水的浮力越大,船吃水深度越小。
对海水运动的影响:
海水的密度差异会产生密度流。
地中海
黑海
思考:有科学家提出设想“在土耳其海峡建潜水大坝,就可以逐步淡化黑海!”
河流注入
降水丰富
黑海淡化后,黑海的陆生动物系统与淡水生物系统将得到充分发展;人口、城市会向黑海集中。使得环黑海地区出现新兴城市带;世界旅游者也会蜂拥而至,为黑海带来巨大的旅游效益……。
由于密度的急剧减小,浮力迅速下降,因此当潜艇进入海中断崖时,由于浮力不够,从而迅速发生急剧“掉深”。美国“长尾鲨”号核潜艇就是由于遭遇海中断崖和强烈的海洋内波而迅速下沉,最终由于深度过深,水压过大导致潜艇解体,船员无一生还。
事故真相
答案:由于密度的急剧减小,浮力迅速下降,因此当潜艇进入海中断崖时,由于浮力不够,从而迅速发生急剧“掉深”。
【归纳总结】
海水温度
影响因素
分布规律
与人类活动的关系
海水盐度
影响因素
分布规律
与人类活动的关系
海水密度
影响因素
分布规律
与人类活动的关系
谢谢观看
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The Sacred Fire
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