内容正文:
专题十四 海-气相互作用
一、选择题
海洋与大气之间时刻进行着热量交换,热量传递以感热和潜热两种形式为主。感热是指海-气温差直接传导的热量,潜热是指海水蒸发时吸收、在高空凝结时释放的热量。海面净热通量=太阳短波辐射+海面长波辐射+海面感热通量+潜热通量。当净热通量>0时,海洋获得热量(得热);当净热通量<0时,海洋失去热量(失热)。下图示意1979-2018年阿拉伯海海-气热通量的月平均变化。据此完成下面小题。
1.图示海域热通量变化的主要特征是( )
①夏季海面短波辐射相对较强
②净热通量与短波辐射均呈双峰型分布
③冬季该海域失热最多
④潜热通量和长波辐射全年均为海洋得热
A.①② B.①④ C.②③ D.③④
2.7-9月,该海域净热通量明显较小的主要原因是( )
①东北季风强劲
②西南季风强劲
③受副热带高压控制
④受索马里寒流影响
A.①④ B.②③ C.①③ D.②④
3.若该海域热通量持续增强,最可能导致沿岸地区夏季( )
A.气温日较差相对增大 B.旱涝灾害发生频率降低
C.极端性降水事件增多 D.海陆热力性质差异减小
根据海冰的季节变化,海冰可以分为一年冰(该年份中新形成的海冰)和多年冰(经历了至少一个夏季的融化后仍然存在的海冰)。以当年10月至次年3月为一个海冰生长期,统计北极地区近年来连续5个海冰生长期的一年冰和多年冰面积如下图所示。据此完成下面小题。
4.在任一海冰生长期内,北极地区的( )
A.多年冰面积一直小于一年冰 B.多年冰面积逐月递减
C.一年冰面积变化小于多年冰 D.一年冰面积逐月递增
5.北极地区一年冰面积在每年10—12月的变化表明,该时段当地( )
①海—气之间热量交换较强
②表层海水流动速度变快
③下垫面吸收太阳辐射变少
④表层海水盐度明显下降
A.①② B.①③ C.②④ D.③④
6.在气候变暖趋势下,推测未来北极地区的( )
A.一年冰会逐步取代多年冰 B.海冰厚度呈增加趋势
C.多年冰范围逐渐向南扩大 D.海冰面积呈增加趋势
热通量是指单位时间通过单位面积的热能,是具有方向性的矢量。海表净热通量与太阳辐射、海面长波辐射、海面感热通量、海面潜热通量相关。感热通量是由海气温差产生的热输送量,正值表示海洋损失热量。潜热通量是由海面水汽蒸发形成潜热释放产生的热输送量。下图为孟加拉湾海域太阳辐射、海面长波辐射、海面感热通量、海面潜热通量年内变化图。完成问题。
7.甲、乙、丙分别是( )
A.甲—海面潜热通量乙—太阳辐射丙—海面长波辐射
B.甲—海面长波辐射乙海面潜热通量丙太阳辐射
C.甲—太阳辐射乙—海面潜热通量丙—海面长波辐射
D.甲—海面潜热通量乙—海面长波辐射丙—太阳辐射
8.据图可知( )
A.夏季海表长波辐射强,向大气释放热量较多
B.12月海表净热通量为负值,海面潜热释放多
C.3月份海表净热通量为正值,海面获得太阳辐射最多
D.秋季海面获取太阳辐射最低,海面向大气释放热量少
海洋性大陆是指由中国南海东面和南面的一系列岛屿及周边海域组成的群岛地区,因该地区表层海水温度高于周边海域而被称为“印太暖池”,是影响全球气候的关键区域之一。冬、春季该区域与我国华南地区之间形成一个局地经向大气环流(如图)。乙地分布着地球上面积第三大的热带雨林,近几十年来,该地雨林面积迅速萎缩,严重影响到局地海—气相互作用。据此完成下面小题。
9.图示甲、乙之间的局地经向大气环流中,近地面气流的运动方向是( )
A.从甲流向乙 B.从乙流向甲 C.甲处气流上升 D.乙处气流下沉
10.该地区雨林面积迅速萎缩,可能带来的影响是( )
A.加速拉尼娜现象向厄尔尼诺现象转变 B.印太暖池逐渐变为冷池
C.甲地冬、春季节降水减少 D.乙地山火发生概率增加
沃克环流是赤道太平洋表面因水温的东西差异而产生的一种热力环流。下图为沃克环流图。据此完成下面小题。
11.图示海域中( )
A.甲处洋流所经过海区的等温线向北弯曲
B.乙处洋流是受盛行西南风影响形成的一支寒流
C.丙处附近渔场形成与寒暖流交汇有关
D.丁处洋流的形成主要是受东南信风的影响
12.当厄尔尼诺现象发生时,下列现象可能发生的是( )
A.印尼热带雨林易发生火灾 B.南美洲西海岸降水减少
C.秘鲁渔场的上空海鸟增多 D.澳大利亚东部暴雨成灾
根据国家气候中心及国际机构的监测数据,2025年秋冬季(约10月至次年1月)拉尼娜再次发展的概率约为40%~60%,而厄尔尼诺出现的概率不足20%。下图为“某同学未完成的某海域海—气相互作用示意图”。据此完成下面小题。
13.发生拉尼娜现象时,图中( )
A.大气环流呈逆时针 B.①处东南信风减弱
C.②处下沉气流增强 D.③处海水下沉增强
14.拉尼娜异常气候现象发生时,下列现象最可能出现的是( )
A.西北太平洋的台风增多 B.秘鲁沿岸渔业资源锐减
C.澳大利亚东部异常干旱 D.我国北方冬季异常温暖
气候的形成受大气环流、地形、洋流等多种因素影响。同一气候类型在不同区域的成因、分布范围存在一定的差异,在不同时期的气候特征也可能会发生变化。读下面南美洲和非洲某种气候类型分布图,甲、乙、丙三地气候相同。据此完成下面小题。
15.甲、乙两地属于同一种气候,但成因不同,两地气候成因的差异在于( )
A.甲受沿岸秘鲁寒流影响,降水少 B.甲处于东南信风的背风坡,降水少
C.乙受副热带高压影响,降水少 D.乙处于西南风的迎风坡,降水多
16.南美洲乙地气候向北延伸至赤道附近,而同纬度非洲西海岸丙地气候并未明显北伸,主要原因是( )
A.南美洲秘鲁寒流势力更强大 B.非洲西海岸受信风背风坡的影响
C.南美洲秘鲁沿岸地形更封闭 D.非洲西海岸受副热带高压的影响
17.厄尔尼诺年,短期内秘鲁沿岸可能发生的现象是( )
A.秘鲁寒流势力增强 B.出现“沙漠花海”景象
C.渔业资源更加丰富 D.蒸发加剧,沙漠范围扩大
二、非选择题
18.阅读图文材料,完成下列要求。
下图为某年7月3—25日海南岛东面大陆架上某海底观测站(水深38m)观测到的底层水温及其海平面变化(不考虑天文潮汐的影响,取观测站观测到的海平面平均值为海平面零面)。图示时期底层水温深受该地盛行风的影响。
(1)判断图中A时期风向及风速变化。
(2)描述图中A时期在风力影响下底层水温变化过程。
(3)观测站测得B时期观测站对应近地面气温升高,运用海-气相互作用的原理说明其原因。
19.阅读图文资料,完成下列要求。
当赤道太平洋中东部海域表层水温比常年同期均值低0.5℃且持续3个月及以上,即认为进入拉尼娜状态。此现象发生时,易导致我国东南沿海台风频次增加,还会影响热带太平洋上空大气热力环流强度。下图是“2024年9月—2025年12月赤道太平洋中东部海域海温距平变化情况统计图”。
(1)指出图中进入拉尼娜状态的时间区间,并简述判断依据。
(2)拉尼娜现象的出现极有可能导致我国东南沿海地区台风发生频率上升。请对此现象作出合理解释。
(3)指出拉尼娜现象发生时,热带太平洋上空大气热力环流强度的变化趋势,并简要分析其成因。
20.阅读图文资料,完成下列要求。
每年初夏,类似我国东部地区锋面雨带的推移,日本也存在雨带自南向北移动的现象,被称为梅雨前线。梅雨前线受西太平洋副热带高压及其周边引导气流的影响,冷暖气团交汇。与我国东部地区锋面雨带相比,日本梅雨前线降水强度较大。如图示意日本梅雨前线日降水量极大值的空间分布。
(1)描述日本梅雨前线日降水量极大值的空间分布特征,并简述其成因。
(2)与我国东部地区锋面雨带相比,日本梅雨前线降水强度较大,请从日本的角度说明原因。
(3)厄尔尼诺年份,南、北赤道暖流减弱,分析其对日本梅雨前线的影响。
参考答案
1.答案:C
解析:夏季短波辐射:夏季(6-8月)短波辐射低于春秋季双峰值,并非“相对较强”,①错。分布规律:短波辐射3-5月、9-10月双峰,净热通量同步呈双峰(夏季降、冬季负),②对。冬季失热:冬季(12-2月)净热通量绝对值全年最大,表明冬季失热最多,③对。潜热与长波辐射:潜热是海水蒸发吸热,长波是海洋向大气放热,二者本质是海洋失热,图中两曲线全年值为负,④错。综上,②③正确,选C。
2.答案:D
解析:7-9月,阿拉伯海受西南季风和索马里寒流影响,西南季风强劲,影响海-气热交换;索马里寒流(上升流)改变海表温度,影响热通量,②④正确。①东北季风主要在冬季,此时不强劲,①错误;③副热带高压控制不符合该时段该海域的大气环流状况,③错误。故选D。
3.答案:C
解析:若海域热通量持续增强,海洋向大气传递的热量、水汽增多,更易触发极端降水。大气中水汽增多,气温日较差会减小,而非增大,A错误;旱涝灾害发生频率会升高,而非降低,B错误;海洋提供的热量和水汽更充足,极端性降水事件增多,C正确;海洋热通量增强,海陆热量差异更明显,海陆热力性质差异会增大,而非减小,D错误。综上,故选C。
4.答案:D
解析:多年冰是经历了至少一个夏季的融化后仍然存在的海冰,通常比一年冰更稳定,面积不一定一直小于一年冰,A错误。多年冰的面积变化受多种因素影响,如气温、海洋流动等,并不一定逐月递减,B错误;一年冰是新形成的海冰,受季节变化影响较大,面积变化通常比多年冰更显著,C错误;在10月至次年3月的海冰生长期内,随着气温降低,一年冰的面积通常会逐月增加,D正确。故选D。
5.答案:B
解析:北极地区一年冰面积在每年10—12月快速增加,说明该时段海气之间热量交换较强,海水热量散失快,利于海冰形成,①正确;10—12月太阳直射点南移,北极地区下垫面吸收太阳辐射变少,气温降低,有利于海冰形成,③正确。表层海水流动速度变快不利于海冰形成,②错误;材料未提及表层海水盐度变化,④错误。故选B。
6.答案:A
解析:在气候变暖趋势下,多年冰更容易融化,而一年冰形成相对容易,所以一年冰会逐步取代多年冰,A正确。气候变暖,海冰厚度呈减小趋势,B错误;多年冰范围应逐渐向北退缩,C错误;海冰面积呈减少趋势,D错误。
7.答案:C
解析:到达地球表面的太阳辐射是地球表面热量的主要来源,结合孟加拉湾海域位置(热带海域)可知,总体上,太阳辐射热通量高于海面潜热通量、海面长波辐射通量;海面长波辐射与海温等有关,相对较为稳定,但数值一般小于潜热通量。丙曲线数值相对较小且较平稳,符合海面长波辐射特点。综上所述,所以甲是太阳辐射,乙是海面潜热通量,丙是海面长波辐射,C对,排除ABD。故选C。
8.答案:B
解析:读图可见,与其他季节比,夏季(6、7、8月)海表长波辐射(丙)并不是很强,A错;12月太阳辐射热通量较低,海面潜热通量超过太阳辐射热通量达到最高值,结合材料信息可推知海表净热通量为负值,海面潜热释放多,B对;3月份太阳辐射热通量不是最多的,所以不能得出3月份海面获得太阳辐射最多,C错;从图中可知,秋季(9、10、11月)海面获取太阳辐射热通量并非最低,所以不能得出秋季海面获取太阳辐射最低,D错。故选B。
9.答案:A
解析:乙地区位于赤道附近(纬度低),气温高,气流受热膨胀上升,近地面形成低气压;甲地区纬度相对较高(约25°N),冬春季节气温较低,气流收缩下沉,近地面形成高气压。受水平气压梯度力(由高压指向低压)和地转偏向力(北半球向右偏)影响,近地面气流从甲流向乙,A正确,B错误:甲处气流下沉,而非上升,C错误;乙处气流上升,而非下沉,D错误。故选A。
10.答案:C
解析:拉尼娜和厄尔尼诺现象主要与赤道东太平洋海温异常相关,该地区雨林砍伐对其影响较小,A错误;雨林面积萎缩对海洋水温的影响是间接且微弱的,“印太暖池”不会因此直接转变为冷池,B错误;雨林大量砍伐,裸地面积增加,地表可燃物数量减少,乙地山火发生概率可能降低,D错误;冬、春季该区域与我国华南地区之间形成一个局地经向大气环流,乙地热带雨林大量砍伐,裸地面积增加,地表升温引起暖空气抬升加强,高空高压势力增强,甲处下沉气流增强,冬春季节降水减少,C正确。故选C。
11.答案:D
解析:甲处洋流为东澳大利亚暖流,自北向南流,所经过海区的等温线向南弯曲,A错误;乙处洋流是受盛行西风影响形成的西风漂流,但为寒流性质,B错误;丙处附近渔场为秘鲁渔场,其形成与上升流有关,C错误;丁处洋流为南赤道暖流,其形成主要是受东南信风的影响,D正确。故选D。
12.答案:A
解析:当厄尔尼诺现象出现时,太平洋西岸地区降水减少,出现异常干旱天气,印尼热带雨林地区易发生火灾,位于太平洋西岸的澳大利亚同样降水减少,不会暴雨成灾,A正确,D错误;南美洲西岸地区,由于东南信风减弱,秘鲁寒流有所减弱,该地区的上升气流增强,降水增加,B错误;秘鲁渔场上升流减弱或消失,饵料减少,同时水温升高,造成鱼类大量死亡,而以鱼类为食的海鸟也因缺少食物而大量死亡,C错误。故选A。
13.答案:C
解析:读图可知,甲地污染物可随着③②洋流扩散到欧洲,A错误;虽然乙和丁都受寒流影响,但丁纬度低水温高于乙,B错误;丙地寒暖流交汇,海水扰动、营养盐上泛,最可能形成世界性渔场,C正确;洋流①由水温低的海区流向水温高的海区、为寒流,使所经海区水温降低,洋流②和③由水温高的海区流向水温低的海区、为暖流,能使所经海区水温升高,D错误。
14.答案:A
解析:拉尼娜年,赤道太平洋西部因海表温度偏高,西北太平洋的台风增多,澳大利亚东部对流运动加强,降水增多,A正确,C错误;拉尼娜现象出现时,东南信风将明显增强,秘鲁涌升流明显增强,渔场可能会增产,B错误;赤道太平洋西部海水温度偏高,我国南北温差加大,冬季风势力增强,使得北方地区冬季气温偏低,D错误。故选A。
15.答案:C
解析:甲、乙两地位于南美洲西海岸低纬度区,均受秘鲁寒流及东南信风离岸风(背风坡)的影响,降水稀少,是甲、乙两地共同原因,A、B均错误;乙地位于南美洲西海岸南回归线附近,还受副热带高压带控制,盛行下沉气流,降水少,而不处于西南风的迎风坡,C正确,D错误。
16.答案:A
解析:秘鲁沿岸的秘鲁寒流是强大的上升补偿流,降温减湿作用显著,能将热带沙漠气候向北延伸至赤道附近,非洲西海岸的加那利寒流势力较弱,降温减湿效果不如秘鲁寒流,因此沙漠未明显北伸,A正确;非洲西海岸为高原地形,信风为离岸风,并非背风坡影响,B错误;南美洲西部分布有南北走向的山脉,致使秘鲁沿岸地形更封闭,但不是乙地气候向北延伸至赤道附近的主要原因,C错误;同纬度非洲西海岸受副高或信风控制,但并非是气候未明显北伸的原因,D错误。
17.答案:B
解析:厄尔尼诺现象时秘鲁寒流减弱,A错误;秘鲁沿岸海水温度升高,气温升高,空气对流增强,降水增多,沙漠中休眠的植物因水分充足会开花,即“沙漠花海”景象,B正确;秘鲁寒流减弱,抑制上升流,导致渔业资源受损,C项错误;降水增多,抑制沙漠范围扩大,D项错误。
18.答案:(1)风向:西南风(偏西风)风速:变大。
(2)A时期离岸风加强,使海水离岸流加强;海平面下降,使大陆架底层冷海水上升补偿;深海底层冷海水补偿大陆架海水,大陆架底层(观测站水深38米处)水温降低。
(3)B时期海平面回升,离岸风减弱,底层冷海水的补偿上升也减弱(东部高水温表层海水向西堆积);导致表层水温相对升高,海面长波辐射量增多;表层水温升高,海水蒸发增强,水汽凝结释放潜热,海水向大气潜热输送量增多,大气吸收地面长波辐射能力增强。
解析:(1)根据材料,观测站位于海南岛东面大陆架,7月受季风影响。图中A时期(约7月13日-16日)海平面持续下降,底层水温同步降低,结合离岸风与上升流的关联机制:离岸风加强→海水离岸运动增强→海平面下降→底层冷海水上升补偿→底层水温降低。海南岛东部的离岸风为西南风(偏西风),此时期海平面下降趋势明显,说明西南风风速在变大。
(2)A时期离岸风(西南风)逐渐加强,导致海水离岸流运动增强,观测站附近海平面下降。为补偿离岸流失的海水,大陆架底层冷海水受压力差驱动向上运动(上升流),底层低温海水不断补充至观测站水深38米处,使得底层水温随上升流的增强而持续降低。
(3)B时期(约7月18日-20日)海平面回升,表明离岸风(西南风)减弱,海水离岸运动减弱,底层冷海水的补偿上升随之减弱。表层海水受向岸流影响向西堆积,表层水温因冷海水补充减少而升高;海面温度升高导致长波辐射量增加,同时海水蒸发增强,水汽通过潜热输送进入大气,大气吸收热量后升温,进而使近地面气温升高。
19.答案:(1)2024年11月-2025年1月和2025年10月-12月。水温距平值低于-0.5℃且持续三个月以上,进入拉尼娜状态。
(2)拉尼娜期间,东南信风增强,赤道暖水区西移;西北太平洋表层海水的温度升高,易达到台风生成所需的海面温度条件;近海面大气对流运动增强,形成台风频率上升。
(3)强度增强。原因:信风增强,导致太平洋东岸温度降低,下沉气流增强;太平洋西岸温度增高,上升气流增强,沃克环流增强。
解析:(1)根据材料“当赤道太平洋中东部海域表层水温比常年同期均值低0.5℃且持续3个月及以上,即认为进入拉尼娜状态”及统计图可知:2024年11月海温距平首次低于-0.5℃,并持续至2025年2月,连续4个月满足条件,因此进入拉尼娜状态的时间区间为2024年11月—2025年2月。
(2)根据材料“拉尼娜现象发生时,易导致我国东南沿海台风频次增加”可知:台风生成需要温暖的洋面(提供水汽和热量)和旺盛的上升运动。拉尼娜时,赤道东太平洋海温偏低,西太平洋海温相对偏高,洋面蒸发更旺盛,水汽更充足;同时,热力环流增强,西太平洋上升运动更显著,为台风生成和发展提供了更有利的条件,因此台风频次上升。
(3)根据材料“拉尼娜现象还会影响热带太平洋上空大气热力环流强度”可知:拉尼娜时,赤道东太平洋海温偏低,气流下沉加剧;西太平洋海温偏高,气流上升加剧,东西向的热力差异增大,导致沃克环流(大气热力环流)的强度增强。
20.答案:(1)特征:日降水量极大值位于九州岛西南部,北海道较小;日降水量最大值总体上自南向北递减;太平洋沿岸高于日本海沿岸。
原因:来自太平洋的暖湿气团提供丰富的水汽,暖湿气团自南向北移动。
(2)日本四面环海,水汽更加充沛;梅雨前线北侧的冷气团来自日本海,能挟带水汽;日本多山地和丘陵,受地形阻挡、抬升效应较强。
(3)北赤道暖流、南赤道暖流减弱,堆积到西太平洋的暖水团减少,海水温度偏低,夏季风偏弱;梅雨前线北移速度减慢,位置比平常年份同期偏南。
解析:(1)图示日本梅雨前线日降水量极大值在西南部,数值大且分布密集;东北部数值小且分布稀疏,说明日降水量极大值的空间分布差异大,分布不均衡,其中南部数值大且变化幅度大,北部数值小且变化幅度小,总趋势大致由西南向东北递减。主要原因是南部纬度低,离夏季风的源地近,受夏季风的影响时间早且势力强;北部纬度高,离夏季风的源地远,受夏季风的影响时间短且势力弱,降水少;南部梅雨前线持续时间长,北部梅雨前线持续的时间短。
(2)日本是岛国,四面环海,受海洋的影响大,水汽丰富,气候具有海洋性特征;我国梅雨的冷气团来自北方内陆的蒙古-西伯利亚,水汽含量少,空气干燥,而日本梅雨的冷气团则来自海洋,因此降水更加充沛;日本地形以山地、丘陵为主,受地形的影响,多地形雨;我国东部梅雨区域在江淮地区,地形以平原为主,地形雨少。
(3)厄尔尼诺发生时,导致赤道中、东太平洋海域水域温度上升,则大气对流活动加强、降雨增多,导致暴雨频繁,洪涝成灾;而西太平洋和印度洋一带,由于海水温度下降,则大气对流活动减弱、降水减少,旱灾严重;厄尔尼诺发生时,太平洋和大西洋地区发生的热带风暴较常年偏少,日本地处太平洋西北部,厄尔尼诺现象导致太平洋东南信风减弱,夏季风减弱,日本梅雨前线来得晚,位置比平常年份同期偏南,日降水量南部更多,北部则更少,南北降水差异大。
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