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第三章 地球上的水及其运动
第二单元 自然地理基础
第一节 水循环
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课标导向
运用示意图,说明水循环的过程及其意义。
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地球水体储量比例
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地球上的水以不同的状态广泛地分布在海洋、陆地以及大气中,组成一个连续而不规则的圈层——水圈。地球上的淡水约占地球总水量的2.53%,水资源有限。近69%的淡水以冰川形式存在,占30%的地下淡水大部分埋藏较深,很难被直接利用。海水是水圈的主体,但由于海水淡化成本较高,目前还难以大规模淡化海水。
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自然界水循环示意
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问题思考
1.水圈、淡水的主体主要是什么水?各有什么特点?
2.三种类型水循环的共同环节有哪些?
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水循环的地理意义之“传送带”
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水循环的地理意义:(1)各种水体不断更新,从而维持了全球水的动态平衡。(2)使地表各个圈层之间、海陆之间实现物质迁移和能量交换。(3)影响全球的气候和生态,不断塑造地表形态。
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人类活动对水循环的影响:(1)对蒸发环节的影响:①通过灌溉农田、修建水库或排干湖泊和沼泽等活动,扩大或减小蒸发面积;②通过植树造林或砍伐森林,增加或减少植物的蒸腾作用。(2)对水汽输送环节的影响:人类活动对水汽输送几乎没有影响。(3)对降水环节的影响:①通过增加或减影响局部地区降水;②通过人工降雨影响降水。(4)对径流环节的影响:①通过修建水库等,改变径流的季节分配;②通过跨流域调水,改变径流的空间分布;③通过抽取地下水,改变水在地表和地下的分配;④通过改变下垫面状况影响下渗,改变水在地表和地下的分配。
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问题思考
人类活动对地表径流产生了哪些影响?举例说明。
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地球各维度带的水量平衡(降水量减去蒸发量)
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全球水平衡示意
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以黄河为例,探究水循环进行物质迁移,塑造地表形态
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黄河是我国第二长河,发源于青藏高原,自西向东流经9个省份后汇入渤海。黄河中上游流经地区地形以山地为主,中下游流经地区地形以平原、丘陵为主。由于河流中段流经我国黄土高原地区,因此挟带了大量的泥沙,是世界上含沙量最高的河流。
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第二节 陆地水体及其相互关系
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课标导向
绘制示意图,解释各类水体之间的相互关系。
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陆地水体的主要类型
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陆地水体主要包括河流水、沼泽水、土壤水、地下水、冰川水、生物水等。陆地水仅占水圈总量的很小一部分,但是在自然环境中的作用巨大,它为人类提供了生产和生活所需的淡水。
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主要陆地水体间的相互转化
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河流径流和降水量的关系
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主要靠降水补给的河流流量变化与降水量变化一致。季风区的河流一般具有明显的季节变化和年际变化。
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受冰川融水补给的河流流量与气温的关系
受冰川融水补给的河流,其径流的变化与气温变化关系密切。
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问题思考
陆地水体主要有哪些类型?它们之间的关系主要通过什么途径进行?
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河水与地下水相互补给关系
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中国河流补给类型
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世界河流补给类型
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1.如何根据流量过程曲线判断河流补给类型?
2.世界和中国主要河流的补给类型是什么?简析其主要影响因素。
问题思考
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河流流量过程线
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刚果河、尼罗河、长江径流特征与降水、气温的关系
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河流流量过程曲线图表明了河流径流的特征和运动的基本规律,也就是河水的空间来源和时间变化的总体反映。
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自流水盆地构造剖面
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潜水和承压水比较
项目 潜水 承压水
概念 埋藏在第一个隔水层之上的地下水,有一个自由水面 埋藏在上下两个隔水层之间,承受一定压力的地下水
补给
方式 当地大气降水和地表水 大气降水和地表水通过潜水补给
排泄
方式 蒸发、受重力出露为地表水 承受区受压力上涌或喷出地表
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特点 补给区和排泄区一致,埋藏浅,受天气影响大,水量不稳,潜水面随地势起伏变化,易受污染 补给区和排泄区不一致,埋藏深,受天气的影响小,水量稳定,有一定压力,不易受污染,水质好
使用 过度开采导致水位下降,形成地下漏斗区,地面陷落,沿海地区海水倒灌;
灌排不当,地下水位上升,易形成盐碱地 过度开采导致水位下降,形成漏斗区,地面陷落,建筑物倒塌,沿海地区海水倒灌,水质变坏,恢复困难
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问题思考
潜水和承压地下水在埋藏条件和特征方面各有什么差异?
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世界水资源分布图
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湖泊与河流的相互补给
洞里萨湖与湄公河
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洞里萨湖是东南亚最大的淡水湖泊,与湄公河相通,具有调节湄公河水量的功能。每年5月到10月,是东南亚的雨季,湄公河涨水,河水进入洞里萨湖,湖泊面积能增加到1.6万平方千米,水量达到80立方千米,从而大大减轻了湄公河下游地区的洪水威胁。11月到翌年4月,是东南亚的旱季,湄公河水位降低,湖水进入湄公河,湖泊面积退缩到2400平方千米,水量骤减。因此湄公河水位在旱季不会降得太低,有利于维持航行并保证下游地区的灌溉。
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等潜水位线示意
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华北平原地区潜水位与气温要素变化关系
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2016年1月初华北部分地区地下水埋深等值面
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华北平原部分地区潜水位的时空分布具有一定的规律,具体如下:
(1)影响潜水位分布差异的主要因素是气候和地势高低。
①空间分布规律:自西向东(由内陆向沿海)年平均等潜水位线由深变浅;北京、天津等大城市等潜水位线凸向高值。
②时间分布规律:夏季潜水位高,冬春季节潜水位低;北京、天津等大城市等潜水位线凸向高值。
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(2)原因:地势由西向东逐渐降低,地下水的流向大致呈自西向东;北京、天津等大城市用水量大,潜水位低;冬春季节(尤其是春季)该区域气候干旱,降水量少,而蒸发量较大,潜水位低;夏秋季节,该区域虽然蒸发量大,但降水量丰富,潜水位高。
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第三节 海洋水
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课标导向
1运用图表,说明海水性质和运动对人类活动的影响。
2运用世界洋流分布图,说明世界洋流分布规律,并举例说明洋流对地理环境和人类活动的影响。
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世界2月海洋表层水温和盐度的分布
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世界8月海洋表层水温和盐度的分布
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海水温度的垂直变化
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海水盐度的垂直变化
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海水密度的垂直变化
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大洋表层海水温度、盐度、密度、随纬度的变化
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问题思考
1.海水温度在水平、垂直方向分布规律是什么?
2.影响海水盐度的主要因素有哪些?其在垂直方向上呈现什么样的分布规律?
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洋流的成因及分类
风海流盛行风作用于海面,推动海水随风漂流,使上层海水带动下层海水流动,形成大规模的洋流,这种洋流叫风海流。
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密度流由于不同海域海水的温度和盐度不同,导致海水密度分布不均,从而引起海水的流动,这样形成的洋流称密度流。
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补偿流当某一海区的海水减少时,相邻海区的海水或下层的海水便来补充,这样形成的洋流称补偿流。
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行星风系和世界洋流分布模式
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直布罗陀海峡附近海域密度流的形成示意
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地中海海水盐度高,密度大,海面低;而西侧大西洋海水盐度低,密度小,海面高;导致大西洋表层海水流入地中海,底层海水流向与表层相反。
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秘鲁沿岸上升流的形成
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秘鲁寒流始于南纬45°左右的西风漂流,贴近南美洲西海岸,经智利、秘鲁、厄瓜多尔等国家向北流,直到赤道海域的加拉帕戈斯群岛附近,洋流平均宽度约900千米。
与行星风系的作用一样,北印度洋的季风吹拂海面,驱动表层海水运动,这样形成的洋流也属于“风海流”,由于冬、夏季风风向不同,洋流运动方向也出现季节性变化,故称“季风洋流”。
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北印度洋的季风洋流
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问题思考
洋流的主要成因是什么?举例说明风海流的形成和分布特征。
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世界洋流循环运动
全球洋流通过循环运动把海洋连接在一起,并在高低纬度之间进行热量交换,促进全球的水热平衡。
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寒流和暖流对气候的影响
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洋流与贸易
洋流对交通的影响:古代贸易往往都是很好地利用了洋流,顺流可以提高航速,节省人力、物力和财力。
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几内亚湾沿岸受洋流影响
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寒流和暖流判读
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世界著名渔场、洋流、沿海荒漠分布
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洋流对生物分布的影响:寒暖流交汇处多形成渔场,如北海道渔场;上升流也可以形成渔场,如秘鲁渔场,夏季索马里半岛东部海域出现鱼汛。
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问题思考
1.洋流对地理环境产生哪些影响?举例说明。
2.世界主要渔场的形成与洋流有什么样的关系?
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世界洋流的分布(北半球冬季)
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南北半球洋流模式
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海区 洋流分布规律
北半球中高纬度
海区 以副极地为中心的大洋环流,呈逆时针方向流动
大洋环流东部为暖流,西部为寒流;大陆东岸为寒流,西岸为暖流
中纬度海区 形成西风漂流
北太平洋暖流,北大西洋暖流;南半球中纬度的西风漂流(寒流)
中低纬度海区(北印度洋除外) 以副热带为中心的大洋环流
北半球呈顺时针方向流动,南半球呈逆时针方向流动;
大洋环流东部为寒流,西部为暖流;大陆东岸为暖流,西岸为寒流
北印度洋海区 受季风影响形成季风洋流
夏季受西南季风影响,呈顺时针方向流动;
冬季受东北季风影响,呈逆时针方向流动
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海水运动之波浪运动
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海水运动的形式是复杂多样的。表层海水最基本的运动形式有海浪、潮汐、洋流。海浪就是海里的波浪。人们通常用波峰、波谷、波高、波长等要素来描述波浪。
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问题思考
中纬度大洋东、西岸洋流分布有什么差异?简析原因。
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波浪对海岸的塑造作用
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月球引力与海水涨落
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潮汐示意
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浙江温领的江厦潮汐电站
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大潮和小潮
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钱塘江大潮的形成
钱塘江大潮最佳观潮点示意
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天时:农历的初一和十五前后,太阳、月球、地球在空间上大致处于同一直线上,海水受到的引潮力最大,海水上涨势头更猛烈,往往形成形如立墙、势若冲天的大潮。
地利:杭州湾状似喇叭形。杭州湾至钱塘江口外宽内窄,口大肚小,外口宽度达100千米;逆江而上,河道越来越窄,在海宁附近河道急剧收缩,宽度不足3千米。另外,河口段水下有堆积沙坎。涨潮时大量海水涌入狭窄的河道,水体涌积,后浪与前浪层层相叠,水位暴涨。
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风势:每年中秋节前后,钱塘江水量丰富,又逢东南风盛行,江水东流与大潮西进相遇,风助潮涌,潮借风威,于是就形成了“壮观天下无”的钱塘江大潮。
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海雾的形成和分布
北太平洋海雾8月发生频率分布(%)
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海雾由海面低层大气中水汽凝结所致,通常呈乳白色,产生时常使海面能见度降低到1千米以下。
分布:
①寒暖流交汇处多海雾。
原因:暖流带来充沛水汽,遇寒流冷却,水汽凝结,形成混合雾。
②夏季在中低纬度海区,寒流流经的海域多海雾。
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原因:夏季,海水蒸发的水汽多,海上空气湿润,当暖而湿的空气流经寒流上空时,由于下垫面温度较低,空气中的水汽极易冷却凝结成雾滴,形成平流雾。
③冬季在中高纬度海区,暖流流经的海域多海雾。
原因:冬季,空气温度低,暖流流经海区水温高,蒸发水汽多,暖而湿的空气遇到冷空气容易凝结,形成蒸发雾。
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第四节 海—气相互作用
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课标导向
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。
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海一气相互作用
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海洋与大气之间通过一定的物理过程相互影响、相互作用,组成一个复杂的耦合系统。海洋是大气的主要水源和热源,海洋给予大气热量与水汽,为大气运动提供能量来源;大气主要通过向下的动量输送(风应力),产生风海流和海水的上下翻涌运动;海一气相互作用促进了大气环流和大洋环流的形成,导致水分和热量在不同地区的传输,使得全球水、热达到平衡,并共同影响着全球的气候。
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全球水量平衡模式
大陆降水量+海洋降水量=大陆蒸发(蒸腾)量+海洋蒸发量。
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赤道太平洋海区的海一气相互作用
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赤道太平洋东部存在着一个明显的冷水带(冷舌),而西太平洋海域却为暖池,东西向的海温梯度形成了赤道上一个典型的“热力环流”(沃克环流)。
正常情况下,空气在中、东太平洋冷水区上空下沉,沿海面向西流动,在西太平洋暖水区一带上升到高空,并向东流。
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问题思考
海—气相互作用主要体现在哪些方面?是如何相互影响的?
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厄尔尼诺现象发生时太平洋表层水温异常现象
(1997年12月)
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厄尔尼诺现象
厄尔尼诺,西班牙语意为“圣婴”。厄尔尼诺现象指在赤道太平洋东部海域,东南信风减弱,赤道逆流增强,秘鲁寒流势力减弱,海水温度异常增高的现象。
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拉尼娜现象发生时太平洋表层水温异常现象
(1998年12月)
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拉尼娜现象
拉尼娜,西班牙语意为“圣女”。拉尼娜现象指在赤道太平洋东部海域,东南信风较常年偏强、海水温度异常偏低的现象。此时赤道太平洋东部海域降水量减少,气压偏高。
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厄尔尼诺现象对气候的影响
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拉尼娜现象对气候的影响
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厄尔尼诺现象成因及危害流程
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问题思考
厄尔尼诺与拉尼娜现象有什么不同?
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厄尔尼诺、拉尼娜现象的影响
厄尔尼诺现象全球分布示意
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全球拉尼娜现象与天气异常分布
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厄尔尼诺现象对全球气候的影响显著,常带来更多的极端天气和气象灾害。在厄尔尼诺年,南美沿岸国家多暴雨洪涝灾害,而印度尼西亚、澳大利亚东部、非洲东南部等地出现干旱;如果厄尔尼诺长时间持续,也会造成巴西东北部出现干旱,北美出现暖冬等。
拉尼娜现象对全球气候的影响与厄尔尼诺有所不同,影响程度也不如厄尔尼诺强。在拉尼娜发生时,南美沿岸附近地区(如阿根廷)降水减少,而印度尼西亚、澳大利亚东部则降水增多;当拉尼娜长时间持续时,非洲中部、美国东南部等地常发生干旱,巴西东北部、印度和非洲南部等地容易发生洪涝灾害。
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厄尔尼诺、拉尼娜现象发生时太平洋赤道地区海面气温异常
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厄尔尼诺对我国的主要影响
厄尔尼诺当年冬季,北方地区容易出现暖冬;厄尔尼诺次年夏季,长江流域和江南地区容易发生洪涝灾害(1998年和2016年长江流域特大暴雨洪涝灾害);厄尔尼诺当年或次年夏季,东北地区易出现低温;厄尔尼诺次年,西北太平洋生成台风个数较常年偏少。
历史上梅雨季持续时间长、梅雨量大的年份有:1954年、1969年、1983年、1998年、2016年、2020年等。其中1998年、2016年、2020年均有典型的厄尔尼诺事件发生,对我国夏季气候特别是长江流域及以南地区的降水异常影响显著。
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厄尔尼诺事件 事件次年主要影响
1997—1998年 我国长江、嫩江、松花江等流域出现特大洪水,影响范围广、持续时间长、洪涝灾害严重
2014—2016年 2016年入汛早,暴雨多,南北洪涝并发,长江流域发生1998年以来最大洪涝 灾害。6月下旬至7月中旬,梅雨量偏多,长江流域、华北、黄淮暴雨洪涝严重
2019—2020年 2020年南方地区强降雨持续时间长、长江流域暴雨落区重叠度高、降水极端性突出,为1998年以来汛情最为严重的一年。江淮流域梅雨季持续时间长,梅雨量为1961年以来最多
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