第三节海气相互作用及其影响讲义2026-2027学年高中地理中图版选择性必修一

本讲义聚焦海—气相互作用这一核心知识点，系统梳理物质交换（液态、气态、固态）和能量交换过程，阐明其对全球水热平衡的影响，进而解析厄尔尼诺、拉尼娜现象的形成机制及气候影响，构建从基础原理到实际应用的学习支架。 该资料通过示意图、对比表格等可视化工具呈现沃克环流、海温变化等内容，结合秘鲁渔场、墨西哥湾暖流等案例，培养学生综合思维与区域认知能力。课中辅助教师清晰授课，课后帮助学生通过核心知识点速记和拓展阅读查漏补缺，强化知识理解与应用。

第三节 海—气相互作用及其影响 第三节海—气相互作用及其影响讲义 学习目标 本节学习目标 1. 结合实例，了解海—气间物质和能量交换的过程 1. 运用图表，掌握海—气相互作用对全球水热平衡的影响 1. 运用图表，了解厄尔尼诺、拉尼娜现象的形成 1. 运用图表，理解厄尔尼诺、拉尼娜现象对全球气候和人类活动的影响 第一部分 海—气相互作用 一、海—气相互作用的概念 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，被统称为海—气相互作用。 海—气相互作用是地球系统中最基本、最重要的相互作用之一，它贯穿了地球的水循环和能量循环，对全球气候的形成和变化具有深远影响。 二、海—气间的物质交换 1. 液态的物质交换（水分交换） 交换形式：海洋通过蒸发将水汽输送给大气；大气中的水汽在适当条件下凝结，以降水的形式返回海洋。 主要影响：蒸发使海水浓缩，降水使海水稀释，从而影响海水的温度、盐度和密度。 图1 海洋与大气间水分和热量交换示意图 ★ 关键结论：海洋是大气中水汽的最主要来源，大气中约86%的水汽由海洋提供。低纬度海区和有暖流流经的海区，蒸发旺盛，海—气间的水分交换较为活跃。 2. 气态的物质交换 交换形式：海洋可以吸收大气中的二氧化碳（CO₂），海洋中的藻类植物通过光合作用消耗CO₂。 主要影响：对于大气中CO₂浓度具有重要的调节作用，可减缓大气中CO₂增加的速率，缓解温室效应。 3. 固态的物质交换 交换形式：海水泡沫及泡沫中的盐类物质进入大气；陆源物质、火山物质等通过大气进入海洋。 主要影响：大气通过降尘向海洋提供营养元素和沉积物，促进浮游植物的生长，使海洋能固定更多的碳、释放更多的氧。 三、海—气间的能量交换 1. 海洋是大气的主要热源 海洋吸收了到达地表太阳辐射的大部分，并把其中约85%的热量储存在海洋表层。海洋再通过潜热（蒸发）、长波辐射等方式将储存的太阳辐射能输送给大气。可以说，海洋是大气最主要的热量储存库。 图2 太阳辐射导致海水蒸发及水汽凝结形成降水示意图 ★ 核心原理：海水蒸发吸热 → 热量随水汽进入大气 → 水汽凝结 → 热量释放给大气。蒸发潜热是海洋向大气输送热量的主要形式。 2. 大气为海洋提供动力 大气主要通过风（大气环流）向海洋传递动能。大气环流及其所形成的行星风系使海水沿着一定方向大规模运动，形成洋流，引起海洋热量的重新分配。 1. 大气环流 → 风海流（盛行风和季风驱动） 1. 离岸风 → 上升补偿流（如秘鲁沿岸上升流） 1. 洋流影响沿岸海水表层温度，进而影响气候 3. 海洋对大气温度的调节作用 作用 作用方式 作用结果 提供热能 长波辐射、蒸发 吸收热量多的海域，其近海面大气温度高 提供水汽 蒸发 蒸发强的海域，其近海面大气湿度高 调节气温 海水比热容大 海洋上空气温变化滞后于陆地；受海洋影响大的地区，气温日较差、年较差小 缓解温室效应 溶解、固碳 调节大气中CO₂含量，影响全球气温和大气环流 提供氧气 浮游生物光合作用 提供再生氧气 第二部分 海—气相互作用对全球水热平衡的影响 一、基础：大气环流与大洋环流 海—气相互作用对于维持全球水热平衡具有重要意义。海—气相互作用所形成的大气环流与大洋环流，是维持全球水热平衡的基础。 大气环流与大洋环流驱使着水分和热量在不同地区的传输，从而维持地球上水分和热量的平衡。 二、对水量平衡的影响 1. 海洋是大气中水汽的最主要来源 在全球水循环和水平衡中，海洋通过蒸发向大气输送水汽是基础。海水运动和大气运动是途径，它们都是通过海—气相互作用才得以实现的。 数据支撑：大气中约86%～87.5%的水汽由海洋提供。 2. 水量平衡的维持 从长期来看，地球上多年平均降水量等于多年平均蒸发量，总水量基本保持不变。这一平衡的实现依赖于大气环流驱动的水循环。 1. 低纬度海区：蒸发量 > 降水量 → 多余水汽通过大气环流向中高纬输送 1. 中高纬度：降水量 > 蒸发量 → 接收低纬输送的水汽 三、对热量平衡的影响 1. 太阳辐射的纬度差异 太阳辐射是地球表面热量的主要来源。由于地球球体形状和黄赤交角的存在，不同纬度地区接受的太阳辐射量不同： 1. 低纬度地区：获得的太阳辐射较多，热量收入 > 支出，热量盈余 1. 高纬度地区：获得的太阳辐射较少，热量收入 < 支出，热量亏损 2. 热量的全球输送 要实现全球热量平衡，必须有热量从低纬度地区向高纬度地区输送。这主要通过两条途径实现： 1. 大洋环流：将低纬度的多余热量向较高纬度输送（如墨西哥湾暖流将热量从赤道地区输送到北大西洋） 1. 大气环流：在中纬度，海洋与大气通过海—气交换，把热量输送给大气，再由大气环流向更高纬度输送 3. 活跃区：热带海区 思考：为什么热带是海洋与大气相互作用最活跃的地区？ 1. 热带获得的太阳辐射多，海水温度高 1. 热带海洋平均每日向大气输送的热量最多 1. 热带海区面积大，海水蒸发旺盛，向大气输送的水汽也最丰富 第三部分 厄尔尼诺与拉尼娜现象 一、沃克环流——理解ENSO的钥匙 1. 沃克环流的形成 在赤道附近的太平洋海区，信风驱使赤道暖流自东向西流动。在东岸（南美洲西海岸），由于表层海水被风吹走，下层冷海水上涌补充，沿岸还有自高纬流来的寒流（秘鲁寒流），使该海区表层海水温度较低。在西岸（印尼—菲律宾一带），赤道暖流堆积下沉，形成深厚的暖水层。 通过海—气相互作用的热量交换，在赤道附近太平洋上空，形成接近东西向的热力环流，即沃克环流。 图3 正常年份赤道附近太平洋沃克环流示意图 2. 沃克环流的特征 区域 海温 气流 气候 西太平洋（印尼—菲律宾） 暖 上升气流 高温多雨 东太平洋（秘鲁沿岸） 冷 下沉气流 干燥少雨 低层气流 — 自东向西（东南信风） — 高层气流 — 自西向东回流 — 3. 沃克环流的意义 沃克环流的强弱变化是判断厄尔尼诺和拉尼娜现象发生的重要依据。厄尔尼诺与拉尼娜现象的发生均与沃克环流有关。 二、厄尔尼诺现象 1. 概念 厄尔尼诺（El Niño）是指某些年份，赤道附近太平洋中东部表层海水温度异常升高的现象。"厄尔尼诺"在西班牙语中意为"圣婴"，因该现象常在圣诞节前后达到高峰而得名。 2. 形成原因 多数科学家认为，东南信风减弱可能是引发厄尔尼诺现象的主要原因。每隔几年，东南信风突然减弱，甚至会转为西风： ①赤道附近太平洋东岸的冷海水上涌现象消失 ②赤道逆流增强，温暖的海水被输送到东太平洋 ③南美洲西岸赤道附近海区温度异常升高 ④沃克环流减弱甚至反向 3. 对气候的影响 太平洋东部（如秘鲁和智利沿海）：下沉气流减弱或消失，甚至出现上升气流，气候由干燥少雨变为多雨，引发洪涝灾害。 太平洋西部（如印尼、澳大利亚）：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。 4. 对海洋生物的影响 赤道附近太平洋东部下层海水中的无机盐类等营养成分不再涌向海面，导致当地浮游生物和鱼类大量死亡，渔业大幅度减产，大批鸟类也因饥饿而死（如秘鲁渔场）。 图4 厄尔尼诺现象成因机制示意图 三、拉尼娜现象 1. 概念 拉尼娜（La Niña）是指某些年份，赤道附近太平洋中东部表层海水温度异常降低的现象。"拉尼娜"在西班牙语中意为"小女孩"，与厄尔尼诺相反。 2. 形成原因 太平洋东南信风异常增强，把赤道附近表层暖水向西太平洋输送，表层海水产生强大的离岸流，造成这里持续的海水辐散；下层冷海水上泛增多，同时秘鲁寒流也北上补充，导致海面温度大幅降低。 此时沃克环流增强，赤道附近太平洋东西部的气候温差增大。 3. 对气候的影响 太平洋东部：海水温度低于气温，大气层结稳定，对流不易发展，降雨偏少，气候偏干旱。 太平洋西部：降水异常增多，常形成洪涝灾害。 海洋生物：冷海水上泛将海底营养盐类带到海面，鱼类丰富，渔业丰收。 四、厄尔尼诺与拉尼娜现象对比 图5厄尔尼诺与拉尼娜现象对比示意图 对比项 厄尔尼诺（El Niño） 拉尼娜（La Niña） 海温异常 赤道中东部太平洋海温异常升高 赤道中东部太平洋海温异常降低 信风变化 东南信风减弱 东南信风增强 沃克环流 减弱甚至反向 增强 东太平洋气候 多雨、洪涝 干燥少雨 西太平洋气候 干燥、旱灾 多雨、洪涝 上升流 减弱，营养盐减少 增强，营养盐增多 渔业 减产（秘鲁渔场） 增产 发生频率 约2～7年一次，持续约12个月 频率较低，持续时间更长 关联性 拉尼娜通常出现在厄尔尼诺之后 — 五、ENSO对中国气候的影响 拓展知识 厄尔尼诺年： 1. 夏季风偏弱 → 雨带停留南方 → 南涝北旱 1. 台风减少，西北太平洋热带风暴发生次数减少 1. 暖冬概率增大 拉尼娜年： 1. 冬季风偏强 → 我国冬季偏冷 1. 夏季雨带偏北 → 北涝南旱 1. 台风活动增强 第四部分 洋流对气候的影响（拓展阅读） 一、墨西哥湾暖流案例 墨西哥湾暖流（Gulf Stream）是北大西洋上的一支强大暖流，它将赤道地区的多余热量输送到北大西洋高纬度地区，对西欧和北美洲东海岸的气候产生了显著影响。 图6 墨西哥湾暖流地理位置分布图 1. 暖流使流经海区水温升高，造成空气湿度增大，降水量增多 1. 北大西洋暖流使西欧温带海洋性气候分布范围扩大，冬季气温显著高于同纬度其他地区 二、洋流对气候影响的一般规律 洋流类型 对气候的影响 典型实例 暖流 增温增湿 北大西洋暖流 → 西欧温暖湿润 寒流 降温减湿 秘鲁寒流 → 南美西海岸干旱 上升流（寒流性质） 降温减湿，多雾少雨 加那利寒流 → 撒哈拉西部沿海 知识总结 一、核心知识点速记 1. 海—气相互作用包括：物质交换（液态/气态/固态）和能量交换 1. 海洋是大气中水汽的最主要来源（约86%）和最主要的热量储存库（约85%） 1. 蒸发潜热是海洋向大气输送热量的主要形式（不是长波辐射！） 1. 大气通过风（大气环流）向海洋传递动能，驱动洋流运动 1. 全球水热平衡的基础：大气环流 + 大洋环流 1. 沃克环流是判断厄尔尼诺/拉尼娜的重要依据 1. 厄尔尼诺 = 信风减弱 + 东太变暖 + 东雨西旱 1. 拉尼娜 = 信风增强 + 东太变冷 + 西雨东旱 — 第 页 — 学科网（北京）股份有限公司 $