内容正文:
第二节 海水的性质讲义
一、教学目标(地理学科核心素养四维目标)
人地协调观:结合海水盐度分布,理解人类利用海水晒盐、海水淡化的合理性,认识海洋资源开发与环境保护的协调关系。
综合思维:运用图表,综合分析影响海水温度、盐度、密度分布的因素,理解三大性质之间的相互联系("温盐共定密度")。
区域认知:通过比较红海与波罗的海盐度的差异,掌握运用区域特征分析地理问题的方法。
地理实践力:学会阅读海水温度、盐度、密度的分布图与垂直变化曲线,并能解释其反映的地理规律。
二、教学重难点
【教学重点】
海水温度、盐度、密度的水平与垂直分布规律。
影响海水盐度的主要因素及红海、波罗的海盐度差异的原因。
海水性质对人类活动(航运、晒盐、养殖、淡化等)的影响。
【教学难点】
理解海水温度、盐度、密度三者之间的相互关系。
运用图表资料综合分析某一海区盐度高低的原因。
三、课堂导入
情境导入:2024 年 11 月,我国"雪龙"号极地科考破冰船从上海出发,奔赴南极执行科考任务。一路上,科考队员发现:从上海出发时,海面波涛汹涌、水温较高;驶向南大洋后,海水温度逐渐降低,最终海面结起厚厚的冰层,"雪龙"号必须依靠强大的破冰能力才能前行。为什么不同海域的海水冷热差别如此之大?海水除了"冷热",还有哪些性质会影响船只航行?今天我们就来学习——海水的性质。
图 我国"雪龙"号极地科考破冰船
四、新课讲授
(一)海水的温度
1. 概念与热量来源
海水的温度反映海水的冷热状况,是海水最重要的物理性质之一。海水热量的收入主要来自太阳辐射,支出主要是海水的蒸发。由于太阳辐射在地球表面分布不均,海水温度分布表现出明显的规律。
2. 分布规律
(1)水平分布
全球海洋表层水温大致由低纬向高纬递减;同一纬度,暖流流经海区水温偏高,寒流流经海区水温偏低。从"世界海洋表层水温分布图"可看出,等温线大体与纬线平行,低纬水温高、高纬水温低。
图 世界海洋8月表层水温分布示意
(2)垂直分布
海水温度随深度增加而递减。表层海水(混合层,约 0~100 米)受风浪和对流影响,水温较均匀;往下(约 100~1000 米)为温跃层,水温随深度迅速降低;1000 米以下为深海,水温变化很小,常年保持低温(约 2~6 ℃)。
图 海水温度随深度变化示意
(3)季节变化
同一海区,夏季水温高于冬季。海水的比热容比陆地大,升温慢、降温也慢,因此海水最热月、最冷月出现的时间比陆地约滞后一个月。
3. 影响海水温度的主要因素
影响因素
对海水温度的影响
纬度(太阳辐射)
低纬太阳高度角大,获热多,水温高;高纬反之。是主导因素
洋流性质
暖流增温、寒流降温;同纬度暖流区水温高于寒流区
季节
夏季水温高,冬季水温低
深度
随深度增加水温递减,深层常年低温稳定
4. 海水温度对人类活动的影响
调节大气温度:海水比热容大,沿海地区气温日较差、年较差小于内陆,气候温和湿润。
影响海洋生物:水温影响鱼类生长与分布,暖水鱼与冷水鱼种类不同。
影响航运:高纬海域冬季结冰,通航时间受结冰期长短限制。
全球变暖使海水升温、热膨胀,是海平面上升的重要原因。
(二)海水的盐度
1. 概念
盐度指1000 克海水中溶解的盐类物质的总质量,世界大洋平均盐度约为 35‰。海水中主要盐类是氯化钠(NaCl)和氯化镁(MgCl₂)。
2. 水平分布规律
世界大洋表层盐度以南北半球的副热带海区最高,由副热带海区向赤道和两极方向逐渐降低,呈"马鞍形"(双峰)分布。
图 世界大洋表层海水盐度分布示意
规律解读:
副热带海区盐度最高:受副热带高压控制,炎热少雨,蒸发量远大于降水量。
赤道海区盐度较低:虽蒸发旺盛,但降水丰沛,降水量大于蒸发量。
高纬海区盐度低:气温低,蒸发弱。
3. 影响盐度的主要因素
影响因素
对盐度的影响
蒸发量与降水量
蒸发量>降水量,盐度升高;蒸发量<降水量,盐度降低(主导因素)
入海径流
有大量河流注入的海区,海水被稀释,盐度偏低
洋流
同纬度,暖流流经盐度偏高,寒流流经盐度偏低
海域封闭程度
海区越封闭,与外界水体交换越弱,盐度越易走向极端
结冰与融冰
结冰析盐使盐度升高,融冰释放淡水使盐度降低
4. 典型海区对比——红海与波罗的海
红海盐度世界最高(约 41‰),波罗的海盐度世界最低(约 10‰)。二者盐度差异可从上述因素分析。
图 红海区域位置
图 波罗的海区域位置
红海盐度高的主要原因:
地处副热带,受副热带高压控制,全年炎热干燥,蒸发量远大于降水量。
沿岸多热带沙漠,河流稀少,淡水注入极少,对海水稀释作用小。
海域相对封闭,与外海高盐度海水交换弱,盐度易升高。
波罗的海盐度低的主要原因:
纬度较高(52°N~65°N),气温低,蒸发量小。
受西风带影响,降水较多,且周围有 250 多条河流注入大量淡水,稀释作用强。
海域较封闭,与外界低盐度海水交换有限。
(三)海水的密度
1. 概念
海水的密度指单位体积内海水的质量(kg/m³),大小与温度、盐度、深度(压力)密切相关。
2. 影响海水密度的因素
海水密度与温度呈负相关、与盐度呈正相关、与深度(压力)呈正相关。其中表层海水密度与温度的关系最为密切。
3. 分布规律
水平分布:
大洋表层密度大致由赤道向两极增大。赤道附近水温高、降水多、盐度较低,密度最小;向两极方向温度逐渐降低、盐度升高,密度增大,最大密度出现在寒冷的极地海区。
垂直分布:
海水密度随深度增加而增大。中低纬度海区,表层到约 1000 米深度密度随深度迅速增加,再往下变化很小;高纬海区密度随深度变化较小。
4. "海中断崖"现象
有时随深度增加,海水密度会突然变小,浮力随之突然减小,称为"海中断崖"。潜艇若遭遇"海中断崖",会因浮力骤减而急剧下沉,甚至酿成事故。这体现了海水密度垂直变化对军事活动的重要影响。
(四)海水温度、盐度、密度的相互关系
三大性质不是孤立的,而是"一因多果"的关系网:
太阳辐射决定海水温度,蒸发与降水的对比决定盐度,而温度与盐度共同决定密度(温盐共定密度)。简言之:
→ 温度高 → 密度小;盐度高 → 密度大。
五、海水性质对人类活动的影响(知识归纳)
航运:海水温度影响结冰期长短;盐度、密度影响船只吃水深度(密度大则浮力大、吃水浅)。
晒盐:盐田选址要求地势平坦、晴天多、蒸发旺、海水盐度高(我国长芦盐场、布袋盐场、莺歌海盐场)。
海水养殖:盐度的稳定性对海水养殖至关重要。
海水淡化:随科技发展,海水淡化成为淡水资源的重要补充。
资源开发:可提取镁、溴、碱等化学物质。
图 长芦汉沽盐场与海水淡化车间
图 海水淡化车间
拓展案例:新加坡滨海堤坝
新加坡地狭人稠、淡水资源匮乏。通过修建滨海堤坝,将海水拦蓄,配合海水淡化、集水区建设、循环用水等措施,有效缓解了淡水短缺问题,体现了人地协调的发展理念。
图 新加坡滨海堤坝
六、课堂小结
本节课围绕海水三大性质展开:
温度:由低纬向高纬递减,随深度增加而递减,主要受纬度、洋流、深度影响。
盐度:副热带海区最高,向赤道和两极递减;蒸发与降水对比是主导因素。
密度:由赤道向两极增大,随深度增加而增大;温盐共同决定密度。
三大性质相互关联,并深刻影响着人类的生产与生活。
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