第三节 海—气相互作用 讲义 2026-2027学年高二上学期地理湘教版选择性必修一

第三节 海—气相互作用 讲义 ● 一 教学目标（地理四维目标） 本节落实地理学科核心素养，从区域认知、综合思维、人地协调观、地理实践力四个维度确立学习目标。 ① 人地协调观 结合海—气相互作用的过程，认识海洋与大气之间的物质、能量交换对人类生存环境的影响，树立尊重自然、顺应自然的人地协调观念。 ② 综合思维 从热量、水分（水量）交换两条线索，综合分析海—气相互作用的机制及其对全球水热平衡的影响，理解厄尔尼诺、拉尼娜现象发生的机理及全球气候响应。 ③ 区域认知 运用世界洋流分布、印度洋8月表层水温分布等地图，识别不同海域海—气相互作用的区域差异，并说明其对区域气候、渔场和农业生产的影响。 ④ 地理实践力 能阅读“北半球海洋热量收支随纬度变化”曲线图与海水温度异常图，提取信息、描述规律；通过模拟实验与资料搜集，分析厄尔尼诺对我国气候（如冬季偏暖、夏季洪涝）的实际影响。 ● 二 教学重难点 教学重点 1. 海—气相互作用中热量交换与水分交换的主要方式及过程； 2. 海洋对大气的调节作用，以及海—气相互作用对全球水热平衡的意义； 3. 厄尔尼诺、拉尼娜现象的发生机理及其对全球气候的影响。 教学难点 1. 海—气相互作用过程中热量收支随纬度的变化规律（蒸发耗热、长波辐射等各分量的纬度差异）； 2. 厄尔尼诺（拉尼娜）如何通过信风减弱（增强）— 沃克环流减弱（增强）— 赤道太平洋海温异常这一链条，触发全球气候异常； 3. 全球水量平衡中各分量（蒸发量、降水量）在海洋与陆地之间的收支关系。 ● 三 课堂导入 【情境·问题驱动】请同学们观察下图——8月份印度洋表层水温分布图。 图1 8月份印度洋表层水温分布 从图中可以看到，赤道附近的印度洋表层水温呈现怎样的特点？阿拉伯海、孟加拉湾与索马里沿岸的水温为何存在差异？同一纬度的海面温度高低不同，会对上空的空气产生怎样的影响？ 【追问】我们知道，大气的主要直接热源和水源都来自海洋。当某一海域海面温度偏高或偏低时，会不会“牵一发而动全身”，影响到很远地方的天气与气候？1997年、2015年那些异常的年份，全球许多地方出现的洪涝、干旱、暖冬，真的和几千公里外赤道太平洋海水的“变温”有关吗？ 带着这些问题，我们进入本节课的学习——海—气相互作用。 ● 四 海—气相互作用与水热交换 ▍ （一）海洋与大气的紧密联系 海洋是大气最主要的热源和水源。世界大洋面积约占全球表面积的71%，海洋的水量约占全球总水量的96.5%。海—气相互作用，就是指海洋与大气之间在物质（水分、气体）和能量（热量）两个方面进行的持续不断的交换过程。 水分交换 海洋通过蒸发向大气输送水汽。海面的蒸发量与水温、风速、空气湿度等有关，低纬海区蒸发旺盛，是大气中水汽的主要来源。大气中的水汽又以降水的形式返回海洋和陆地。 热量交换 海洋以长波辐射、蒸发潜热、湍流感热等方式把热量输送给大气；同时大气也以长波辐射把热量还给海洋，两者相互传递、相互调节。 图2 海—气热量交换过程示意图 ▍ （二）热量交换的主要方式 ● 长波辐射：海面以长波辐射形式把热量传给大气，是海洋向大气输送热量的基本方式。 ● 蒸发潜热：海水蒸发时吸收大量潜热，水汽进入大气后再释放，实现热量的远距离输送。 ● 湍流感热：海气界面处通过分子与湍流运动进行显热的交换。 ● 海洋还向大气提供二氧化碳等气体，参与全球碳循环与温室效应。 阅读 · 海洋与二氧化碳 海洋是地球上最大的碳储库之一，溶解的碳约为大气的50倍以上。海—气之间通过物理溶解与生物泵（浮游植物光合作用吸收CO₂、沉降）持续交换碳。海洋吸收人类活动排放的部分CO₂，在一定程度上减缓了大气CO₂浓度的上升，但同时也会引起海水酸化，影响珊瑚、贝类等钙化生物。这体现了海—气相互作用在全球气候变化中的重要地位。 ▍ （三）海洋对大气的调节作用 由于海水的热容量远大于陆地和空气，海洋升温慢、降温也慢，对大气温度起到显著的调节作用，使沿海地区的气温年较差、日较差都较小，气候具有海洋性特征。 ● 五 海—气相互作用与水热平衡 ▍ （一）水量平衡 从全球尺度看，蒸发量与降水量大致相等，水分收支基本平衡。但海洋与陆地之间、不同纬度之间存在明显的差异，如下表所示。 区域 年平均蒸发量 年平均降水量 水量盈亏 海洋 约 88% 约 78% 蒸发 > 降水，有盈余 陆地 约 12% 约 22% 降水 > 蒸发，有亏损 全球合计 100% 100% 收支基本平衡 注：表中百分比为占全球总蒸发量（或总降水量）的比例。海洋蒸发量大于降水量，盈余的水汽经大气输送到陆地，以径流形式返回海洋，形成海陆间水循环。 ▍ （二）热量收支与纬度变化 图3 北半球海洋热量收支随纬度变化曲线图 从上图可以看出北半球海洋热量收支随纬度变化的基本规律： 1. 低纬海区（约0°—30°N）接收的太阳辐射多，海洋向大气输送的热量大于大气还给海洋的热量，热量盈余，海水温度高； 2. 中高纬海区（约30°N以北）热量收入小于支出，热量亏损，海水温度逐渐降低； 3. 海洋与大气之间正是通过这种随纬度变化的热量输送，调节着高低纬度之间的热量差异，维持全球热量平衡。 ▍ （三）水热平衡的意义 海—气相互作用使热量和水分在全球范围内得到输送与交换，维持着全球水热平衡，是地球上气候形成与演变的重要机制。一旦海—气相互作用出现异常，就会打破原有的平衡，引发全球性的气候异常——这就是厄尔尼诺、拉尼娜现象。 ● 六 厄尔尼诺、拉尼娜及其影响 ▍ （一）正常年份的赤道太平洋 正常年份，赤道附近太平洋受东南信风影响，表层海水自东向西流动（南赤道暖流），在赤道东太平洋沿岸（如秘鲁、厄瓜多尔沿海）形成上升流，把深层冷海水带到表层，使该海域表层水温偏低、气压偏高；而赤道西太平洋（如印度尼西亚、澳大利亚东北部）堆积暖水，水温高、气压低。由此在赤道太平洋上空形成由东向西的沃克环流（低层信风、高层西风），东西太平洋海温差异显著。 ▍ （二）厄尔尼诺（El Niño） 定义 指赤道中、东太平洋海域海水温度异常持续升高的现象，一般每2—7年发生一次，多始于年末圣诞节前后，因而得名“圣婴”（El Niño）。 图4 厄尔尼诺与拉尼娜海水表面温度异常对比 厄尔尼诺发生时的变化过程： ① 信风减弱：赤道太平洋东南信风减弱甚至反向，南赤道暖流随之减弱； ② 暖水东移：赤道中、东太平洋暖水异常增温，秘鲁沿海上升流减弱，海温异常升高； ③ 沃克环流减弱甚至反向：东西太平洋海温差减小，沃克环流随之减弱、东移甚至反向； ④ 气候异常：赤道东太平洋沿岸降水增多，易发生洪涝；西太平洋（印尼、澳大利亚）降水减少，易发生干旱。 厄尔尼诺年全球影响：南美洲西岸（秘鲁、智利）暴雨洪涝，澳大利亚、印度尼西亚、印度东部易干旱、森林火灾，我国可能出现暖冬、夏季长江流域洪涝等。 ▍ （三）拉尼娜（La Niña） 定义 指赤道中、东太平洋海水温度异常持续偏低的现象，常与厄尔尼诺交替出现，又称“反圣婴”，意为“小女孩”。 拉尼娜发生时的变化过程与厄尔尼诺大致相反： ① 信风增强：赤道太平洋信风比常年偏强，南赤道暖流加强； ② 冷水西涌：赤道东太平洋冷水上翻加剧，海温异常偏低，西太平洋暖水堆积更多； ③ 沃克环流增强：东西太平洋海温差加大，沃克环流增强并向西偏移； ④ 气候异常：赤道东太平洋沿岸更干旱，西太平洋（印尼、澳大利亚）降水偏多，易发生洪涝。 拉尼娜年全球影响：印度尼西亚、澳大利亚北部、巴西东北部和非洲南部降水偏多；美国南部、阿根廷等地偏旱；我国可能出现冷冬、夏季北方多雨等。 ▍ （四）沃克环流：正常与厄尔尼诺对比 图5 正常年份与厄尔尼诺年份沃克环流对比示意图 对比项 正常年份 厄尔尼诺年 东南信风 较强，推动暖水西流 明显减弱，甚至反向 赤道中、东太平洋海温 偏低（上升流带来冷水） 异常升高（暖水东移） 沃克环流 强盛，下沉气流在东侧 减弱、东移，甚至反向 西太平洋降水 偏多 偏少（易干旱） 东太平洋沿岸降水 偏少 偏多（易洪涝） ● 七 课堂小结 本节主线：海—气相互作用是海洋与大气之间物质（水分、气体）和能量（热量）的持续交换，它调节着全球的水热平衡。 1. 海洋是大气最主要的热源和水源，以长波辐射、蒸发潜热等方式与大气交换热量。 2. 全球水量收支基本平衡，但海洋蒸发>降水、陆地降水>蒸发，水汽经大气输送、径流返回，维持水循环。 3. 热量收支随纬度变化：低纬盈余、高纬亏损，海洋调节高低纬热量差异。 4. 厄尔尼诺（海温异常升高）与拉尼娜（海温异常偏低）通过信风—海温—沃克环流的变化，引发全球气候异常。 ● 八 板书设计 本节知识框架 海—气相互作用 ├─ 水分交换：海洋蒸发 → 大气水汽 → 降水返回 ├─ 热量交换：长波辐射、蒸发潜热、湍流感热 ├─ 水热平衡：全球水量/热量收支平衡 └─ 异常：厄尔尼诺（暖）→ 信风减弱 → 沃克环流减弱 拉尼娜（冷）→ 信风增强 → 沃克环流增强 第 页 学科网（北京）股份有限公司 $