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(共44张PPT)
4.3 海-气相互作用
1、运用图表，分析海—气相互作用对全球水热平衡的影响，
2、解释厄尔尼诺、拉尼娜现象对全球气候和人类活动的影响。
课程标准
素养目标
1、区域认知:结合实例,了解海—气之间水热交换的原理、过程以及影响因素。
2、综合思维:通过读图和材料等,综合分析厄尔尼诺、拉尼娜现象可能对全球天气和气候产生的影响。
3、地理实践力:结合具体实例,理解厄尔尼诺、拉尼娜现象对我国天气的影响。
【情景一】“梅花”四弄
2022年9月8日上午8点，今年的第12号台风“梅花”在西北太平洋洋面上生成，并向西北方向移动，强度逐渐增强。“梅花”于14日20时30分以强台风级别在浙江普陀沿海一带登陆，之后又于15日凌晨0时30分前后在上海奉贤沿海二次登陆。9月16日0时前后，“梅花”再次在山东青岛市崂山区沿海登陆，登陆时强度在热带风暴级别；之后“梅花”继续北上，最后在辽宁旅顺至庄河一带沿海登陆。“梅花”为所经过的地区带来了强降雨。
【问题一】：从海-气作用的角度，分析台风“梅花”的形成条件
水汽是台风形成的源动力
海洋是大气中水汽的最主要来源，约占大气水汽的87.5%。
大气中的水汽受热蒸发，在适当条件下凝结后，以降水的形式返回海洋。
太阳辐射
海水蒸发
水汽凝结
大气降水
1.水分交换
大气上界
A
海水吸收
海洋长波辐射
大气辐射
大气还海洋
海洋暖大气
太阳辐射
大气削弱
射向宇宙空间
大气吸收
射向宇宙空间小部
大气逆辐射
海洋辐射是大气增温的直接能量来源
海洋表层储存85%的热量。
海—气之间的热量交换
太阳暖海洋
潜热是相变潜热的简称，指单位质量的物质在等温等压情况下，从一个态相变化到另一个态相吸收或放出的热量。
海水蒸发（吸热） 水汽凝结（放热）
海洋吸收太阳辐射，把热量储存在海洋表层。海洋再通过潜热、长波辐射的方式把储存的太阳辐射能输送给大气，为大气运动提供能量，驱使大气运动。
太阳辐射
海水蒸发
（吸热）
水汽凝结（放热）
潜热输送
海洋表层储存85%（总太阳辐射）的热量
海水运动
长波辐射
大气运动
大气主要通过风向海洋传递动能，驱使表层海水运动。
2.热量交换
水汽：海洋表层吸收太阳辐射，表层海水受热上升，蒸发到大气中形成水汽。
热量：海洋吸收太阳辐射，表层海水储存热量；海面受热，水汽凝结释放潜热。
【问题一】：从海-气作用的角度，分析台风“梅花”的形成条件
【问题二】：为什么“梅花”能够实现四次登陆并带来强降雨？
“梅花”在向北上移动的过程中依次经过了南海、东海和黄海等海域，不断地得到海洋热量和水汽的补充，使之势力不断增强或者得以保持，从而实现四次登陆并带来强降水。
北半球海洋热量收支随纬度的变化
0°
20°
40°
60°
80°
400
800
1200
1600
辐射热量/[J/（m ·d）]
90°N
收入
支出
a.热量收入：吸收太阳辐射
b.热量支出：蒸发消耗热量
热量收支情况
低纬度海区：收入大于支出;
高纬度海区：支出大于收入;
中纬度海区：收支大致相等
热量收入＞热量支出 热量盈余
热量收入＜热量支出 热量亏损
全球的热量平衡：地球上高低纬度间的热量输送主要是通过大气运动和洋流共同实现的。
在0°~30°N地区，海洋输送的热量超过大气输送的热量；
在30°N以北地区，大气输送的热量超过海洋输送的热量；
在50°N附近，海洋把相当多的热量输送给大气，再由大气环流向更高纬度输送。
热量平衡
从长期来看，全球水的总量没有什么变化
但是就一个地区来说，有时降水多，有时降水少
在某段时期内，一个地区的储水变化量就是水量收入和支出的差额；这就是水量平衡原理
水量平衡原理
全球水量平衡示意图
A
海洋
陆地
水汽
577
降水
458
505
47
降水
119
径流
72
蒸发
单位/1000km3
1. 估算陆地和海洋对大气水汽的相对贡献，说明大气水汽的的主要来源。
大气水汽（577）等于海洋贡献水汽（505）和陆地贡献水汽（72）之和，说明海洋是大气水汽的主要来源。
A
海洋
陆地
水汽
577
降水
458
505
47
降水
119
径流
72
蒸发
单位/1000km3
全球水量平衡示意图
2. 估算海洋蒸发和降水的差额，说明补充这个差额的水量来源。
海洋蒸发（505）—降水（458）=径流（47），说明补充这个差额的水量来源是径流。
A
海洋
陆地
水汽
577
降水
458
505
47
降水
119
径流
72
蒸发
单位/1000km3
全球水量平衡示意图
3. 如果海洋蒸发量增加或减少，陆地可能发生相应的变化。请利用水量平衡原理加以说明。
海洋蒸发量增加：陆地降水会增加，地表径流和地下径流会增加，流水对地表形态的塑造会更显著
A
海洋
陆地
水汽
577
降水
458
505
47
降水
119
径流
72
蒸发
单位/1000km3
全球水量平衡示意图
海洋蒸发量减少：陆地降水会减少，地表径流和地下径流会减少，风力对地表形态的塑造会更显著
活动：了解水量平衡原理
1. 对于全球而言：
蒸发总量=降水总量
全球水量平衡
2. 对于不同地区而言：
蒸发量不一定等于降水量
分为干湿地区
3.对于同一个地区而言：
某段时期内储水量是变化的
变化量=水量收入-支出
【归纳小结1】：海—气相互作用的过程
海—气相互作用通过大气环流与大洋环流，驱使水分和热量在不同地区传输，维持地球上水分和热量的平衡。
全球水热平衡
大洋环流
海洋
大气环流
大气
水分交换
热量交换
风
读海-气相互作用模式图，完成1-3题。
1.图中表示海-气相互作用中水分交换的是（ ）
A.①② B.②③
C.③④ D.①④
2.海洋是陆地降水的主要水汽来源，但从长远看，海洋水体总量变化不大，主要得益于过程（ ）
A.① B.②
C.③ D.④
3.海洋是大气中水汽的主要来源，下列海域为大气提供的水汽最多的是（ ）
A.低纬 B.中纬
C.高纬 D.北冰洋
C
B
A
通过海——气相互作用，海洋和大气成为一个整体。如果表层海水温度发生异常，大气环流也会异常，甚至出现极端的天气事件
二、厄尔尼诺与拉尼娜现象
沃克环流
信风
动力作用
海-气作用
使赤道暖流自东向西流
东岸冷海水上涌，西岸暖海水堆积
赤道附近太平洋海区表层海水温度：西高东低
海-气作用
热量交换
大气热力环流
沃克环流
大量降水
温度低
温度高
正常状态下，通过海-气作用，在赤道附近太平洋上空，形成接近东西向的
热力环流——沃克环流
赤道附近太平洋西侧：
多雨、湿润；
赤道附近太平洋中东侧：
晴朗、干燥；
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
【情景2】：阿塔卡马沙漠的奇观
阿塔卡马沙漠位于智利北部，在安第斯山脉和太平洋之间呈阶梯状分布。在沙漠海岸区时常会浓雾弥漫，当地人称为“卡门却加雾”。由于浓雾难以跨越海岸山脉进入阿塔卡马沙漠腹地，使这里成为世界“干极”以及天文学界公认的地面天文观测最佳地点。2016年11月，中国国家天文台和智利签订协议，在阿塔卡马沙漠南部边缘的安第斯山支脉上合作建设天文观测基地。
【奇观一】：天空之镜
【奇观二】：拉网捕雾
为了解决用水问题，中国天文观测基地的工作人员学习当地人在海岸山脉的西坡“拉网捕雾”。即在山头上立了一张巨大的塑料网，使来自太平洋的浓雾在网上凝结成水滴，在通过大网下面的水槽和输水管流到蓄水桶中。
【问题3】：结合材料，分析阿塔卡马沙漠海岸地区浓雾弥漫但却无法形成降水的主要原因。
浓雾弥漫的原因：
无法形成降水的原因：
①要有充足的水汽
②要有较多的凝结核
③要是水汽降温（抬升或遇冷冷却凝结）
（1）地处热带地区，太平洋水汽蒸发量大；
（2）当暖空气经过秘鲁寒流冷海面上时，水汽会遇冷凝结形成海雾。
（1）副高控制，盛行下沉气流；
（2）寒流沿岸下冷上热（逆温），大气稳定（或无法对流）；
（3）翻越安第斯山脉的下沉气流，抑制沿海冷湿气流抬升；
【奇观三】：沙漠花海
2021年10月，中国天文观测基地的工作人员看到有很多沙漠植物的种子在降雨后约两个月突然发芽，遍地野花绽放，呈现“花海”奇观。
【问题4】：“世界干极”的降雨主要与 图的气流和海水运动有关，并据图说明偶发“花海”的原因
B
1.含义：赤道东太平洋南美沿岸海水温度异常上升的现象。由于这种现象经常发生在年末圣诞节前后，所以当地人称为“圣婴”(厄尔尼诺)。
（2）厄尔尼诺
2.成因：东南信风减弱，赤道逆流增强，暖海水输送到东太平洋，南美洲的寒流被暖流取代。
距平值
热
冷
厄尔尼诺现象发生时太平洋表层水温异常升高
（2）厄尔尼诺
赤道附近太平洋
西侧：
变为
干燥少雨
引发旱灾
赤道附近太平洋
东侧：
变为
湿润多雨
引发洪涝
赤道附近太平洋地区：东涝西旱
沃克环流异常
冷水
暖水
东南信风减弱
西太平洋水温偏低
中东太平洋水温偏高
【问题4】：“世界干极”的降雨主要与 图的气流和海水运动有关，并据图说明偶发“花海”的原因。
（1）太平洋东部水温异常升高，导致位于太平洋东部的阿塔卡马沙漠附近盛行上升气流，降水增多；
（2）雨水下渗和当地的高温促使沙漠中的种子迅速发芽、生长、开花。
B
【问题5】：分析“沙漠花海”期间秘鲁沿海渔场的变化。
厄尔尼诺现象发生时，信风减弱，沿岸上升流减弱，导致海底营养盐类上泛减少，渔场减产
厄尔尼诺现象发生时，秘鲁沿岸水温异常偏高，使冷型鱼类大量死亡，导致鱼群数量锐减
厄尔尼诺现象对世界气候的影响
水温异常升高
水温偏低
降水减少
持续干旱、森林大火
降水增多，秘鲁寒流减弱
饵料减少
渔业减少
使东亚冬季风变弱，出现暖冬现象
厄尔尼诺现象对我国气候的影响
阿留申低压
使我国夏季风变弱，东部季风区雨季来得迟去得早、雨季变短，可能出现南涝北旱的现象。
我国夏季台风数量变少（赤道附近大洋西侧水温偏低对流较弱），且台风路径偏东（因为西太平洋副热带高压脊变得比正常年份偏弱）
2.成因：东南信风加强，将表面被太阳晒热的海水吹向太平洋西部，东部底层海水上泛，致海水变冷，西部海水温度增高。
拉尼娜现象发生时海温示意图
（3）拉尼娜（与厄尔尼诺相反）
1.定义：与厄尔尼诺现象相反，赤道附近中东太平洋海面温度异常降低现象。
（3）拉尼娜（与厄尔尼诺相反）
冷水
暖水
西太平洋水温偏高
中东太平洋水温偏低
赤道附近太平洋
西侧：
变为
湿润多雨
引发洪涝
赤道附近太平洋
东侧：
变为
干燥少雨
引发旱灾
赤道附近太平洋地区：西涝东旱
沃克环流异常
东南信风加强
赤道附近大洋东侧离岸风增强，上升流变强，海洋表层营养物质增多，渔场增产。
使东亚冬季风变强，冬季较正常年份更冷，常发生雪灾、牲畜冻死,破坏交通、电力等基础设施。
使我国夏季风变强，东部季风区雨季来得早去得迟、雨季变长，可能出现南旱北涝的现象。
我国夏季台风数量偏多（赤道附近大洋西侧水温偏高对流较强），且台风路径偏西（因为西太平洋副热带高压脊变得比正常年份偏强）
【问题7】：当图1中P海域的水温异常偏低时，会对我国的气候造成哪些影响？
（当P海域的水温异常偏低时，东南信风增强，海水由太平洋东岸流向西岸）
赤道太平洋西岸水温较往年偏高，台风形成的几率增加（台风增加）；
夏季风增强，北方降水增多，沙尘暴减少；
冬季时与我国北方之间的温差增大，即气压梯度增大，易出现寒冬现象。
名称 厄尔尼诺 拉尼娜
概念 赤道附近太平洋中东部表层海水温度异常升高的现象 赤道附近中东太平洋海面温度异常降低的现象。
发生时间 间隔2~7年发生一次，通常发生在圣诞节前后 间隔几年发生一次，出现年份与厄尔尼诺现象交错
，通常发生在圣诞节前后
现
象 洋流 秘鲁寒流势力减弱，温暖海水从赤道向南流动，赤道逆流增强 当秘鲁寒流过于强盛时，冷水沿赤道附近海域向西
扩散到更远，使太平洋东部和中部海面温度持续异
常偏低
水温 赤道太平洋中东部水温异常升高，西部降低 赤道太平洋中部和东部水温异常降低，西部升高
成
因 东南信
风 减弱 增强
赤道逆
流 增强 减弱
影
响 生物 太平洋东岸海区水温升高，营养物质减少，浮游生物和鱼类、鸟类死亡 鱼类和鸟类增加
大气环
流 形成增强型对流，赤道太平洋中部气流上升，西部气流下沉，东部下沉气流因水温升高而减弱 信风比常年偏强，赤道太平洋中部和东部海域，水
温偏低，盛行下沉气流，降水偏少：赤道西太平洋
海域，水温比常年偏高，盛行上升气流，降水增多
，台风次数增多
天气、
气候 大洋西部的澳大利亚、印度、印度尼西亚等地，出现严重旱灾，大洋东部荒漠地带暴雨成灾 对我国
的影响 台风次数减少，冬季出现暖冬夏季风减弱，北进速度减慢，南涝北旱 台风次数增加，冬冷夏热夏季风增强，北进速度加
快，南旱北涝
关联性 拉尼娜现象一般出现在厄尔尼诺现象之后 【知识框图】

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