资源简介

问题研究　能否利用南极冰山解决沙特阿拉伯的缺水问题
【教学目标】 1.了解南极冰山的基本情况。 2.了解沙特阿拉伯的淡水资源短缺现状。 3.结合图文资料,根据洋流和风向设计将冰山运往沙特阿拉伯的最佳路线。 4.结合资料,分析冰山运输过程中需要解决的技术问题。 5.结合资料,反思大规模利用南极冰山可能带来的环境问题。
【教学重点】沙特阿拉伯的淡水资源短缺现状。
【教学难点】大规模利用南极冰山可能带来的环境问题
【教学方法】课件演示法、学思结合法、合作探究法、讲练结合法
【教学过程】 一、南极冰山的基本情况 （一）南极冰山的形成 南极大陆的冰盖呈盾形，中部高，四周低，冰体向四周辐射状挤压流动，冰盖边缘往往伸出巨大的冰舌。冰舌断裂后入海，形成巨大的冰山。 据统计，南极附近海上的冰山，约有21.8万座。最大的冰山长335千米，宽97千米，水面以上高度为130米，宛如一座冰岛。 （二）南极的水资源状况 南极洲面积为1400万平方千米，95％以上的地方常年被冰雪覆盖，形成了巨大而厚实的冰盖。它的平均厚度达2450米，冰雪总量约2700万立方千米，占全球冰雪总量的90％以上，占全世界可用淡水的72％。有人估算，这里的淡水资源可供全球使用7500年。因此，南极洲是人类最大的淡水资源，而且很少受到污染，水质极好。 （三）南极水资源丰富的原因 请根据世界气候类型分布图及南极东方站多年平均各月气温和降水量统计图分析思考： 南极地区的年降水量只有55毫米，为什么会储藏着如此丰富的淡水资源？ 二、沙特阿拉伯淡水资源短缺现状 资料1：联合国教科文组织国际淡水年特使谈沙特阿拉伯的淡水资源 由于我本人来自一个没有长年流淌的河流，降雨稀少的沙漠王国——沙特阿拉伯 ，我非常清楚淡水的价值。不久前，这里的人们还习惯于传统的生活方式，人们本能地适应水资源短缺的环境，有多少水，就只用多少。但是今天，现代化的生活方式使人们对水资源的需求量越来越大，和世界上许多地方一样，沙特正经受着水资源短缺的严峻考验。 人口增长、工农业发展和城市化进程使用水量不断上升，已超过当地有限水资源的负荷。是的，我们利用宝贵的地下水灌溉小麦、大麦、西红柿和瓜果并养殖家禽，在沙漠地带创造了繁荣。但是，我们的地下水水位也在不断地下降。 （一）沙特阿拉伯水资源短缺的原因 结合资料1，根据世界气候类型分布图及沙特阿拉伯首都利雅得多年平均各月气温和降水量统计图分析思考：沙特阿拉伯水资源短缺的原因有哪些？ （二）沙特阿拉伯水资源短缺的解决措施及其局限性 1.海水淡化 局限性：成本高，技术难度大，供应量有限。 2.人工增雨 局限性：空气干燥，云量少，不符合人工降雨的要求。 3.开发地下水 局限性：长期开采会导致地下水资源枯竭和地表下陷等问题。 4.跨流域调水 局限性：整个西亚地区的水资源都相当紧张，不同国家之间存在利益纷争。 5.植树造林 局限性：气候干旱，与原有生态环境不相协调，树木的成活率极低。 6.节约用水 局限性：现代化生活方式、人口增长、工农业发展和城市化进程促使用水量不断上升，节约用水不能从根本上解决问题。 三、运输过程中需要解决的技术问题 假如目前在南纬65°04′，东经75°45′处有一座巨大的冰山，经测算其重约10亿吨。计划将其运往西亚的沙特阿拉伯，在运输冰山之前你认为必须解决的技术问题有哪些？ （一）损耗问题 冰山具有体积大、重量大、易融化的特点，按照目前的科技水平， 大致可以通过以下三个方案来运输冰山： 方案一：以液态形式运输 方案二：以冰块的形式运输 方案三：以整个冰山的形式运输 方案一：以液态形式运输 将冰山转化成水，再用管道或轮船运输。 优点：损耗较小； 缺点：需要花大量的资金来融化冰山，铺设管道前期投入资金较大，成本较高。 方案二：以冰块的形式运输 将冰山分割为小冰块，再用飞机或者轮船运输。 优点：节省一定的资金； 缺点：花费在各种切割和储存设备上的投入将增加，冰山被切割体积变小后更容易融化。 方案三：以整个冰山的形式运输 利用轮船将冰山整体拖至阿拉伯半岛。 优点：资金投入最少； 缺点：需要解决装载问题和减缓冰山融化速度。 （二）动力问题 在以整个冰山的形式运输过程中，动力问题和损耗问题是相互联系的，运输动力越大，冰山移动的速度就越快，冰山暴露消融的时间就越短，冰山融化的损耗就越小。运输过程中，风向和洋流流向也会对运输速度起到一定的影响。 经过估算，重约10亿吨的南极冰山，如果在到达时能保留冰山的45%，就能解决沙特阿拉伯1年的水资源短缺问题。 目前人类已具备重吨位且机动性能强的装载工具、成熟的破冰技术和高效的防融储存技术，结合冰山消融的损耗和前期投入的资金成本，按照方案三：以整个冰山的形式运输，其可操作性更强更合理，过程中还可以考虑给冰山附膜以减缓其融化速度，减少损耗。 四、根据洋流和风向设计最佳线路 已知冰山位置在65°04′S，75°45′E，请同学们回顾表层世界洋流分布图，思考在运输冰山的过程中可以利用哪些洋流？ 读图可知，从南极运冰山去沙特阿拉伯主要经过海区为南印度洋和北印度洋，其中北印度洋由于受季风环流的影响，表层洋流会发生季节性变化。我们在设计线路时还需要考虑到不同季节的风向和洋流流向。 线路一：北半球冬季 航线路程较短，冰川消融较大。 线路二：北半球夏季 航线路程较长，冰川消融较少。 五、反思大规模利用南极冰山可能带来的环境问题 凡事具有两面性，人类活动也一样。大量地将南极的冰山运往热带沙漠地区，可以一定程度解决当地的淡水资源短缺问题，但是地球的自然环境是一个整体，我们可以从水热平衡、自然景观、全球气候等方面反思一下，这样做将会对全球的环境产生哪些影响？ 1.破坏全球的水循环和水平衡，南极的地表水减少，赤道地区地表水增加。 2.破坏全球热量平衡，低纬度地区因为极冰的融化而吸收大量的热量，影响全球大气环流，造成气候异常，自然灾害增多。 3.极冰大量运到低纬度地区利用， 再经地表径流输送进入海洋，加上运输过程中冰山的融化，会加剧海平面上升，甚至淹没沿海城市。 4. 南极冰川减少，影响企鹅等生物的生存空间，可能导致物种多样性减少。 5.人类干预加剧，破坏南极原始生态，降低其科研价值。 因此，在项目开始前还应该要做好环境影响、资源和环境承载力等方面的评价，预见可能产生的破坏性问题，并提出应对方案。
【板书设计】
【课后答疑】 难点突破： 除了热带沙漠地区还有其他地区会出现水资源短缺吗？ 这些地区水资源短缺的原因有哪些？ 他们通过什么措施来缓解？ 这些措施是否会产生环境问题？ 【案例】 开普敦是南非名城，被欧洲游客誉为“冬季避寒胜地”。由于连续三年干旱，2018年1月，开普敦市政府宣布4月12日为“归零日”（水库淡水归零，即无水可用的日子）。市长已下令开发临界线以下的地下水，并亲临工地督战。读下图和南非区域图”和“开普敦气温曲线降水量柱状图”，完成下列各题。 （1）开普敦被欧洲游客誉为“冬季避寒胜地”的原因？ 开普敦位于南半球，季节与位于北半球的欧洲相反，当欧洲处于冬季时，开普敦正值夏季，因此成为欧洲游客的“冬季避寒胜地” 。 （2）开普敦市水库长期“靠天补水”，市政府预估在4月出现“归零日”的自然原因？ 读图可知开普敦属于地中海气候，冬季（6-8月）降水多，夏季（12-2月）降水少，4月份时已经历数月的干季，而雨季未至，加上连续三年干旱的影响，水库储水即将耗尽，因此市政府预估在4月出现“归零日”。 （3）推测导致开普敦市缺水可能的人文原因？ 人口稠密，生活用水量大，浪费严重；工农业生产和城市发展用水增加； 工矿业生产破坏植被和湿地，使地表及地下蓄水减少；存在不同程度的水污染；对旱情认识不足，未做好干旱应对预防措施。 （4）从水环境质量的角度分析开采临界线以下地下水可能带来的危害？ 地下水位进一步下降，海水倒灌，地下水的盐度增加；引起地表盐碱化，破坏陆地生物多样性；地下水资源水量减少，水体净化能力减弱； 造成地面沉降或地面塌陷；地表污水渗入，水污染加剧，水质变差。 （5）面对“归零日”，开普度市还可以采取哪些应对措施？ 生活中养成节约用水的好习惯，减少浪费；在工业生产中，建立和完善循环用水系统；发展节水农业，提高水资源的利用率；利用人工增雨和海水淡化等技术增加淡水；从周边水资源丰富地区调集水资源。 （6）南非也计划利用巨型油轮从南极洲外围拖运冰山，以解决严重的淡水危机，与沙特阿拉伯相比，南非从南极外围拖运冰山的优势有？ 南非位于南半球，距南极较近，耗时较短，费用较低；从南极到南非，运输线路不用经过炎热的赤道地区，融化量较少；南非所处纬度较高，水温较低，运输途中损耗也较小。
6

展开更多......

收起↑