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第三节 海—气相互作用的教案
【教学目标】
1.地理实践力：绘制大气受热过程示意图和水循环示意图，复习巩固同时体会图中蕴含的海洋和大气的水热交换关系。
2.综合思维：从水分和热量两方面分析海—气相互作用对全球水热的影响；从海洋表层水温的变化推理对气压差异、大气环流、大洋环流变化的影响，推导出厄尔尼诺和拉尼娜事件对区域气候乃至全球气候的影响。
3.区域认知：从赤道太平洋着手，能从不同的时间尺度和空间尺度认识气候周期性变化，及由区域到全球的气候表现。
4.人地协调观：理解海洋对人类的重要性，建立人与海洋和谐共生的理念，树立防灾减灾的意识。
【教学重难点】
重点：分析海—气相互作用对全球水热平衡的影响。
解释厄尔尼诺、拉尼娜现象对全球气候和人类活动的影响。
难点：解释厄尔尼诺、拉尼娜现象对全球气候和人类活动的影响。
【新课导入】
（展示）秘鲁洪水图片。
（教师）秘鲁沿海受寒流影响，气候干旱。然而2016年12月下旬，秘鲁北部海域海水逐渐升温，雨水增多。到2017年3月，沿海地区暴雨引发的洪灾已经造成近百人死亡，数万人受灾。为什么会出现这种气候异常现象？如何监测这种现象？
让我们带着问题，一起走进今天的地理课堂——《海—气相互作用》。
【新课讲解】
海—气相互作用与全球水热平衡
1、海—气之间的水分交换
海洋通过蒸发向大气提供水分。大气中87.5%的水汽由海洋提供的。大气通过降水将水分返回到海洋。实现了海洋和大气间的水分交换。
2、海—气之间的热量交换
海洋表层储存了到达地表太阳辐射85%的热量。通过传导、对流等方式加热近海面大气，并通过长波辐射的形式将热量传递给大气，海洋表面就成为近地面空气主要的直接热量来源。为大气运动提供能量，驱使大气运动。大气主要通过风向海洋传递动能，驱使表层海水运动。如，南北赤道暖流就是由信风吹拂形成的。
3.影响海—气间水热交换的因素
低纬地区获得的太阳辐射多，热量收入大于支出，因此海水温度高，蒸发量大，向大气输送的热量多；高纬地区获得的太阳辐射少，热量支出大于收入，海水温度低，蒸发量小，向大气输送的热量少。暖流水温高，蒸发量大，向大气输送的热量多，寒流水温低，蒸发量小，向大气输送的热量少，因此纬度和洋流是是影响海—气间水热交换的因素。
通过海气相互作用，海洋和大气成为一个整体。
4.海—气相互作用的意义。
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。
【活动探究】
展示水量平衡示意图：可以通过下面的活动来探究全球水量是如何保持动态平衡的。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。
1.估算陆地和海洋对大气水汽的相对贡献，说明大气水汽的主要来源
陆地水汽贡献率=72÷577≈12.48%
海洋水汽贡献率=505÷577≈87.52%
说明：海洋是大气中水汽的最主要来源。
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。
海洋蒸发量约为505 00立方千米，降水量约为458 0方千米，因此差额为47 00立方千米。
说明：来自大陆的径流补充了差额
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。
【播放视频】引入对厄尔尼诺的探究
问题探究：分析太平洋中东部海水温度变化对气候的影响
展示世界表层洋流分布图（局部），比较A、B两地的水温高低，并分析原因。
信风吹拂表层海水向西流，西部堆积了大量暖水，水温较高，而东部因表层暖水流走，较高纬和底部的海水补充，水温较低。
展示正常年份热带太平洋上空的大气热力环流模式图。2.在右图中画出AB两地间太平洋上空的热力环流，并判断A、B 两地的降水特征
正常年份：沃克环流，赤道附近太平洋东部少雨；西部多雨
通过海－气相互作用，海洋和大气成为一个整体。当海水表层温度发生变化，就会引起大气环流的变化。
展示厄尔尼诺现象发生时的水温异常图，分析当水温异常时，会有什么变化呢？3.读下图，赤道附近大洋东西两侧的温度跟正常年份比有什么变化？这种变化对东西太平洋的垂直气流方向与气候会产生什么影响？
厄尔尼诺现象：赤道附近太平洋中东部表层海水温度异常升高的现象（圣诞节前后）。
东、西部海面的温度差异减小；反沃克环流，赤道附近太平洋东部多雨；西部少
二、厄尔尼诺和拉尼娜现象
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。
1.厄尔尼诺现象
正常年份，赤道附近太平洋中东部的表层海水温度较低，大气较稳定，气流下沉；西部海水温度较高，气流上升。
（图片导入）正常年份沃克环流图
(1) 概念
有些年份，赤道附近太平洋中东部的表层海水温度异常升高的现象。
（2）成因
每隔几年，东南信风突然减弱，甚至会转为西风，赤道附近太平洋东岸的冷海水上涌现象消失，赤道逆流增强，温暖的海水被输送到东太平洋，南美洲西岸的寒流被暖流取代，从而形成厄尔尼诺现象。
（图片导入）非正常年份沃克环流图
（3）影响
①赤道附近的太平洋东部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。
（图片导入）秘鲁洪灾和秘鲁渔场鱼类大量死亡图
②赤道附近的太平洋西部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。
（图片导入）东南亚旱灾和澳大利亚森林火灾图
③厄尔尼诺与更广大范围的气候异常现象呈现一定的相关性。
（图片导入）使东亚冬季风变弱，出现暖冬现象图
④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。
⑤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.拉尼娜现象
（1）概念：赤道附近中东太平洋海面温度异常降低的现象。
（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。
（图片导入）沃克环流图
（3）拉尼娜现象的影响
①赤道附近大洋东侧较正常年份气温下降、降水变少，更加干旱；西侧气温上升、降水变多，甚至发生洪涝灾害。
（图片导入）海水水温和气流状况图
②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。
（图片导入）渔场图
③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。
（图片导入）冰冻天气图
④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。
（图片导入）我国雨带图
⑤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）。
（图片导入）台风图
活动：分析太平洋中东部水温变化对气候影响
正常情况下赤道附近太平洋东西两岸的温度存在差异，从而在上空形成热力大气环流。图4.18示意正常年份热带太平洋上空东西方向的热力环流。
（图片导入）正常年份热带太平洋上空东西方向的热力环流
1.在图中用箭头表示大气运动方向，使之形成环流圈。
赤道附近太平洋东部气流下沉，西部气流上升，形成顺时针方向的大气环流。
2.如果赤道附近太平洋东岸海水温度下降，说明其对环流的影响。
如果赤道附近太平洋东岸海水温度下降，则下沉气流增强，信风比常年偏强，太平洋西部则上升气流增强，对流活动加强。
3.说明环流的变化对赤道附近太平洋东西两岸气候的影响。
环流的变化对赤道附近太平洋东、西岸气候影响明显，该环流的增强，会导致太平洋东岸气候更加干旱，太平洋西岸气候更加湿润，降水增加，台风活动增加，灾害频繁。
自学窗：厄尔尼诺现象——奥秘与探索
1941年，赤道附近太平洋东岸海面温度异常升高，温暖的海水沿秘鲁、智利沿海向南侵袭，最南到达15°S。此次温暖海水南侵，导致喜冷水鱼类大量死亡，并在沿岸地区产生灾害性的阵雨和风暴。这是人类第一次报道厄尔尼诺现象。
为什么会发生厄尔尼诺现象？厄尔尼诺现象的影响到底有多大？科学家从大气环流、地球自转速度、火山喷发等方面，通过科学推理、模型模拟与实际观测相结合的方式，探索厄尔尼诺现象形成的原因，并试图解释其产生的原因。尽管在监测和预测方面取得了很多成果，但是，因为过于复杂，每次出现的情况都不一样，周期也不固定，科学家对厄尔尼诺现象的成因和影响机制的了解还很有限。
同时，厄尔尼诺现象还带给人们更多的启示：大陆上的气候异常，往往需要从海洋上找答案；局部海区的水文异常，其影响范围可能扩展至全球，由此，科学家对海洋进行更为深入、系统的研究。例如，海洋的哪些 部分对全球水热平衡影响较大？除赤道附近太平洋东部海域外，还有哪些海域表层温度的变化可能影响全球气候？大洋表层洋流除外，纵向（表层和深层）是否存在洋流，其变化对气候的影响有多大？
厄尔尼诺现象蕴含着海洋无尽的奥秘，也激发科学家无尽的探索
【板书】

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