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第四章 水的运动
第三节 海—气相互作用
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。
【课程标准】
运用图表,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。
【素养目标】
课前导入
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。
思考：为什么会出现这种气候异常现象 如何监测这种现象
一、海——气相互作用与全球水热平衡
海洋与大气之间进行着大量且复杂的物质和能量交换，其中的水热交换，对气候乃至自然环境具有深刻的影响。
1. 海—气之间的水分交换
蒸发
水汽输送
下渗
地下径流
地表径流
大气中87.5％的水汽来自海洋
降水
降水
海洋是大气中水汽的最主要来源。
一、海——气相互作用与全球水热平衡
1. 海—气之间的水分交换
⑴ 海洋通过蒸发作用,向大气提供水汽
大气中的水汽凝结后以降水的形式返回海洋。
大气中约87.5%的水汽是由海洋提供的，因此，海洋是大气中水汽的最主要来源
87.5%
蒸发
降水
一、海——气相互作用与全球水热平衡
2.海—气之间的热量交换
海—气间在进行水分交换的同时，也实现了热量的交换，海洋吸收了到达地表太阳辐射的大部分，并把其中85%的热量储存在海洋表层
海水吸收太阳辐射而增温
增温的海水通过传导、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
一、海——气相互作用与全球水热平衡
2.海—气之间的热量交换
⑴ 海洋通过潜热、长波辐射等方式为 大气运动提供能量，驱使大气运动
⑵ 大气主要通过风向海洋传递动能，驱使表层海水运动
大气上界
一、海——气相互作用与全球水热平衡
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。
2.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）
一、海——气相互作用与全球水热平衡
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 热量收入＞热量支出 热量盈余
b.热量支出：蒸发消耗热量 热量收入＜热量支出 热量亏损
3.热量收支
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
北半球低纬度海区热量盈余，
高纬度海区热量亏损。
一、海——气相互作用与全球水热平衡
海—气相互作用通过大气环流与大洋环流,驱动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。
4.影响
一、海——气相互作用与全球水热平衡
海洋上的气温变化有滞后效应（海洋比热容大）
北半球 最高温 最低温
陆地 7月 1月
海洋 8月 2月
南半球 最高温 最低温
陆地 1月 7月
海洋 2月 8月
海洋使大气温度变化比较和缓
沿海地区气温日较差、年较差小。
内陆地区气温日较差、年较差大。
海洋与陆地气温最高月、最低月差异
一、海——气相互作用与全球水热平衡
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
◆活动：了解水量平衡原理
图4.16 全球水量平衡示意
A
海洋
陆地
水汽
577
降水
458
505
47
降水
119
径流
72
蒸发
单位/1000km3
一、海——气相互作用与全球水热平衡
◆活动：了解水量平衡原理
A
海洋
陆地
水汽
577
降水
458
505
47
降水
119
径流
72
蒸发
单位/1000km3
图4.16 全球水量平衡示意
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。
一、海——气相互作用与全球水热平衡
◆活动：了解水量平衡原理
A
海洋
陆地
水汽
577
降水
458
505
47
降水
119
径流
72
蒸发
单位/1000km3
图4.16 全球水量平衡示意
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。
一、海——气相互作用与全球水热平衡
◆活动：了解水量平衡原理
A
海洋
陆地
水汽
577
降水
458
505
47
降水
119
径流
72
蒸发
单位/1000km3
图4.16 全球水量平衡示意
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。
全球降水量等于全球蒸发量，如果海洋蒸发量增加（减少），降水量不变，海陆间水汽输送增加（减少），那么陆地降水量就会增加（减少），蒸发量就会减少（增加），径流也会相应增加（减少）。
一、海——气相互作用与全球水热平衡
◆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
当堂达标
1．构成海—气间热量传输主要途径的是(　　)
A．①　 B．② C．③ D．④
2．海洋将热量以_____的形式传递给大气(　　)
①长波辐射 ②短波辐射 ③潜热释放 ④潜热吸收
A．①③ B．②④ C．①④ D．②③
读海—气相互作用模式图，完成1～2题。
A
A
3．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
4．海洋是大气中水汽的最主要来源，下列海域为大气提供的水汽最多的是（ ）
A．低纬海域 B．中低纬海域
C．高纬海域 D．中高纬海域
5．海洋将热量以________的形式传递给大气（ ）
①长波辐射　 ②短波辐射　
③潜热释放　 ④潜热吸收
A．①③ B．②④ C．①④ D．②③
一、海——气相互作用与全球水热平衡
请在此处添加具体内容，文字尽量言简意赅，简单说明即可
标题文字
A
C
A
读“海—气相互作用模式图”，完成下面小题。
正常情况下，赤道附近太平洋东岸和西岸海水温度存在差异，从而在上空形成大气热力环流。
二、厄尔尼诺和拉尼娜现象
＆思考：海气相互作用，使得海洋与大气连为一个整体，如果水热平衡原理被打破，会发生什么呢？
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。
(一)沃克环流
沃克环流
正常年份
东岸：海水温度较低,气流下沉;
西岸：海水温度较高,气流上升。
干旱
大量降水
二、厄尔尼诺和拉尼娜现象
(二)厄尔尼诺现象：有些年份，赤道附近太平洋中东部表层海水温度异常升高（12月25日前后，北半球冬季，南半球夏季）
水温异常升高
水温偏低
二、厄尔尼诺和拉尼娜现象
(二)厄尔尼诺现象
非正常年份-沃克环流异常
1.成因：每隔几年,东南信风突然减弱,甚至转为西风，赤道附近太平洋东岸的冷海水上涌现象减弱甚至消失,赤道逆流增强,温暖的海水被输送到东太平洋,南美洲西岸赤道附近海区温度异常升高,从而形成厄尔尼诺现象。
沃克环流异常
东太平洋
西太平洋
多雨
少雨
二、厄尔尼诺和拉尼娜现象
(二)厄尔尼诺现象
2.影响
b.赤道附近的太平洋西部（澳大利亚东部）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。
厄尔尼诺现象发生后，赤道附近太平洋地区东、西部海面的温度差异减小。
a.赤道附近的太平洋东部（南美西部），如秘鲁和智利沿海，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。
太平洋西部澳大利亚发生特大森林火灾
太平洋东部秘鲁发生严重洪涝灾害
二、厄尔尼诺和拉尼娜现象
(二)厄尔尼诺现象
2.影响
赤道附近的赤道附近大洋东侧离岸风变弱，上升流变弱，海洋表层营养物质变少，渔场大量死亡减产（秘鲁渔场）
秘鲁渔场鱼类大量死亡
二、厄尔尼诺和拉尼娜现象
(二)厄尔尼诺现象
3. 对我国的影响：
a.使冬季风变弱，出现暖冬现象
②夏季使我国夏季风变弱，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
二、厄尔尼诺和拉尼娜现象
(二)厄尔尼诺现象
3. 对我国的影响：
c.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）
二、厄尔尼诺和拉尼娜现象
(三)拉尼娜现象: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。
1.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。
二、厄尔尼诺和拉尼娜现象
(三)拉尼娜现象
拉尼娜现象发生时海温示意图
二、厄尔尼诺和拉尼娜现象
(三)拉尼娜现象
2.影响：
a.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
b.西侧气温上升、降水变多，甚至发生洪涝灾害。
二、厄尔尼诺和拉尼娜现象
(三)拉尼娜现象
2.影响：
c.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
二、厄尔尼诺和拉尼娜现象
(三)拉尼娜现象
3.对我国的影响：
a.使冬季风变强，冬季较正常年份更冷（冷冬），常发生雪灾、牲畜冻死,破坏交通、电力等基础设施。
我国冬季的雪灾
b.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。
c.我国夏季台风数量偏多，且台风路径偏西。
赤道附近大洋西侧水温偏高对流较强
西太平洋副热带高压脊变得比正常年份偏强
二、厄尔尼诺和拉尼娜现象
B
厄尔尼诺
拉尼娜
东太平洋海水水文异常下降
西太平洋海水水温异常上升
沃克环流增强
东太平洋沿岸气候更干旱，渔业增产
西太平洋沿岸降水偏多，我国出现冷冬、南旱北涝、台风多发
东太平洋海水水文异常上升
西太平洋海水水温异常下降
沃克环流异常
东太平洋沿岸洪涝，渔业减产
西太平洋沿岸干旱，我国出现暖冬、南涝北旱、台风偏少
二、厄尔尼诺和拉尼娜现象
◆活动：分析太平洋中东部海水温度变化对气候的影响
正常情况下，赤道附近太平洋东岸和西岸海水温度存在差异，从而在上空形成大气热力环流
图示意正常年份热带太平洋上空近东西方向的大气热力环流
图4.18 正常年份热带太平洋上空的大模式气热力环流
二、厄尔尼诺和拉尼娜现象
◆活动：分析太平洋中东部海水温度变化对气候的影响
图4.18 正常年份热带太平洋上空的大模式气热力环流
1. 在图中用箭头表示大气运动方向，使之形成环流圈。
顺时针
二、厄尔尼诺和拉尼娜现象
◆活动：分析太平洋中东部海水温度变化对气候的影响
图4.18 正常年份热带太平洋上空的大模式气热力环流
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。
东南信风加强，太平洋西岸上升气流旺盛，东岸下沉气流加剧。
二、厄尔尼诺和拉尼娜现象
◆活动：分析太平洋中东部海水温度变化对气候的影响
图4.18 正常年份热带太平洋上空的大模式气热力环流
3. 说明环流的变化对赤道附近太平洋东、西岸气候的影响。
a.太平洋东部秘鲁寒流增强，水温更低，降水更少，加剧干旱危害。
b.太平洋西部洪涝灾害加剧。
课堂小结
海气
相互
作用
水分交换
厄尔尼诺现象
热量交换
厄尔尼诺和
拉尼娜现象
影响
海—气相互作用
与全球水热平衡
拉尼娜现象
当堂达标
厄尔尼诺现象和拉尼娜现象是两种相反的海—气相互作用的异常现象。据此回答1～2题。
1．在厄尔尼诺年份，下列现象可能发生的是(　　)
A．秘鲁沿岸更加干旱 B．秘鲁渔场渔获量增加
C．印度尼西亚热带雨林地区易发生火灾 D．澳大利亚东部暴雨成灾
2．关于图中海—气相互作用的结果，叙述正确的是(　　)
A．表层海水运动方向决定着东南信风的强弱
B．厄尔尼诺年份东太平洋海域海水异常降温
C．拉尼娜年份西太平洋海域冷海水上泛增强
D．厄尔尼诺年份洋流运动方向与拉尼娜年份相反
C
D

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