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第三节 海-气相互作用
第四章 《陆地水和洋流》
课程标准
1．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。
学习目标
1．运用图表，掌握海—气水热交换的基本方式与过程。
2．应用图表，了解海—气相互作用对全球水、热平衡的影响。
3．简述厄尔尼诺、拉尼娜现象及其对全球气候的影响。
导入新课
长津湖的冬天本来就很冷。在 1950年的冬天，恰好还发生了一次中等强度的“拉尼娜现象”，更是雪上加霜。当拉尼娜现象来临时，会造成大范围的气候异常。当时朝鲜半岛不仅普降大雪，伴随而来的还有大风，由于风寒效应，体感温度可达-60℃。在这场战役中，志愿军冻伤28954人、冻死4000余人！
为什么拉尼娜给朝鲜半岛的冬天带来极寒天气
新中国成立72周年震撼上映
海—气相互作用
是指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。
太阳辐射
海水蒸发
大气降水
水汽凝结
大气中87.5％的水汽来自海洋
海洋是大气中水汽的最主要来源
海—气之间的水分交换
大气中的水汽凝结后，以降水形式返回海洋。
海洋通过蒸发作用，向大气提供水汽
海水蒸发吸热
长波辐射
海洋吸收70%
海洋表层存储85%的热量
水汽凝结放热
海—气之间的热量交换
海洋是大气的主要热源
太阳辐射
海水蒸发使海水失去热量，并将热量传递给大气
水汽凝结时，将它从海洋中带来的热量释放出来。
大气通过风力驱使
海水运动
潜热是指指在温度保持不变的条件下，物质在从某一个相转变为另一个相的相变过程中所吸入或放出的热量。
当空气中的水汽在下垫面(地面、海面等)上发生凝结(凝华)时，会把潜热释放出来，提高下垫面的温度，这种地面和大气层之间通过水汽相变引起的热量交换方式称为潜热输送。
海洋是近海面大气主要的直接热源
影响海—气水热交换的因素
（海水温度）
洋流
纬度
低纬
高纬
暖流
寒流
水温低，蒸发量小，向大气输送的热量少
水温高，蒸发量大，向大气输送的热量多
低纬度海区和有暖流流经的海区，海面蒸发旺盛，空气湿度大，降水也较丰富，海—气间的水分交换也较为活跃。
小结
水的交换方式 热量（能量）的交换方式
海洋→大气 蒸发 蒸发潜热、长波辐射
大气→海洋 降水 风力使海水运动
海洋对大气的作用是热力的，大气对海洋的作用是动力的。
P102
1. 波斯湾、红海与索马里沿岸夏季气温存在着显著差异，对此现象进行解释。
索马里沿岸海域比波斯湾、红海面积广阔，夏季气温受海洋影响大且索马里沿岸夏季为寒流，受寒流影响气温降低，因此夏季气温较低。
2. 简要描绘赤道以北附近，印度洋由东到西大气环流系统的剖面结构。
赤道以北附近，印度洋东侧较同纬度西侧海洋水温高，形成上升气流，西侧海洋水温低，形成下沉气流，因此形成逆时针旋转的大气环流。
CO2
溶于水中
光合作用固定CO2
呼吸作用
残体分解
碳酸盐沉积有机碳沉积
海洋固定和转移了大气中绝大部分的二氧化碳；
海水温度升高，海水CO2溶解度变小，将会有更多的二氧化碳进入到大气中，对地球威胁大。
海—气之间的CO2
读下图，完成下列小题。
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.下列选项不表示图中海—气相互作用中
热量的交换过程是(　　)
A.太阳辐射 B.水汽凝结时的潜热辐射
C.海洋的长波辐射 D.大气逆辐射
3.海—气的物质与能量交换不包括(　　)
A．海洋是大气的主要水源 B．海洋是地球上太阳能的重要存储器
C．海洋对二氧化碳的吸收作用 D．海底板块的扩张和碰撞
C
D
D
大气环流与大洋环流
海一气相互作用所形成的大气环流和大洋环流，是维持全球水热平衡的基础。
全球盛行风系图
全球洋流模式图
高低纬：大气环流
海陆间：季风环流
不同纬度海洋对大气加热的差异
海洋与陆地对大气加热的差异
三圈环流
季风环流
大气环流
密度流
风海流
地转偏向力
大洋环流
海—气相互作用驱使水分和热量在不同地区的传输，从而维持地球上水分和热量的平衡
大气环流与大洋环流
海—气热力作用
气—海动力作用
水量平衡
区域 多年平均蒸发量/千米3 多年平均降水量/千米3 多年平均径流量/千米3
海洋 505000 458000 - 47 000
陆地外流区域 63 000 110000 47 000
陆地内流区域 9 000 9 000 —
全球 577000 577000 —
全球水量收支
地球上的水时时刻刻都在循环运动，从长期来看，全球的总水量没有什么变化。
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。
海一气相互作用，进行水分交换，构成地球上生生不息的水循环。
海—气相互作用与水量平衡
蒸发
降水
下渗
地表径流
地下径流
降水
水汽输送
91%直接进行海上内循环
水汽输送
9% 的水汽参与海陆间大循环
降水
蒸 发
世界海洋每年约有45万立方千米海水被蒸发
通过海上内循环和海陆间循环等水循环，使全球的水量达到动态平衡。
1.读图，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。
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。
全球水量平衡示意
活动探究
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。
海洋贡献水汽为505，陆地贡献水汽为 72，说明海洋是大气水汽的主要来源。
了解水量平衡原理
3.如果海洋蒸发量增加或减少，陆地可能发生相应的变化。利用水量平衡原理加以说明。
二者关系是正相关， 海洋蒸发量增加（减少），海陆间水汽输送增加（减少），则陆地降水量就会增加（减少），径流也会相应增加（减少）。
活动探究
了解水量平衡原理
海—气相互作用与热平衡
大洋环流既影响海洋热量的分布，又影响海洋向大气的热量输送过程。
在地球系统的能品输送和平衡中，大洋环流与大气环流发挥着重要作用。
中纬度通过海—气交换，把热量输送给大气，再由大气环流将热量向更高纬度输送。
低纬度海洋获得更多太阳辐射能，主要由大洋环流把热量向较高纬度输送；
1.指出北半球低、中、高纬度海洋热量的收支差异。
2.根据热量收支情况，赤道会不会越来越热，极地会不会越来越冷？为什么？
热量收支：低纬度大于中、高纬度
低纬度：热量盈余；中高纬度：热量亏损
不会。海—气相互作用所形成的大气环流与大洋环流将热量从低纬度地区输送到中高纬度地区，维持着全球热量平衡。
北半球海洋热量收支随纬度的变化
海—气相互作用与热量平衡
低纬度
高纬度
东太平洋
温度低
西太平洋
温度高
1.沃克环流
三、厄尔尼诺、拉尼娜及其影响
正常年份,赤道附近太平洋中东部的表层水温低于西部。
正常状况下赤道太平洋东西两岸温度有何不同？
是指赤道海洋表面因水温的东西面差异而在上空形成大气热力环流。
正常年份（顺时针）
暖海
冷海
1、概念：指赤道附近太平洋中东部表层海水温度持续异常升高的现象。大约每隔2~ 7年发生一次，每次持续1 ~2年，发生年份称为厄尔尼诺年。
“圣婴”
2.厄尔尼诺现象
异常高温
2、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。
厄尔尼诺现象
非正常年份（逆时针）
东部水温高于西部，形成上升气流，气候由原来的干燥少雨变为多雨，引发洪涝灾害。
西部转为下沉气流，气候由温润多雨变为干燥少雨，带来旱灾或森林大火。
2017年秘鲁洪水
（太平洋东部）
2019年印尼山火
（太平洋西部）
厄尔尼诺影响
智利沙漠“花海”
（太平洋东部）
秘鲁寒流减弱
上升流削弱
饵料减少，
鱼类大量死亡
鸟类失去食物来源，大量死亡或迁徙
海洋捕捞业衰落，经济萧条
厄尔尼诺影响
对秘鲁渔场的影响
1. 使冬季风变弱， 寒潮天气减少，出现暖冬现象
海陆热力性质差异
陆地：高压
海洋：低压
赤道太平洋西部气温低形成冷水区
厄尔尼诺现象
水平气压差减小
冬季风减弱
冷水区
厄尔尼诺影响
冷水区
赤道
低压带
※ 太平洋剖面图
2. 使我国夏季风变弱，锋面雨带推移缓慢，可能出现南涝北旱的现象
a. 厄尔尼诺现象 西太平洋赤道地区形成冷水区。
b. 此时原来的西太平洋暖水池被冷水区替代，赤道地区的赤道低压带遇到冷水区，使得赤道低压减弱。
c. 也即：赤道上升气流减弱，到了30°N左右上空堆积下来的下沉气流就减弱，导致副高减弱。
d. 而此时夏季，我国陆地受印度低压控制，海洋是(夏威夷高压)副高控制，副高减弱。水平气压差减小，风力减小，故：夏季风减弱。
0°
偏转成东北风
被迫下沉
30°N上空
30°N
厄尔尼诺影响
3. 我国夏季台风数量变少
a. 生成于西北太平洋上的热带气旋（台风）。
b. 受厄尔尼诺现象影响，赤道附近大洋西侧水温偏低（冷水区）对流较弱。
c. 且西太平洋副热带高压变得比正常年份偏弱。
故：夏季台风变少
※ 台风云图
厄尔尼诺影响
当厄尔尼诺发生时，我国东部地区：
（1）夏季主雨带偏南，北方地区少雨干旱（南涝北旱）
（2）长江中下游雨季大多推迟
（3）秋季我国东部降水南多北少，易使北方夏秋连旱
（4）全国大部分地区冬暖夏凉
（5）登陆我国台风变少，且台风路径偏东
厄尔尼诺影响
对我国东部地区的影响
夏季风减弱
冬季风减弱
与厄尔尼诺现象相反，指赤道附近中东太平洋海面温度异常降低现象。
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。
3.拉尼娜现象
“反厄尔尼诺”
“小女孩”
异常高温
异常低温
海水表面温度在一段较长时期内比平均温度低0.5℃的时候，就标志着拉尼娜产生。
降水增多，洪涝灾害加剧。
太平洋西部：
秘鲁寒流增强，海洋表层营养物质增多，渔场增产。
降水更少，加剧干旱危害。
太平洋东部：
对我国东部地区的影响：
（1）在西北太平洋生成和登陆我国的台风增多
（2）我国东北春夏易出现干旱，气温偏高
（3）我国南方易发生干旱，华北洪涝（南旱北涝）
（4）冬季较寒冷，寒潮多发，南方易出现冻雨、风雪
拉尼娜影响
夏季风增强
冬季风增强
厄尔尼诺和拉尼娜现象的区别与联系
厄尔尼诺现象 拉尼娜现象
东南信风 弱，甚至转为西风 强
南赤道暖流 弱 强
赤道逆流 强 弱
秘鲁寒流 西偏，被暖流取代 强
太平洋水温 东岸 升高 降低
西岸 降低 升高
太平洋两岸气候 东岸 降水增加 降水减少
西岸 降水减少 降水增加
对全球的影响 导致全球大气环流异常，并对全球大范围内的气候产生很大影响 关联性 拉尼娜现象一般出现在厄尔尼诺现象之后
小结
小结
海—气相互作用
厄尔尼诺与拉尼娜现象
水热交换
水热平衡
通过蒸发、降水等实现水交换
通过蒸发、传导、对流等实现热交换
通过水循环实现水平衡
通过大气环流、大洋环流实现全球热平衡
现象—赤道附近太平洋东岸海水温度异常升高或降低
影响—影响全球气候、渔业发展等
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
读海 —气相互作用模式图，完成各题。
C
B
云
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
4.在全球水循环和水平衡中，向大气输送水汽的基础是(　　)
A.① B.②
C.③ D.④
读海 —气相互作用模式图，完成各题。
A
C
云
读某海域表层水温距平值(单位：℃)图,完成第5~6题。
1.出现图示水温状况的原因是（ ）
A.东北信风减弱 B.赤道暖流增强 C.东南信风减弱 D.西风漂流增强
2.图示水温分布状况下（ ）
A.形成拉尼娜现象 B.全球气压带、风带北移
C.该海域热量收支平衡 D.扰乱全球水热输送和交换
D
C
读图，完成第6~7题。
6.从沃克环流的形成看，B处（ ）
①赤道暖流堆积,形成深厚的暖水层　②信风驱使表层海水向西流动,冷海水上涌　③上空大气膨胀上升　 ④上空大气收缩下沉
A.①② B.②③ C.③④ D.②④
7.该热力环流变弱时，下列叙述可信的是（ ）
A.大洋东岸气候更加干旱 B.秘鲁寒流势力增强
C.出现厄尔尼诺现象 D.印度尼西亚多雨
D
C

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