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Air sea interaction
第四章 水的运动
Air sea interaction and global water heat balance
海—气相互作用与全球水热平衡
海—气相互作用的含义
The meaning of air sea interaction
海洋与大气之间进行着大量且复杂的物质和能量交换。海洋与大气之间的相互联系、相互影响，称作海—气相互作用。
海洋与大气之间主要进行着水分交换和热量交换。
海—气之间的水分交换
Water exchange between air and sea
01
海洋
大气
想一想：海洋与大气是如何进行水分交换的？
蒸发提供水汽
水汽凝结形成降水
合作探究1
海—气之间的水分交换
太阳辐射
海水温度升高
海水蒸发
水汽凝结
大气降水
画一画：用箭头表示海洋与大气进行水分交换的过程。
海洋通过蒸发作用，向大气提供水汽。大气中的水汽在适当条件下凝结，并以降水的形式返回海洋，从而实现与海洋的水分交换。
海洋的蒸发量与海水温度密切相关。
影响海—气水分交换的因素
纬度
洋流
高纬
低纬
寒流
暖流
水温低，蒸发量小，向大气输送的水分少
水温高，蒸发量大，向大气输送的水分多
（海水温度）
海—气之间的热量交换
Heat exchange between air and sea
02
想一想：海洋与大气之间热量(能量)的交换方式是如何进行的？
海洋
大气
潜热长波辐射
风力使海水运动
合作探究2
海—气之间的热量交换
根据课本文字表述，画出海洋与大气之间的热量交换过程。
太
阳
辐
射
海洋
长波辐射
传导
对流
蒸发
降水
海洋是大气最主要的热量储存库
海—气相互作用对全球水热平衡的影响
Influence of air sea interaction on global water and heat balance
03
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。
海—气相互作用，进行水分交换，构成地球上的水循环。地球上的水时时刻刻都在循环运动，从长期来看，全球总水量没有什么变化。
（1）促进水平衡
活动：了解水量平衡原理 Understand the principle of water balance
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：72 海洋：505
海洋＞陆地
大气中约87.5%的水汽由海洋提供。
活动：了解水量平衡原理 Understand the principle of water balance
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。
蒸发：505 降水：458
差值：47=径流
结论：补充海洋蒸发和降水的差额来源于径流。
活动：了解水量平衡原理 Understand the principle of water balance
3. 如果海洋蒸发量增多或减少，陆地可能发生相应的变化。请利用水量平衡原理加以说明。
蒸发量增多：水汽输送可能增多，降水量增多，径流量增多，可能引发洪涝灾害。
蒸发量减少：水汽输送可能减少，降水量减少，径流量减少，可能导致干旱，引发森林火灾等。
南北流向的洋流可从低纬度地区向高纬度地区传输热量，又能从高纬度向低纬度地区输送海冰和冷水。
（2）促进热量平衡
小结
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，海洋是大气最主要的水汽来源和热量储存库；
大气为海水运动提供动能；
海—气相互作用通过大气环流和大洋环流维持着地球上水分和热量的平衡。
El Nino and La Nina phenomena
厄尔尼诺和拉尼娜现象
知识回顾：想一想赤道附近南太平洋表层洋流的分布规律
Knowledge review: think about the distribution of the surface current in the South Pacific near the equator
赤道附近太平洋的大洋环流图
赤道附近南太平洋东、西两岸洋流名称分别是什么？
东澳大利亚暖流和秘鲁寒流分别对赤道附近南太平洋东、西两岸气候的影响？
西岸：东澳大利亚暖流
东岸：秘鲁寒流
降温减湿；增温增湿。
在正常状况下，从赤道东太平洋流出的海水，靠下层上升涌流补充，从而使这一地区下层冷水上泛，水温低于四周，形成东西部海温差。
温度高
温度低
赤道太平洋海水温度是“西热东冷”。西太平洋的空气受热上升，而东太平洋上的空气冷却下沉。
正常年份赤道附近太平洋的大气环流及影响
赤道附近的
太平洋西部
赤道附近的
太平洋东部
太 平 洋
近海面风向
沃 克 环 流
气流上升
气候多雨
气流下沉
气候干燥少雨
热
冷
成因：信风驱使着赤道暖流自东向西流
思考：赤道附近太平洋东部和西部的温度差异减小，甚至东部的海水温度大于西部，沃克环流将会是怎样的呢？
厄尔尼诺现象
El nino phenomenon
01
指某些年份，赤道附近太平洋中东部海面温度异常升高的现象。
异常
高温
学生活动
厄尔尼诺发生时画出环流模式，分析太平洋东西两岸天气特征
厄尔尼诺发生年份赤道附近太平洋的大气环流及影响
太 平 洋
近海面风向
沃 克 环 流 逆 转
气流下沉
气候变干旱
气流上升
气候变多雨
冷
热
赤道附近的
太平洋西部
赤道附近的
太平洋东部
秘鲁水灾
印度尼西亚森林火灾
厄尔尼诺现象
El nino phenomenon
01
成因：信风减弱时，赤道逆流增强，温暖的海水被输送到东太平洋，美洲西海岸的寒流被暖流取代。
异常
高温
思考厄尔尼诺现象发生时，为社么会导致秘鲁渔场鱼类的大量死亡？
厄尔尼诺现象发生时，水温异常升高，鱼类因不适应水温的变化而死亡；
秘鲁附近的上升流减弱，上升流带来的营养盐类减少，浮游生物减少，鱼类因缺乏食物而死亡。
拉尼娜现象
La Nina phenomenon
02
指某些年份，赤道附近太平洋中东部海面温度异常下降的现象。
成因：信风增强
异常
低温
拉尼娜是西班牙语“La Nina”，“圣女（上帝之女）”的意思，对应着“圣婴”（上帝之子），是厄尔尼诺现象的反相，指赤道附近东太平洋水温反常下降的一种现象，表现为东太平洋明显变冷，同时也伴随着全球性气候混乱，总是出现在厄尔尼诺现象之后。
拉尼娜发生年份赤道附近太平洋的大气环流及影响
太 平 洋
近海面风向
沃 克 环 流 加 强
上升气流增强
气候更湿润多雨
下沉气流增强
气候异常干旱
更热
更冷
赤道附近的
太平洋西部
赤道附近的
太平洋东部
小结
厄尔尼诺 拉尼娜
东南信风 弱 强
太平洋水温 大洋东岸 增高 降低
大洋西岸 降低 增高
沃克环流 减弱或消失 增强
气候（降水） 大洋东岸 多雨 干旱
大洋西岸 干旱 多雨
对全球的影响 导致全球大气环流异常 并对全球广大范围内的气候产生很大影响
关联性 拉尼娜一般出现在厄尔尼诺年之后
探究活动
厄尔尼诺现象出现对我国气候会造成什么影响？
通常情况下，厄尔尼诺对我国的影响：台风减少、北旱南涝
华北地区
汛期将雨水偏少，夏季易发生酷暑及干旱
长江流域
降水总体偏多，局部出现可能发生较重
洪涝灾害
沿海地区
台风的登陆个数均会比正常年份偏少
小结
厄尔尼诺与拉尼娜现象对我国气候的影响
活动：分析太平洋中东部海水温度变化对气候的影响
在图中用箭头表示大气运动方向，使之形成环流圈。
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。下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。
活动：分析太平洋中东部海水温度变化对气候的影响
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。
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。下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。
导致环流圈增强；东岸下沉气流增强，干旱加剧；西岸上升气流增强，降水增加。
活动：分析太平洋中东部海水温度变化对气候的影响
说明环流的变化对赤道附近太平洋东、西岸气候的影响。
环流圈增强，赤道附近太平洋东岸下沉气流增强，气候异常干旱，甚至引发严重的旱灾；西岸上升气流增强，气候更加湿润多雨，甚至引发洪灾。
环流圈减弱甚至逆转，产生厄尔尼诺现象，太平洋东岸气流上升，气候变多雨，甚至引发洪灾；西岸气流下沉，气候变干旱，甚至引发森林火灾。

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