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海—气相互作用
第四章 第三节
新课导入
据研究，每隔2~7年就会发生一次厄尔尼诺现象，每次厄尔尼诺现象都会给世界带来气候异常。从厄尔尼诺神像的狰狞面目就可以看出人们对此现象的恐惧。
实际上，厄尔尼诺是海洋与大气相互作用的结果。你知道海—气是怎样相互作用的吗？厄尔尼诺对人们的生产、生活产生了什么影响？
运用图表，说出海—气之间水分和热量交换过程，分析海—气相互作用对全球水热平衡的影响。
运用图表，说出厄尔尼诺现象、拉尼娜现象及其命名地点和主要发生时间。
结合景观图等资料，解释厄尔尼诺现象、拉尼娜现象对全球气候和人类活动的影响。
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
蒸发
一、海—气相互作用与全球水热平衡
（一）海—气之间的水分交换
大气上界
地面辐射
射向宇宙
大气吸收
大气辐射
大气吸收
大气还大地
大地暖大气
大气的受热过程
太阳辐射
地面吸收
大气逆辐射
射向宇宙
地面辐射是大气增温的直接能量来源。
太阳暖大地
地面增温
（二）海—气之间的热量交换
大气上界
海水吸收
海洋辐射
大气辐射
太阳暖海洋
大气还海洋
海洋暖大气
大气的受热过程
太阳辐射
大气吸收
射向宇宙空间
大气吸收
射向宇宙空间
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。
海洋表层储存85%的热量
大气运动
太阳辐射
长波辐射
海水蒸发
（潜热输送）
海水运动
(1)海洋通过潜热、长波辐射等方式为大气运动提供能量。
(2)大气主要通过风向海洋传递动能。
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，再通过长波辐射的形式将热量传递给大气。
降水
海水的蒸发使海水失去热量，这些热量随水汽进入大气中。当水汽凝结时，将它从海洋吸收的热量释放出来，这是海—气热量输送的主要途径。
海水蒸发变为水汽，进入大气。在一定条件下，大气中的水汽凝结，形成降水。大部分的降水直接落回海洋。
（3）海—气热量输送的主要途径
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。
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，一个地区的储水量就是一个地区水量收入和支出的差额。这就是水量平衡原理。
了解水量平衡原理
活动
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。
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。
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。
了解水量平衡原理
活动
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。
图中显示大气中的577个单位的水汽中，有505个单位的水汽来自海洋，只有72个单位的水汽来自陆地，说明海洋是大气水汽的主要来源。
了解水量平衡原理
活动
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。
海洋上蒸发出来的水汽为505个单位，而以降水的形式直接落回海洋的有458个单位，存在47个单位的差额，而补充这个差额的是陆地上的地表径流和地下径流。
了解水量平衡原理
活动
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。
如果海洋蒸发量增加，则陆地上的降水会增加，地表径流和地下径流也会相应增加，流水对地表形态的塑造更显著；如果海洋蒸发量减少，则陆地上的降水量会减少，地表径流和地下径流也会相应减少，风力对地表形态的塑造更显著。
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
（一）厄尔尼诺现象
《视频：沙漠——“花海”》
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。
沃克环流
正常年份
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）
《视频：什么是厄尔尼诺？》
异常年份，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。
沃克环流异常
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。
赤道附近的太平洋东部，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，气候由原来的干燥少雨变为多雨，引发洪涝灾害。
2017年厄尔尼诺年份秘鲁洪水
2019年厄尔尼诺印度尼西亚森林大火
厄尔尼诺年份造成赤道附近太平洋东西两岸气候差异的详细过程。
低纬东北东南信风减弱
赤道逆流增强，温暖海水东侧集聚
大洋东侧上升补偿流减弱
垂直方向气流东沉西升
水平气压
东高西低
东西两岸气候差异
东涝西旱
水温东暖西冷
我国东部地区，正常情况下的气候状况应该是：夏季高温多雨，冬季低温少雨。当厄尔尼诺发生时：
（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
正常情况下赤道附近太平洋东西两岸的温度纯在差异，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。
分析太平洋中东部水温变化对气候影响
活动
1.在图中用箭头表示大气运动方向，使之形成环流圈。
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。
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。
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。
分析太平洋中东部水温变化对气候影响
活动
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。
分析太平洋中东部水温变化对气候影响
活动
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。
（二）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。
《视频：拉尼娜现象》
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。
3.拉尼娜现象的影响
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。
秘鲁捕鱼作业场景
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。
成群的牦牛因雪灾被冻死
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。
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)。
海—气相互作用
海—气相互作用与全球水热平衡
海—气之间的水分交换
海—气之间的热量交换
厄尔尼诺和拉尼娜现象
厄尔尼诺现象
拉尼娜现象

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