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气候异常与秘鲁洪水
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
第三章 地球上的水
第3节 海—气相互作用
学习目标
1.能够描述不同区域海——气相互作用过程中的水热交换过程。
2.运用图表资料，说明海——气相互作用下形成的大气环流和大洋环流对全球水、热平衡的影响。
3.结合实例，解释厄尔尼诺、拉尼娜现象对全球气候和人类活动的影响。
4.通过对海——气相互作用的分析，能够认识到尊重自然规律的重要性。
海洋与大气之间进行着物质和能量交换。两者之间的相互联系、相互影响，称作海—气相互作用。其中的水热交换，对自然环境的影响尤为深刻。
一、海—气相互作用与全球水热平衡
太阳辐射
海水蒸发
大气降水
水汽凝结
1、海洋与大气的水分交换
大气中约87.5%的水汽是由海洋提供的，海洋是大气中水汽的最主要来源。
问：海洋与大气是如何进行水分交换的？
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
1、海洋与大气的水分交换
(1) 通过水循环使全球的水量达到动态平衡。
(2) 海洋通过蒸发向大气输送水汽是基础。
(3) 海水运动与大气运动是途径。
大气直接参与海陆间水循环，通过降水影响海水性质。
大气通过风能推动海水运动，影响海水性质。
世界大洋表层洋流分布图
大气通过降尘向海洋提供营养元素。
不同纬度海洋与陆地对大气加热的差异
不同纬度海洋获得的太阳辐射量不同
不同纬度海洋水温产生差异
大洋环流
海洋上的大气环流
海陆间的季风环流
大洋环流
大气环流
地球上水分的平衡
水分在不同地区的传输
2、海洋与大气的热量交换
问：海洋与大气之间热量的交换是如何进行的？
海洋向大气输送热量，是大气热量的主要供给者。
太阳辐射(短波辐射)
大部分被海洋吸收
海水蒸发吸热
长波辐射
海洋表层存储85%的热量
水汽凝结（放热）
潜热输送
风力使海水运动
2、海洋与大气的热量交换
问：海洋与大气之间热量的交换是如何进行的？
太阳辐射
长波辐射
长波辐射
大气降水
海水蒸发
水汽凝结
海洋是近地面大气主要的热源、直接的热源
海水的蒸发使海水失去热量，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。
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，大部分水直接落回海洋。
海洋对大气温度的影响
世界大洋8月表层海水温度分布图
海洋对大气温度的影响
海洋上的气温变化有滞后效应
海洋使大气温度变化比较和缓
海水的热容量大于陆地
原因
表现
北半球最低温
北半球最高温
海洋：2月
陆地：1月
海洋：8月
陆地：7月
沿海地区气温日、年较差小
内陆地区气温日、年较差大
2、海洋与大气的热量交换
低纬海区水温热量盈余
高纬海区水温热量亏损
水温未出现持续增温或降温
北半球海洋热量收入和热量支出随纬度变化图
1、0°~30°N之间热量收入大于支出，30°N~50°N之间的热量收入基本等于支出， 50° N~ 90° 热量收入小于支出。
2、北半球低纬度海区热量盈余，高纬度海区热量亏损，这种不平衡通过大洋环流和大气环流将低纬度海区盈余的热量输送到高纬度海区释放调节，实现了全球热量平衡。
大气运动和海水运动
在进行高低纬间的热量输送
从长期来看，全球水的总量没有什么变化。
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。
探究活动：了解水量平衡原理
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。
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。
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。
探究活动：了解水量平衡原理
图4.16全球水量平衡示意
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）。
探究活动：了解水量平衡原理
蒸发量有大有小、降水量有大有小，是什么因素影响了海—气水热交换的强度？
影响海—气水热交换的因素
水温高，蒸发量大，向大气输送的水分多
水温低，蒸发量小，向大气输送的水分少
暖流
寒流
洋流
高纬
低纬
纬度
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。
3、海—气相互作用与水热平衡
4、全球水热平衡的途径和意义
途径：通过大气环流与大洋环流。 意义：维持地球上水分和热量的平衡。
海—气
相互作用
海洋对大气的调节作用
水热交换
水热平衡
形式
大气环流、大洋环流
方式
低纬度地区获得的净辐射多于高纬度地区，热量从 低纬度地区向高纬度地区输送
原因
海陆热力性质差异（海洋比热容＞陆地）
表现
温差变化
气温变化的滞后效应
北半球最低温
北半球最高温
陆地：1月
海洋：2月
沿海地区气温日较差及年较差均小于内陆
陆地：7月
海洋：8月
形式
影响因素
纬度、洋流
水循环
温度高，水热交换越活跃
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。
厄尔尼诺和拉尼娜现象
正常状况下，赤道太平洋东西两岸温度有何不同？为什么？
东太平洋
温度低
西太平洋
温度高
同一水平面产生温度差
信风驱使着赤道暖流自东向西流
问：画出正常年份赤道附近太平洋的大气环流
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
问：判断大洋两岸近地面的气候特点
活动 正常现象
活动 厄尔尼诺现象
厄尔尼诺现象是赤道中、东部太平洋海域发生的大范围、持续性表层海水温度异常偏高（水温增加超过0.5℃，持续时间达6个月以上）的现象。
沃克环流减弱甚至消失（太平洋海域东西部的水温差异变小）
异常高温
低温冷海
时间：圣诞节前后
问：画出厄尔尼诺发生年份赤道附近太平洋的大气环流
赤道附近的
太平洋西部
赤道附近的
太平洋东部
太 平 洋
问：判断大洋两岸近地面的气候特点
活动 厄尔尼诺现象
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
厄尔尼诺现象成因
多数科学家认为：东南信风减弱可能是引发厄尔尼诺的主要原因
秘
鲁
基岩
东南信风
东南信风减弱
赤道附近太平洋东岸上升流减弱
赤道逆流增强
厄尔尼诺现象成因
东南信风减弱
赤道附近太平洋东岸上升流减弱
赤道逆流增强
温暖的海水输送到东太平洋
形成厄尔尼诺现象
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
东西两岸气候差异，东涝西旱
水温东暖西冷
厄尔尼诺
厄尔尼诺现象对气候的影响
秘鲁洪涝灾害
澳大利亚森林火灾
印度尼西亚干旱
赤道东太平洋：表层海水温度升高，空气对流增强，降水增多，易发生洪涝灾害。
赤道西太平洋：表层海水温度下降，空气对流减弱，降水减少，易发生旱灾和山火。
厄尔尼诺现象对生物的影响
信风减弱→冷海水不上涌→海水营养物质减少→鱼类大量减少→鸟类失去食物来源，大量死亡或迁徙。
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
厄尔尼诺现象对我国的影响
（1）西太平洋水温偏低，对流减弱，夏季台风数量减少 ；
（台风为热带气旋，海面水温降低，气旋次数减少。）
（2）我国冬季风减弱，出现暖冬。
（海水温度降低，海陆热力差异减小，冬季风减弱。）
（3）我国夏季风变弱，雨带盘踞南方，南涝北旱。
活动 拉尼娜现象
与厄尔尼诺现象相反，拉尼娜现象是指赤道附近中东太平洋海面温度异常降低的现象，拉尼娜现象发生后，赤道附近太平洋东西部的温度差异增大，同样会引起气候异常。
活动 拉尼娜现象
问：画出拉尼娜发生年份赤道附近太平洋的大气环流。
问：拉尼娜现象的出现对大洋两岸的气候和生物有什么影响 ？
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
拉尼娜现象对气候的影响
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，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。
拉尼娜现象对生物的影响
赤道太平洋东部生物分布：离岸风增强→上升流变强→海洋表层营养物质增多→渔场增产 → 鸟类变多。
拉尼娜现象对我国的影响
带来热夏冷冬
出现南旱北涝
造成粮食歉收
2、冬季风增强，冬季较正常年份更冷（冷冬）。
3、夏季风变强，雨带移动速度快，出现南旱北涝的现象。
4、我国夏季台风数量增多。
1、赤道附近大洋西侧水温偏高，对流增强，冬夏季风势力增强。
总结
比较项目 厄尔尼诺现象 拉尼娜现象
东南信风
赤道逆流
太平洋 水温 大洋东岸
大洋西岸
沃克环流
降水 变化 大洋东岸
大洋西岸
减弱
增强
升高
降低
减弱
增多
减少
增强
减弱
降低
升高
增强
减少
增多
课堂总结

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