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人教版高中地理必修第一册
第三节　海水的运动
教学目标
序号 内容目标 核心素养目标
1 了解海浪、潮汐和洋流是表层海水的基本运动形式。 综合思维
2 运用图文资料说明海浪、潮汐和洋流对人类活动的影响。 人地协调观
3 结合实例说明人类利用海水运动规律开发海洋的主要途径。 地理实践力
教学重难点
重点:说明海水运动对人类活动的影响。
难点:理解海浪、潮汐、洋流的概念。
教学方法
教法:创设情境,引导学生在情境中观察、思考、理解。充分利用图表、图片资料和实例,创设生活化情境,激发学生的探究兴趣。
学法:通过调动已有的生活体验,感知海水运动;通过构建思维导图的方式来总结海水运动对人类活动的影响,突破重难点。
课时安排
1课时
教学准备
多媒体教学设备。
【导入新课】以“诺曼底登陆”事件设计情境,展示不同军种对登陆条件的要求,激发学生探究问题、解决问题的兴趣。
(设计意图:以“诺曼底登陆”事件设计情境,将学生带入那个硝烟弥漫的战场,探究潮汐规律和人类对潮汐规律的利用。)
【出示目标】教师解读学习目标,帮助学生理顺本节要学习的主要内容、学习路径和需要达到的程度。
一、海浪
【图片展示】海水运动的形式复杂多样,表层海水最基本的运动形式有海浪、潮汐、洋流。展示海浪图片,联系同学们自己去海边游玩的情景。
【教师引导】引导学生阅读教材,思考:
什么是海浪 描述波浪的要素主要有哪些
【学生回答】海浪就是海里的波浪。人们通常用波峰、波谷、波高和波长等要素来描述波浪。
【教师点拨】波峰、波谷、波高、波长是描述波浪形态的基本要素。教材图3.20直观形象地说明了这几个基本要素的含义及其相互关系。除此之外波浪的周期(或频率)也是描述波浪的要素之一。
常见的海浪是由风力形成的。常见的海浪还有海啸和风暴潮。海啸是海浪的极端表现形式。
【列举案例】例如,2004年印度洋大地震造成的海啸,海浪波高达10余米,摧毁沿海建筑,夷平村镇,对东南亚和南亚地区造成巨大人员伤亡。再如,2011年日本大地震引发的海啸,最大波高达23.6米,对日本沿岸地区造成重大破坏。通常认为,波高超过6米的海浪,就会对绝大多数船只造成威胁。
(设计意图:通过真实的情境和资料引导学生感受海啸、风暴潮的巨大危害,关注海浪预报,增强防灾减灾意识,提高应对海洋灾害的能力。)
【教师点拨】强风会引发风暴潮。如强风与海水涨潮同时发生,往往会引发更具有破坏力的风暴潮。人们通常将风暴潮分为台风风暴潮和温带风暴潮两大类。台风风暴潮是由台风引起的,多发生于夏秋季节。温带风暴潮是由温带气旋引起的,多发生于春秋季节,夏季也偶尔发生。
风暴潮发生时,海面会上升,容易引起沿海水位暴涨,发生海水倒灌,给沿海地区带来巨大的灾难。
【问题引领】
海啸是由海底地震、火山爆发、水下滑坡或气象变化产生的破坏性海浪,海啸的波速高达每小时700~800千米,在几小时内就能横穿大洋;波长可达数百千米,可以传播几千千米而能量损失很小;在茫茫的大洋里波高不足一米,但当到达海岸浅水地带时,波长减短而波高急剧增加,可达数十米,形成含有巨大能量的“水墙”。海啸的破坏力巨大,2011年3月11日,日本发生9.0级地震,引发巨大海啸,死亡失踪数万人。
【学生探究】
1.海啸的形成原因有哪些
2.海啸产生的影响有哪些
【问题点拨】1.海啸是由海底地震、火山爆发、水下滑坡、坍塌或气象变化引起的。
2.摧毁城市、村庄和道路;破坏港口设施;淹没建筑物;对人类生命和财产造成严重的危害。
【归纳提升】波浪的类型、成因及影响
四要素 波峰、波谷、波高、波长
常见 类型 风浪 由风力形成,风吹拂海面,引起海水的波动,风速越大,浪高越高,能量越大
海啸 海底地震、火山爆发或水下滑坡、坍塌引起的海水波动
风暴 潮 在强风等作用下,近岸地区海面水位的急剧升降,称为风暴潮。当强风与海水涨潮同时发生,海水水位暴涨,风暴潮来势倍增。热带、温带的沿海地区均可能发生
成因 风力作用、海底地震、火山爆发或水下滑坡、坍塌等
影响 塑造海岸地貌;重要的海洋能源;影响海上作战、船只航行、海洋环境与渔业作业;海啸、风暴潮会给沿岸地区带来灾难性后果等
(设计意图:这部分内容都可以从教材中找到答案,但学生往往会忽略海啸和风暴潮也是海浪的常见形式,通过以上问题的设计可以引导学生深入学习波浪的类型、成因及作用。)
【案例】1953年荷兰遭受风暴潮袭击
通过让学生阅读教材案例,引导学生深刻理解海浪是塑造各种海岸地貌的主要动力,同时了解人类主要通过工程措施和生物措施减缓海浪对海岸的侵蚀。
(设计意图:借助教材案例“1953年荷兰遭受风暴潮袭击”具体展开,引导学生查阅资料,讨论提高应对海洋灾害能力的措施。这些措施包括加强海洋监测预报、加固海堤、修建挡潮闸、种植海岸防护林等。)
二、潮汐
【教师点拨】潮汐是海水的一种周期性涨落现象。潮汐的成因与月球和太阳对地球的引力有关。
月球、太阳与地球之间存在万有引力,由于地球表面各个地点距月球和太阳的距离不断发生变化,它们之间的引力大小也不同,并且随地球自转而不断发生变化。由于月球距离地球近,月球与地球之间的引力远大于太阳与地球之间的引力。
【图示讲解】以下两种情况,太阳、月球和地球大致处在同一直线上时,月球引潮力和太阳的引潮力叠加在一起,形成大潮。(如图a)
图a
当月球、地球和太阳形成直角时,月球和太阳的引潮力相互抵消了一部分,海面的涨落差距较小,形成小潮。(如图b)
图b
【师生互动】潮汐与人类生产生活的关系:①潮间带采集和养殖;②利用潮汐发电;③港口建设和航运。
【图片展示】跃动在滩涂上的韵律——福建霞浦紫菜养殖场。
人们用竹竿搭出养殖紫菜的网帘。潮水落去,紫菜出露在空气中,进行光合作用;潮水涨起,紫菜浸入海水中,可以吸收养分。
【图片展示】赶海:根据潮涨潮落的规律,赶在潮落的时机,到海岸的滩涂和礁石上打捞或采集海产品的过程。
【图片展示】潮汐发电示意、浙江温岭的江厦潮汐电站。
浙江温岭的江厦潮汐电站利用潮汐的水位差,涨潮和落潮时均可发电,是我国规模最大的潮汐发电站。
(设计意图:人们对于潮汐规律的利用主要体现在日常的生产、生活中。通过提供相关资料,引导学生通过沿海晒盐、捕捞、养殖、灌溉、航运、游泳、旅游、发电等活动展开讨论,加深印象,便于理解。)
【案例】钱塘江大潮在农历八月十八前后最为壮观的原因
“八月十八潮,壮观天下无。”这是北宋大诗人苏轼咏赞钱塘秋潮的千古名句。千百年来,钱塘江以其奇特卓绝的江潮,不知倾倒了多少游人看客。每年的农历八月十八前后,钱塘江口的海塘上,游客群集,兴致盎然,争睹奇景。
【问题探究】结合材料探究:
1.钱塘江大潮出现的时间。
2.结合所学知识分析钱塘江大潮的成因。
3.杭州湾沿岸地区采取怎样的措施防止钱塘江大潮对沿岸的破坏
【合作探究】五分钟时间,引导学生探究以上问题。展示答案。
【归纳总结】
1.农历八月十八前后。
2.(1)初一、十五前后,地球、月球、太阳的位置在一条直线上,天体引潮力最大;(2)杭州湾外宽内窄,为喇叭状河口,涨潮时大量海水涌入狭窄河道,潮水堆积,水位暴涨;(3)夏季钱塘江水量丰富,河水顶托作用明显,又正值东南风盛行,江水东流与大潮西进相遇,风助潮涌,潮借风威。
3.杭州湾沿岸筑有坚固的海堤(当地人称“海塘”),防止潮水淹没田地和房屋。
(设计意图:结合“钱塘江大潮”案例和“讨论海水运动对人类活动的影响”的活动,引导学生理解潮汐对滨海地区人们的生产、生活的深刻影响,欣赏大自然的魅力。)
【归纳提升】
潮汐活动的规律及成因
活动 周期 活动规律 规律成因
一天 两次潮汐 在地球上,当某地处于正对或背对月球时,此处的海水被月球引潮力“拉”起来,周围的海水也向着此处聚集堆积,就形成涨潮。地球自转过程使得大部分海域一天出现两次涨潮
一月 两次大潮(朔望时大潮) 当太阳、月球与地球三者的位置大致在同一条直线上时,太阳和月球的引潮力叠加在一起,故高潮更高,低潮更低,这便是朔望大潮
两次小潮(上弦、下弦时小潮) 当太阳、地球连线与月球、地球连线大致垂直时,太阳的引潮力会削弱月球的引潮力,便产生上、下弦时的小潮
【师生活动】诺曼底登陆为什么选择在6月6日(农历闰四月十六)这一天
6月6日是农历十六,地球、月球、太阳大致在同一条直线上,形成大潮。潮水涨的最高,落的最低。海军在夜晚潮水水位最低时先登陆,爆破、破坏障碍物;陆军在潮水水位最高时隐蔽登陆,减少了士兵在海滩上暴露的时间;空军可利用明亮的月光识别地面目标。
(设计意图:这部分既是对导入的回应,同时渗透时空综合思维和人地协调的观念。)
三、洋流
【师生活动】什么是洋流
海洋中的海水,常年比较稳定地沿着一定方向作大规模的流动,叫作洋流。
【阅读思考】阅读教材,思考洋流的分类。
暖流:从水温高的海域流向水温低的海域的洋流。
寒流:从水温低的海域流向水温高的海域的洋流。
【学生活动】寒、暖流的辨别
(1)带有纬度的图:一般从较低纬度流向较高纬度的洋流是暖流;一般从较高纬度流向较低纬度的洋流是寒流。(并不是绝对的)
(2)带有温度的图:根据等温线的凸出方向。
暖流:等温线向数值低海域凸出。
寒流:等温线向数值高海域凸出。
【学生练习】判断下图中流经A、B、C、D四处洋流的性质。
【图片展示】世界表层洋流的分布规律(仅做了解)。
【学生活动】据英国《每日邮报》报道,英国苏格兰一对母女在海滩上捡到了一个装有中文纸条的漂流瓶。对于这份很可能来自中国的神秘“礼物”,这对母女惊叹于它是如何在6天时间里经太平洋、印度洋和大西洋,随着海浪漂到了5 000英里(约为8 047千米)之外的苏格兰海滩。
“漂流瓶”是如何从中国漂到苏格兰的
【学生回答】主要借助洋流。
【师生活动】洋流对地理环境的影响。
①对沿岸气候的影响:暖流增温增湿,寒流降温减湿。
②对海洋生物资源和渔场分布的影响:寒暖流交汇的海域,易形成大的渔场。
③对海洋航行的影响:顺洋流航行节约燃料,加快航行速度;洋流挟带冰山,威胁海运。
④对海洋污染的影响:加快净化速度,扩大污染范围。
【图片展示】哥伦布1492年第一次航行沿①线用了37天,1493年第二次航行沿②线只用了20天,②线比①线远,但少用了17天的时间,为什么呢
【教师引导】1492年,航行路线逆北大西洋暖流而行,航速慢;1493年,航行路线顺加那利寒流、北赤道暖流而行,航速快。
(设计意图:通过结合航海图,分析航行路线和航行时间的差异,让学生理解洋流对航海速度和成本的影响。顺流航行速度快,燃料成本低;逆流航行速度慢,燃料成本高。)
【案例】纽芬兰渔场的形成与衰落。
学生阅读案例,思考纽芬兰渔场形成的原因
【学生回答】寒暖流交汇的海域,海水受到扰动,可以将下层营养盐类带到表层,有利于浮游生物大量繁殖,易于形成大渔场。
(设计意图:结合“纽芬兰渔场形成与衰落”的案例,引导学生通过讨论形成科学的发展观:渔场是大自然的馈赠,但人类对渔场的开发利用,要遵循可持续发展的原则,过度开发可能导致渔业资源枯竭,生态平衡失调引发严重的社会、经济和环境危机。)
【归纳提升】
1.暖流和寒流
分类 概念 对沿岸气候的影响 举例
流向 水温
暖流 从较低纬度流向较高纬度 比到达海域温度高 增温增湿 西欧海洋性气候的形成;马达加斯加岛东部热带雨林气候的形成
寒流 从较高纬度流向较低纬度 比到达海域温度低 降温减湿 澳大利亚西海岸荒漠环境的形成
2.洋流对地理环境的影响
类型 影响 实例
海洋 生物 (形成 大渔 场) 寒暖流交汇处,海水受到扰动,将下层营养盐类带到表层,有利于浮游生物大量繁殖 纽芬兰、北海道、北海等渔场
上升流,冷海水上泛,将下层营养盐类带到表层,有利于浮游生物大量繁殖 秘鲁渔场
海洋 污染 加快海水净化速度,扩大海水污染范围 ——
海洋 航运 顺洋流航行速度快,逆洋流航行速度慢;寒暖流交汇处多海雾,不利于航行;洋流带来冰山,威胁海运 “泰坦尼克号”的沉没
本节课立足核心素养,顺利完成教学目标,重点问题的突破分了三大部分:波浪,潮汐,洋流。分别突破不同的知识点,对难点的突破联系了生活实际,注重规律的总结,课上充分利用思维导图,帮助学生构建出完整的知识体系。
第三节　海水的运动
一、海浪
1.类型
2.成因
3.作用
二、潮汐
1.概念
2.成因
3.特点
4.利用潮汐
三、洋流
1.概念
2.分类
3.洋流的影响
一、潮汐形成的原因
潮汐是指海水在月球和太阳引力作用下发生的周期性涨落现象。虽然月球质量比太阳小,但它离地球近,因而海洋潮汐主要是月球引潮力引起的。在地月系统中,地球上的海水受到两个力的作用:一是月球对地球的引力,二是地球绕地月公共质心旋转时产生的惯性离心力。这两个力的合力就是月球引潮力。
根据涨落程度的不同,可以将潮汐分为小潮和大潮。在天体运动过程中,当月球、地球和太阳形成直角时,月球和太阳的引潮力相互抵消了一部分,海面的涨落差小,形成小潮。当太阳、月球和地球大致处在同一条直线上时,月球引潮力和太阳的引潮力叠加在一起,形成大潮。
二、洋流形成的原因
洋流形成的原因是多方面的。首先,大气运动和近地面风带是海洋水体运动的主要动力。盛行风吹拂海面推动海水随风漂流,并且使得上层海水带动下层海水流动,形成规模较大的洋流,叫作风海流。例如南、北半球盛行西风和信风所形成的洋流。
其次,由于海域的海水温度、盐度不同,导致海水密度分布不均,引起海水的流动,叫作密度流。例如,地中海海域受气候影响,海水蒸发旺盛,周围又少大河流入,因此海水的盐度高、密度大。高盐度、高密度的海水下沉,从底部向西经直布罗陀海峡流向大西洋。与地中海相邻的大西洋,海水盐度、密度比地中海低,水面比地中海高。这样,大西洋表层海水经直布罗陀海峡流入地中海,补充地中海海水的流失。
第三,由风力和密度差异所形成的洋流,叫作补偿流。补偿流有水平的,也有垂直的。垂直补偿流又分为上升流和下降流两种。例如,秘鲁附近的海区就有上升流。上升流不仅要克服自身的重力,还要承受顶层海水的巨大压力,上升速度非常慢。秘鲁附近的上升流每天上升不超过1米。
在自然界中,洋流的形成往往不是受单一因素的影响,而是同时受到几个因素的综合影响。此外,地转偏向力和陆地轮廓,会迫使洋流的流向发生改变。
三、直布罗陀海峡的神奇洋流
直布罗陀海峡是连接大西洋和地中海的狭窄水道。由于地中海地区为地中海气候,夏季、秋季处于副热带高压控制之下,因此日照强烈,干热少雨;而在冬季、春季,海面上刮的是来自大西洋的温暖西风,气温都在零摄氏度以上。另外,地中海四周,除埃及的尼罗河外,无流量大的河流流入地中海,导致地中海海水的盐度比大西洋的高,密度大。
而与地中海相邻的大西洋因为年平均气温较地中海的年平均气温低,海水的蒸发量小,因此大西洋的年平均盐度也比地中海的年平均盐度低,只有35‰。即使是和地中海相同纬度的邻近的大西洋海区盐度稍高一些,也只有36‰,而地中海的盐度大约为40‰,即使是靠近直布罗陀海峡的西地中海,盐度也高达38‰。这样就形成了地中海和大西洋两个以直布罗陀海峡沟通的海域,年平均盐度高低不平衡的局面。海水密度的大小取决于海水的温度和盐度,而此处主要取决于盐度。盐度越大,密度越大,因此地中海的海水密度大于大西洋的海水密度。
地球表面的物体,首先都要受到大气的压力。地中海和大西洋的海水在海面也不例外,都受到大气的压力,但这两者所受大气压力基本相同,都是一个大气压。再往深处的海水,所受的压力,就是它上方的空气柱的压力加上海水柱的压力,空气柱的压力基本相同,某个深度海水的压力就取决于其上方海水柱的压力,也就是海水柱的质量,而这和海水密度成正比,也就是和海水盐度成正比。因此,在同一深度,地中海的水压要大于大西洋的水压,因为地中海海水盐度高于大西洋海水盐度,而且深度越深,两者的压力差越大。有了压力的差异,海水便产生运动。压力差越大,运动越剧烈。这样,海峡处下层的海水(200米以下)在这个压力差的作用下,由地中海流向大西洋。地中海底部的海水便经由直布罗陀海峡进入大西洋底部,从而使大西洋海水被抬升。在大西洋上层,被抬高的海平面,上层海水(水深不足200米)又因为压力作用而通过直布罗陀海峡流向地中海。这就形成了水面至水下大约200米的海水向东流、200米以下海水向西流的表层的密度流。
第二次世界大战时期,德国潜水艇曾利用洋流躲避盟军在直布罗陀海峡的监测,多次进出地中海,使英法联军的海军遭受了巨大的损失。德国的潜水艇在潜出地中海时,关闭发动机,降至海面以下比较深的地区,顺着洋流流出地中海进入大西洋,而在进入地中海的时候,又将潜水艇升到比较浅的地区,关闭发动机,顺着表层洋流再流回到地中海。这样就躲避了盟军的侦察。
这就说明,自然规律一旦被人们所发现并利用,就会发挥巨大的作用。现在的轮船在经过直布罗陀海峡时,若向东走进入地中海,就会因顺水而船速加快,但若向西航行,就会因逆水而速度减慢。
在黑海和地中海之间的土耳其海峡,也存在着上下相反的洋流:黑海四周有多瑙河、第聂伯河及顿河等大河流入,使黑海海水的盐度大大低于一般海水的盐度,只有18‰到22‰,因此其海水密度较小,水位高于地中海,所以黑海表层海水通过土耳其海峡流入地中海,而地中海底部海水从海峡底部流入黑海,互不干扰。沟通红海与印度洋的曼德海峡、连接阿拉伯海与波斯湾的霍尔木兹海峡,因其两侧海水的温度、盐度差别较大,也存在着上下流向相反的水流。
四、试题荟萃
1.(2016·江苏卷)下图为世界某区域示意图。图中洋流甲(　　)(双选)
A.自南向北流
B.导致流经海域海水等温线向南凸出
C.使沿岸增温增湿
D.利于海洋渔场的形成
【答案】BC
【解析】由纬度位置和海陆位置判定,图示洋流位于南半球中低纬度大陆东岸,为自北向南流的暖流,流经海域等温线向高纬度凸出,对沿岸气候起增温增湿作用。暖流附近没有明显的上升流,也没有寒暖流交汇,因而不利于渔场的形成。
2.(2018·江苏卷)圣劳伦斯湾面积约23.8万平方千米,平均水深127米,海流从贝尔岛海峡流入,从卡伯特海峡流出,中心地区表层海水盐度为27‰~32‰,深层海水盐度可达33.5‰。冬季完全冰封。每年5月至9月,这里是世界最佳的赏鲸地之一。下图为圣劳伦斯湾位置略图。据此回答下题。
每年5月底海冰开始解冻,浮冰主要积聚于海湾的　　　　　　　　　,这时鲸鱼也开始向海湾聚集的原因有　
　。
【答案】南部　水温上升;不同性质的水流交汇,饵料丰富
【解析】每年5月底海冰开始解冻,浮冰会随海流流向南部,主要积聚于海湾的南部地区。5月气温较高,海水水温上升,加上不同性质的水流在海湾地区交汇,海水受到扰动,饵料丰富,吸引鲸鱼向海湾聚集。
3.(2018·福州等八市高一期末)读海洋表层等温线示意图,箭头表示洋流流向,其中表示北半球暖流的是(　　)
　　　　　　　　　　　　　　
A.甲 B.乙
C.丙 D.丁
【答案】A
【解析】根据南、北半球海水温度的变化规律及洋流与等温线的关系判断,甲图表示北半球暖流,乙图表示北半球寒流,丙图表示南半球暖流,丁图表示南半球寒流。
(2018·成都高一期末)下图为北大西洋洋流分布示意图。读图,回答4~5题。
4.可能形成大渔场的海域是(　　)
A.① B.②
C.③ D.④
5.图中流经③海域的洋流对沿岸地区的作用是(　　)
A.增温增湿 B.降温减湿
C.增温减湿 D.降温增湿
【答案】4.D　5.A
【解析】第4题,由图可知,④海域位于暖流和寒流交汇处,鱼类饵料丰富,是最可能形成大渔场的海域;①②③海域均受单一暖流影响,不易形成大渔场。第5题,流经③海域的洋流为从低纬度流向高纬度的暖流,对沿岸地区有增温增湿的作用。
6.(2018·威海高一期末)读世界渔场分布图,回答下列问题。
(1)描述大范围渔场的分布特点。
(2)图中A、B两海域分布有世界著名的渔场,简析其形成大渔场原因的差异。
(3)目前,世界海洋渔业资源普遍萎缩,分析其人为原因并提出相应的对策。
【答案】(1)大范围渔场主要分布在温带,北半球比南半球的分布范围广,面积最大的位于太平洋北部。
(2)A渔场是北海道渔场,位于寒暖流交汇处,有利于浮游生物的大量繁殖,为鱼类提供丰富的饵料;洋流汇合形成“水障”,阻碍鱼类游动,形成大渔场。B渔场是秘鲁渔场,受离岸风的影响,深层海水上泛把大量营养物质带到表层,有利于浮游生物的大量繁殖,为鱼类提供丰富的饵料,形成大渔场。
(3)人为原因:人口增加导致过度捕捞;海洋污染等导致海洋生态环境恶化;重大工程建设的不利影响。对策:加强海洋资源管理;控制人口增长;防治海水污染,改善海洋环境。
【解析】第(1)题,读图可知,大范围渔场从纬度的分布范围来看,主要分布在温带,且北半球比南半球分布的范围广。第(2)题,A渔场是位于北太平洋的北海道渔场;B渔场是位于南太平洋的秘鲁渔场,都是世界著名的渔场。北海道渔场主要是由千岛寒流与日本暖流交汇形成,秘鲁渔场主要是由上升流形成的。第(3)题,人为原因主要有过度捕捞、海洋污染等。对策应主要从加强海洋资源管理、控制人口数量、防治海水污染等方面回答。
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