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第三节　海—气相互作用
(时间:30分钟　满分:53分)
　　当关键海区(120°W向西至170°W南北纬5°之间的海域)海表温度连续3个月高于气候平均状态0.5℃及以上时,即进入厄尔尼诺状态;低于气候平均状态0.5℃及以上时,即进入拉尼娜状态。图1示意2017年9月至2022年5月关键海区海表温度距平。据此回答1～2题。
图1
1.推测信风最弱的时间为(　　)
[A]2017年10—12月 [B]2018年10—12月
[C]2019年10—12月 [D]2020年10—12月
【答案】 B
【解析】 结合材料及所学知识可知,出现厄尔尼诺现象时,信风变弱,出现拉尼娜现象时,信风变强;结合图示信息可知,2017年10—12月及2020年10—12月海表温度连续低于气候平均状态0.5℃及以上,说明进入拉尼娜状态,信风变强,A、D错误;2018年10—12月及2019年10—12月海表温度连续3个月高于气候平均状态0.5℃及以上,说明进入厄尔尼诺状态,信风较弱,但2019年10—12月海表温度距平较2018年10—12月低,说明2018年10—12月信风最弱,B正确,C错误。
2.2021年10—12月(　　)
[A]澳大利亚东部降水减少
[B]南美秘鲁附近降水增多
[C]南赤道暖流势力减弱
[D]东亚冬季寒潮次数增加
【答案】 D
【解析】 结合图中信息可知,2021年10—12月海表温度连续3个月低于气候平均状态0.5℃及以上,说明此时出现了拉尼娜现象;结合所学知识可知,拉尼娜现象出现时,澳大利亚东部降水变多,A错误;南美秘鲁附近降水减少,B错误;信风势力变强,因此南赤道暖流势力变强,C错误;东亚冬季寒潮次数增加,D正确。
海洋热量收入与支出差额称为海洋的热平衡值,通过海—气作用影响全球的热量平衡。图2为太平洋不同纬度海域热平衡值分布图。读图,回答3～4题。
图2
3.赤道附近太平洋海域向大气输送热量会使赤道近地面大气(　　)
[A]垂直上升 [B]垂直下沉
[C]水平向南 [D]水平向北
【答案】 A
【解析】 根据所学知识可知,赤道附近太平洋海域获得的热量多,通过长波辐射、潜热等方式向大气传递热量多,大气受热膨胀垂直上升,A正确,B错误;近地面大气受热之后不会出现水平运动,C、D错误。
4.导致太平洋40°S较40°N热平衡值较小的主要因素是(　　)
[A]洋流性质 [B]太阳高度
[C]昼夜长短 [D]大气保温作用
【答案】 A
【解析】 根据所学知识可知,40°S的太平洋海域附近流经的洋流是西风漂流,为寒流,势力强,降温明显,海域热量收入少,热平衡值较小,而40°N的太平洋海域附近为暖流,增温明显,海域热量收入多,热平衡值较大,A正确;40°S与40°N纬度值相同,因此年内太阳高度平均值相同,昼夜长短平均值也相同,B、C错误;无法确定40°S与40°N的大气性质,因此无法判断大气保温作用强弱,D错误。
　　“海浩”是指海面上出现白茫茫云雾的现象。2021年1月7日清晨,青岛经历寒潮天气时,青岛近海海域像开了锅,海面上“蒸汽腾腾”,海水仿佛被煮沸了一般;船只、海岛影影绰绰,仿佛置于云层之上,如梦如幻。图3为青岛近海海面出现的“海浩”奇观图。据此回答5～6题。
图3
5.“海浩”景观的形成反映出(　　)
[A]海—陆间的水汽输送
[B]海—气间的水热交换
[C]海面风力较大
[D]水温低于气温
【答案】 B
【解析】 由材料可知,青岛经历寒潮天气,当干冷的气流经过暖湿的海面时导致海面水汽凝结形成冰晶,“海浩”现象反映出海—气之间的水热交换形成的,不是海—陆间的水汽输送,B正确,A错误;从材料可知,水温比气温高才能使暖湿海面水汽凝结形成冰晶,形成“海浩”,D错误;海面风力较大,不利于“海浩”景观的形成,C错误。
6.“海浩”景观的形成有利于(　　)
[A]加大海—气间热量差异
[B]维持水热平衡
[C]加大海—气间水分差异
[D]维持大气稳定
【答案】 B
【解析】 “海浩”现象是寒潮过境时干冷气流与海面暖湿气流发生水热交换形成的,暖湿气流遇到干冷气流凝结形成冰晶,海—气之间的水热交换可以维持水热平衡,B正确;“海浩”景观的形成加强了海—气之间的水热交换,可减小海—气间热量差异和水分差异,使大气变得更不稳定,A、C、D错误。
海水温度分布状况影响大气环流,对天气系统和长期气候变化有着重要影响。图4为某年赤道附近(5°S～5°N)部分海域海洋表面温度距平时间—经度剖面示意图(单位:℃)。据此回答7～8题。
图4
7.图4反映该年赤道附近中、东太平洋出现(　　)
[A]厄尔尼诺现象
[B]厄尔尼诺现象→拉尼娜现象
[C]拉尼娜现象
[D]拉尼娜现象→厄尔尼诺现象
【答案】 C
【解析】 读图并结合所学知识可知,赤道附近太平洋中东部等值线为负值,说明赤道附近太平洋中东部海区海洋表面温度异常偏低;赤道附近太平洋西部等值线基本为正值,说明赤道附近太平洋西部海区海洋表面温度异常偏高,出现了拉尼娜现象,C正确。
8.赤道附近中、东太平洋此现象发生时,易引起(　　)
[A]东南信风增强
[B]中国沿海海平面偏高
[C]秘鲁沿岸对流活动增强
[D]菲律宾野火灾害偏多
【答案】 B
【解析】 根据所学知识可知,拉尼娜现象发生时,东南信风增强,南赤道暖流增强,更多海水流向太平洋西部,致使中国沿海海平面偏高,B正确;拉尼娜现象由东南信风增强引起,A错误;东南信风增强,秘鲁寒流势力增强,秘鲁沿岸下沉气流更强,不利于对流活动,C错误;太平洋西侧上升气流增强,降水增多,致使菲律宾野火灾害偏少,D错误。
降水在水循环过程中分为蓝水和绿水。蓝水是形成地表径流和地下径流的部分,而绿水是被蒸发和蒸腾的部分。厄尔尼诺年夏季中国南涝北旱,而拉尼娜年则出现北涝南旱的情形。表1示意我国南方Z河流域厄尔尼诺年和拉尼娜年的年降水量、蓝绿水占比。近30年来,该河流域植被覆盖率显著增加。据此回答9～11题。
表1
Z河流域 年降水量 绿水占比 蓝水占比
厄尔尼诺年 2 138mm 45% 55%
拉尼娜年 1 323mm 70% 30%
9.Z河流域厄尔尼诺年与拉尼娜年差异最小的是(　　)
[A]地表径流量 [B]水汽输送量
[C]下渗量 [D]蒸腾量
【答案】 D
【解析】 由表可知,Z河流域“厄”年与“拉”年的年降水量差异较大,故地表径流量差异较大,A错误。根据所学知识可知,降水的水汽主要来自大气环流输送,故水汽输送量差异也较大,B错误。“厄”年和“拉”年降水情况不同,下渗量会有明显差异,C错误。蒸腾量与植被覆盖率有关,两个年份的植被覆盖率没有明显变化,故蒸腾量差异最小,D正确。
10.与黄河流域相比,Z河流域明显较小且两流域差异最大的是(　　)
[A]厄尔尼诺年的绿水占比
[B]拉尼娜年的绿水占比
[C]厄尔尼诺年的蓝水占比
[D]拉尼娜年的蓝水占比
【答案】 A
【解析】 与Z河流域相比,黄河流域降水少,蒸发强,地表和地下径流较少,蓝水占比较低,绿水占比高,Z河流域地处我国南方地区,故蓝水占比较高,C、D错误。由材料可知,“厄”年夏季我国南涝北旱,黄河流域降水较少,故蓝水占比很低,绿水占比高,由表可知,Z河流域“厄”年蓝水占比高,绿水占比低,两流域水分差异很大,蓝水占比差异很大,绿水占比差异也很大,A正确。“拉”年我国出现北涝南旱,黄河流域降水多,与Z河流域水分条件差异较小,故蓝水占比差异较小,绿水占比差异也较小,B错误。
11.近30年来,Z河流域植被覆盖率显著增加可明显提高(　　)
[A]厄尔尼诺年的蓝水占比
[B]拉尼娜年的绿水占比
[C]厄尔尼诺年的年降水量
[D]拉尼娜年的年降水量
【答案】 B
【解析】 根据材料可知,“厄”年南方降水多,植被覆盖率提高,绿水占比提高,蓝水占比降低,A错误。Z河流域位于我国南方地区,降水的水汽主要来自水汽输送,故植被覆盖率变化对提高年降水量作用不大,C、D错误。“拉”年夏季我国北涝南旱,Z河流域降水少,植被覆盖率显著增加,绿水占比提高,蓝水占比降低,B正确。
12.(20分)阅读图文材料,回答下列问题。
　　厄尔尼诺现象对秘鲁渔场资源和天气有严重影响,秘鲁北方降水可能增多,而南方降水可能减少。2017年10月12日上午,国家海洋环境预报中心组织召开了“2017/18厄尔尼诺及气候预测会商会”。
图5　某次厄尔尼诺发生时太平洋表层水温异常示图
图6　厄尔尼诺形成示意图
图7　海水溶解氧浓度随水温变化示意图
(1)简述厄尔尼诺发生时,图7所示太平洋海域表层水温异常的特点。(6分)
(2)分析厄尔尼诺的形成原因。(8分)
(3)分析厄尔尼诺发生时,秘鲁渔场鱼类大量死亡、鱼群逃离的原因。(6分)
【答案】 (1)赤道附近中、东部洋面增温最显著,由此向南北两侧递减;赤道以北、以南远离大陆的大洋中部的局部海域有降温现象。(6分)
(2)由于(东南)信风(离岸风)减弱,海水上涌(或上泛)减弱,导致秘鲁寒流变弱,赤道中、东部太平洋海域海水升温;该海域海水升温后,近洋面空气受热膨胀上升,形成低气压。而太平洋西部气压相对较高,在水平气压梯度力作用下形成西风,西风推动西太平洋暖海水自西向东流(或西太平洋暖海水回流),遏制了秘鲁寒流的北上,加剧了太平洋中、东部水温升高。(8分)
(3)水温升高,冷水性鱼类不适应升高的水温而大量死亡;海水上泛减弱,大量营养盐类不能被带至表层,鱼类饵料减少,导致鱼群逃离;海水中的溶解氧浓度随水温升高而减少,大量鱼类因缺氧而死亡。(6分)
【解析】 第(1)题,厄尔尼诺发生时,太平洋海域表层水温异常的特点要结合图5所示等值线进行分析。如果为正值,则增温,数值越大,增温越明显;如果为负值,则降温。读图5可知,太平洋东部及中部地区等值线为正值,升温较明显,而南、北局部地区为负值,说明有降温现象。第(2)题,厄尔尼诺的形成原因与大气环流有关。由于大气环流异常,东南信风减弱会使秘鲁沿岸上升补偿流减弱,表层海水温度上升,气流上升明显,同纬度太平洋西部的下沉气流增强,气压升高,西风推动表层暖海水向东流,使得赤道中、东部太平洋水温继续升高。第(3)题,秘鲁渔场鱼类大量死亡、鱼群逃离的原因主要与水温升高有关。秘鲁渔场的鱼类多为冷水性鱼类,由于水温升高,冷水性鱼类不适应升高的水温而大量死亡;东南信风减弱,秘鲁沿岸上升补偿流减弱,海水上泛减弱,使得营养盐类不能被带至表层,饵料减少,导致鱼群逃离;海水中的溶解氧浓度减少,大量鱼类缺氧死亡。第三节　海—气相互作用
【目标导航】
课标要求 素养目标
　　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。 1.区域认知:认知不同海域水热交换状况。 2.综合思维:运用图表材料,说明海—气相互作用对全球水热平衡的影响。能够根据图文材料解释厄尔尼诺、拉尼娜现象对全球气候和人类活动的影响。 3.地理实践力:能准确绘制厄尔尼诺现象、拉尼娜现象出现时沃克环流的变化图。
一、海—气相互作用与水热交换
1.海—气相互作用的含义
指海洋与大气间物质、能量持续交换的互相影响过程。
2.海洋与大气间的水分交换
(1)过程:海水蒸发时会把大量水汽输送给大气,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。
(2)海洋对大气水分的影响:海洋的热状况和蒸发情况,直接制约着大气水汽的含量与分布。
3.海洋与大气间的热量交换
(1)海洋对大气的热量输送:海洋通过潜热、长波辐射等方式将储存的太阳辐射能输送给
大气。
(2)大气对海洋的热量输送:大气通过风作用于海洋,驱动海水运动,把部分能量返还给海洋,并使海洋热状况产生再分配,改变海洋对大气的加热作用。
二、海—气相互作用与水热平衡
海—气相互作用通过大气环流和大洋环流,驱使着水分和热量在不同地区传输,从而维持着全球的水热平衡。
1.水分平衡
海—气相互作用,进行水分交换,构成地球上生生不息的水循环,维持了全球水分平衡。
2.热量平衡
大洋环流把低纬度海洋多余的热量向较高纬度输送;在中纬度,通过海洋与大气之间的交换,把相当多的热量输送给大气,再由大气环流将热量向更高纬度输送,维持了全球热量
平衡。
三、厄尔尼诺、拉尼娜及其影响
项目 表现 影响
厄尔尼 诺现象 东南太平洋(秘鲁寒流海区)海水异常增温的现象 鱼类大量死亡;以鱼类为食物的鸟类死亡或迁徙;中、东太平洋及南美太平洋沿岸国家异常多雨,甚至引起洪涝灾害;热带西太平洋降水减少,造成印度尼西亚、澳大利亚严重干旱;可以减少二氧化碳的释放,延缓全球气候变暖
拉尼娜 现象 赤道太平洋东部和中部海域水温异常下降的现象 影响程度及威力小于厄尔尼诺现象
学习任务一　海—气相互作用与水热交换
【情境·探究导学】
　　当有干冷空气流到暖水面上时,由于暖水面蒸发而形成的雾称为蒸发雾。发生在海面上的此类天气现象被北方渔民称为“海浩”。2020年大连附近海面多次出现了“海浩”奇观,海面上薄雾缭绕,宛如仙境(下图),吸引了大量市民前往观赏。
(1)说明“海浩”现象发生的季节及在一天中的时间。
【提示】 深秋、冬季的清晨。
(2)运用海—气相互作用原理,简述“海浩”的形成过程。
【提示】 当干冷空气流经相对温暖的海面时,由于海水与干冷空气之间温度、湿度差异大,引起海水急剧蒸发;蒸发的水汽在遇到寒冷空气后,水汽凝结形成雾。
(3)与一般的雾相比,结合材料推测“海浩”持续时间短的原因。
【提示】 “海浩”形成的条件较为苛刻,必须要有干冷空气流经、下垫面(海面)水温较高,同时海—气温差要大。
【核心·归纳总结】
1.海—气之间的水分交换过程
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。海洋的蒸发量与其表层水温密切相关,一般来说,海水温度越高,蒸发量越大。因此,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,降水也较丰沛,海—气间的水分交换也较为活跃。如图所示。
2.海—气之间的热量交换过程
海洋吸收了到达地表太阳辐射能的70%,并把其中85%的热量储存在海洋表层。海洋再通过潜热、长波辐射等方式将储存的太阳辐射能输送给大气。可以说,海洋是大气最主要的热量储存库。海洋向大气输送的热量受海洋表层水温的影响,水温高的海区,向大气输送的热量也多。如图所示。
3.海洋对大气温度的调节作用
由于热容量的影响,海洋对热能反映表现为:吸热较慢,增温较缓,放热较慢,降温也较缓。海洋对大气温度起着显著的调节作用。而陆地对热能反映表现为:吸热很快,增温也快,放热迅速,降温也迅速。陆地对大气温度的调节作用小,以致气温的日较差、年较差比海洋大。如图所示。
4.海—气相互作用与水热平衡之间的关系
海—气相互作用所形成的大气环流与大洋环流,是维持全球水热平衡的基础。由于不同纬度海区对大气加热的差异,导致大气产生高低纬度间的环流;海洋与陆地对大气加热的差异,则形成季风环流。同时,大气的运动以风力的形式作用于海洋,促使海水运动,并在地转偏向力的影响下,形成了一定规律的大洋环流。大气环流和大洋环流驱使着水分和热量在不同地区间传输,从而维持着地球上的水分和热量的平衡。
【实践·学以致用】
下图为某科学考察队考察路线示意图。读图,回答1～2题。
1.图中①处和②处相比,海—气相互作用更活跃的是(　　)
[A]①处
[B]②处
[C]①②处相等
[D]无法判断
【答案】 B
【解析】 ①②两处纬度位置相差不大,但②处有南赤道暖流流经,海水温度更高,蒸发作用更强;①处有本格拉寒流流经,海水温度较低,蒸发作用较弱,②处海—气相互作用更活跃。
2.若船只出发时,A处是1月,经过6个月后到达B处,此时B处可能发生的现象是(　　)
[A]海洋向大气补充热量
[B]大气向海洋补充热量
[C]大气和海洋未发生任何联系
[D]此时B处为春季,海洋无法向大气补充热量
【答案】 A
【解析】 6个月后为7月,是北半球夏季,B处附近海洋温度高,海洋向大气补充热量。
学习任务二　厄尔尼诺、拉尼娜及其影响
【情境·探究导学】
　　茎柔鱼广泛分布于东太平洋海域,对栖息地环境和气候变化极为敏感,其渔场时空分布受不同时空尺度气候和海洋环境变化的影响大。在秘鲁沿岸,茎柔鱼渔场主要分布在海面温度为14～30℃的海域,最高捕捞量出现在海面温度为17～23℃的海域。有研究表明,相较于厄尔尼诺事件,正常年份和拉尼娜事件下茎柔鱼生境可能更加适宜。下图示意秘鲁外海茎柔鱼渔场2007年(拉尼娜年份)及2015年(厄尔尼诺年份)9—12月重心的变化。
(1)描述2007年9—12月与2015年9—12月相比,秘鲁外海茎柔鱼渔场重心的变化。
【提示】 2007年9—12月秘鲁外海茎柔鱼渔场的纬度重心明显低于2015年9—12月;2007年9—12月渔场的经度重心显著高于2015年9—12月;2007年9—12月的茎柔鱼渔场位置相较于2015年9—12月偏西北方向。
(2)简述秘鲁外海茎柔鱼渔场的形成原因。
【提示】 秘鲁沿岸受东南信风影响,表层海水离岸而去,底层海水上升补充形成上升补偿流;补偿流把海底营养盐类带至表层,浮游生物大量繁殖,为茎柔鱼提供了充足的饵料,同时上升流为寒流,为茎柔鱼的生存提供了适宜活动的海水温度环境,从而形成秘鲁外海茎柔鱼渔场。
(3)说明拉尼娜事件对秘鲁外海茎柔鱼渔场的影响。
【提示】 当拉尼娜事件发生时,秘鲁外海上升补偿流增强,茎柔鱼渔场的水温相较于正常年份明显偏低;秘鲁外海适宜茎柔鱼活动水温的面积扩大,适宜生长的范围变大且向北
移动。
【核心·归纳总结】
厄尔尼诺、拉尼娜及其影响
比较项 正常年份 厄尔尼诺发生年份 拉尼娜发生年份
图示
洋流 秘鲁寒流向西北流 温暖海水从赤道向南流动,迫使秘鲁寒流向西流动 当太平洋东部的秘鲁寒流过于强盛时,冷水沿赤道附近海域向西扩散到更远的区域
生物 秘鲁寒流带来丰富的饵料,形成渔场 该海区水温升高,冷水性鱼类大量死亡,以这类鱼为食物的鸟类死亡或迁徙 —
大气 环流 存在对流性环流,赤道太平洋西岸气流上升,东岸气流下沉 形成增强型对流,赤道太平洋中部气流上升,西岸气流下沉,东岸下沉气流因水温升高而减弱 —
天气、 气候 西岸降水较多;东岸降水较少,形成荒漠 西岸的澳大利亚及印度尼西亚等地出现严重旱灾,东岸荒漠地带暴雨成灾 赤道中、东太平洋海域,信风比常年偏强,水温偏低,海面气压偏高,云量减少;在赤道西太平洋地区,降水较正常年份偏多
【实践·学以致用】
厄尔尼诺现象和拉尼娜现象是海水温度大范围季节性异常变化的现象,导致部分地区的气候异常。图1、图2分别为厄尔尼诺年和拉尼娜年西北太平洋柔鱼渔业资源的分布与渔获量示意图。据此回答1～3题。
　　　　　　 图1　　　　　　　　图2
1.厄尔尼诺现象发生时,赤道附近太平洋中部及东部表层海水温度(　　)
[A]略微升高 [B]略微降低
[C]异常升高 [D]异常降低
【答案】 C
【解析】 根据所学知识可知,厄尔尼诺现象发生时,赤道附近太平洋中部及东部表层海水温度异常升高,C正确。
2.与拉尼娜年相比,厄尔尼诺年西北太平洋柔鱼(　　)
[A]捕鱼纬度范围扩大,渔获量增加
[B]捕鱼纬度范围扩大,渔获量减少
[C]捕鱼纬度范围缩小,渔获量增加
[D]捕鱼纬度范围缩小,渔获量减少
【答案】 B
【解析】 根据图2可知,与拉尼娜年相比,厄尔尼诺年实际捕鱼作业的纬度范围变大,根据图1可知,与拉尼娜年相比,厄尔尼诺年西北太平洋柔鱼渔获量减少,B正确。
3.拉尼娜现象发生时(　　)
[A]赤道附近太平洋东部地区降水增多
[B]赤道附近太平洋西部地区水温降低
[C]我国东部沿海地区台风活动增多
[D]秘鲁渔场的渔获量大量减少
【答案】 C
【解析】 根据所学知识可知,拉尼娜现象发生时,赤道太平洋东部水温降低,气温降低,盛行下沉气流,降水减少,A错误;赤道太平洋西部气温相对升高,盛行上升气流,低压强盛,影响我国东部沿海地区的台风活动次数增多,B错误,C正确;秘鲁寒流的势力增强,南美洲太平洋沿岸表层海水温度异常降低,秘鲁渔场的渔获量增加,D错误。第三节　海—气相互作用
(时间:30分钟　满分:53分)
　　当关键海区(120°W向西至170°W南北纬5°之间的海域)海表温度连续3个月高于气候平均状态0.5℃及以上时,即进入厄尔尼诺状态;低于气候平均状态0.5℃及以上时,即进入拉尼娜状态。图1示意2017年9月至2022年5月关键海区海表温度距平。据此回答1～2题。
图1
1.推测信风最弱的时间为(　　)
[A]2017年10—12月 [B]2018年10—12月
[C]2019年10—12月 [D]2020年10—12月
2.2021年10—12月(　　)
[A]澳大利亚东部降水减少
[B]南美秘鲁附近降水增多
[C]南赤道暖流势力减弱
[D]东亚冬季寒潮次数增加
海洋热量收入与支出差额称为海洋的热平衡值,通过海—气作用影响全球的热量平衡。图2为太平洋不同纬度海域热平衡值分布图。读图,回答3～4题。
图2
3.赤道附近太平洋海域向大气输送热量会使赤道近地面大气(　　)
[A]垂直上升 [B]垂直下沉
[C]水平向南 [D]水平向北
4.导致太平洋40°S较40°N热平衡值较小的主要因素是(　　)
[A]洋流性质 [B]太阳高度
[C]昼夜长短 [D]大气保温作用
　　“海浩”是指海面上出现白茫茫云雾的现象。2021年1月7日清晨,青岛经历寒潮天气时,青岛近海海域像开了锅,海面上“蒸汽腾腾”,海水仿佛被煮沸了一般;船只、海岛影影绰绰,仿佛置于云层之上,如梦如幻。图3为青岛近海海面出现的“海浩”奇观图。据此回答5～6题。
图3
5.“海浩”景观的形成反映出(　　)
[A]海—陆间的水汽输送
[B]海—气间的水热交换
[C]海面风力较大
[D]水温低于气温
6.“海浩”景观的形成有利于(　　)
[A]加大海—气间热量差异
[B]维持水热平衡
[C]加大海—气间水分差异
[D]维持大气稳定
海水温度分布状况影响大气环流,对天气系统和长期气候变化有着重要影响。图4为某年赤道附近(5°S～5°N)部分海域海洋表面温度距平时间—经度剖面示意图(单位:℃)。据此回答7～8题。
图4
7.图4反映该年赤道附近中、东太平洋出现(　　)
[A]厄尔尼诺现象
[B]厄尔尼诺现象→拉尼娜现象
[C]拉尼娜现象
[D]拉尼娜现象→厄尔尼诺现象
8.赤道附近中、东太平洋此现象发生时,易引起(　　)
[A]东南信风增强
[B]中国沿海海平面偏高
[C]秘鲁沿岸对流活动增强
[D]菲律宾野火灾害偏多
降水在水循环过程中分为蓝水和绿水。蓝水是形成地表径流和地下径流的部分,而绿水是被蒸发和蒸腾的部分。厄尔尼诺年夏季中国南涝北旱,而拉尼娜年则出现北涝南旱的情形。表1示意我国南方Z河流域厄尔尼诺年和拉尼娜年的年降水量、蓝绿水占比。近30年来,该河流域植被覆盖率显著增加。据此回答9～11题。
表1
Z河流域 年降水量 绿水占比 蓝水占比
厄尔尼诺年 2 138mm 45% 55%
拉尼娜年 1 323mm 70% 30%
9.Z河流域厄尔尼诺年与拉尼娜年差异最小的是(　　)
[A]地表径流量 [B]水汽输送量
[C]下渗量 [D]蒸腾量
10.与黄河流域相比,Z河流域明显较小且两流域差异最大的是(　　)
[A]厄尔尼诺年的绿水占比
[B]拉尼娜年的绿水占比
[C]厄尔尼诺年的蓝水占比
[D]拉尼娜年的蓝水占比
11.近30年来,Z河流域植被覆盖率显著增加可明显提高(　　)
[A]厄尔尼诺年的蓝水占比
[B]拉尼娜年的绿水占比
[C]厄尔尼诺年的年降水量
[D]拉尼娜年的年降水量
12.(20分)阅读图文材料,回答下列问题。
　　厄尔尼诺现象对秘鲁渔场资源和天气有严重影响,秘鲁北方降水可能增多,而南方降水可能减少。2017年10月12日上午,国家海洋环境预报中心组织召开了“2017/18厄尔尼诺及气候预测会商会”。
图5　某次厄尔尼诺发生时太平洋表层水温异常示图
图6　厄尔尼诺形成示意图
图7　海水溶解氧浓度随水温变化示意图
(1)简述厄尔尼诺发生时,图7所示太平洋海域表层水温异常的特点。(6分)
(2)分析厄尔尼诺的形成原因。(8分)
(3)分析厄尔尼诺发生时,秘鲁渔场鱼类大量死亡、鱼群逃离的原因。(6分)(共32张PPT)
第三节　海—气相互作用
【目标导航】
课标要求 素养目标
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。 1.区域认知:认知不同海域水热交换状况。
2.综合思维:运用图表材料,说明海—气相互作用对全球水热平衡的影响。能够根据图文材料解释厄尔尼诺、拉尼娜现象对全球气候和人类活动的影响。
3.地理实践力:能准确绘制厄尔尼诺现象、拉尼娜现象出现时沃克环流的变化图。
必备知识·预习导学
一、海—气相互作用与水热交换
1.海—气相互作用的含义
指海洋与大气间 、能量 的互相影响过程。
2.海洋与大气间的水分交换
(1)过程:海水蒸发时会把大量水汽输送给大气,大气中的水汽在适当条件下凝结,并以 的形式返回海洋。
(2)海洋对大气水分的影响:海洋的热状况和 情况,直接制约着大气水汽的含量与 。
物质
持续交换
降水
蒸发
分布
3.海洋与大气间的热量交换
(1)海洋对大气的热量输送:海洋通过 、长波辐射等方式将储存的
输送给大气。
(2)大气对海洋的热量输送:大气通过 作用于海洋,驱动海水运动,把部分能量返还给海洋,并使海洋热状况产生再分配,改变海洋对大气的 作用。
潜热
太阳辐射能
风
加热
二、海—气相互作用与水热平衡
海—气相互作用通过大气环流和大洋环流,驱使着水分和热量在不同地区传输,从而维持着全球的水热平衡。
1.水分平衡
海—气相互作用,进行水分交换,构成地球上生生不息的水循环,维持了全球水分平衡。
2.热量平衡
大洋环流把低纬度海洋多余的热量向较高纬度输送;在中纬度,通过海洋与大气之间的交换,把相当多的热量输送给大气,再由大气环流将热量向更高纬度输送,维持了全球热量平衡。
三、厄尔尼诺、拉尼娜及其影响
项目 表现 影响
厄尔尼 诺现象 东南太平洋( 海区)海水异常 的现象 鱼类大量死亡;以鱼类为食物的鸟类死亡或迁徙;中、东太平洋及南美太平洋沿岸国家异常多雨,甚至引起 ;热带西太平洋降水 ,造成印度尼西亚、澳大利亚严重 ;可以减少二氧化碳的释放,延缓
拉尼娜 现象 赤道太平洋东部和中部海域水温异常下降的现象 影响程度及威力 厄尔尼诺现象
秘鲁寒流
增温
洪涝灾害
减少
干旱
全球气候变暖
小于
关键能力·情境导学
学习任务一　海—气相互作用与水热交换
【情境·探究导学】
当有干冷空气流到暖水面上时,由于暖水面蒸发而形成的雾称为蒸发雾。发生在海面上的此类天气现象被北方渔民称为“海浩”。2020年大连附近海面多次出现了“海浩”奇观,海面上薄雾缭绕,宛如仙境(下图),吸引了大量市民前往观赏。
(1)说明“海浩”现象发生的季节及在一天中的时间。
【提示】 深秋、冬季的清晨。
(2)运用海—气相互作用原理,简述“海浩”的形成过程。
【提示】 当干冷空气流经相对温暖的海面时,由于海水与干冷空气之间温度、湿度差异大,引起海水急剧蒸发;蒸发的水汽在遇到寒冷空气后,水汽凝结形成雾。
(3)与一般的雾相比,结合材料推测“海浩”持续时间短的原因。
【提示】 “海浩”形成的条件较为苛刻,必须要有干冷空气流经、下垫面(海面)水温较高,同时海—气温差要大。
1.海—气之间的水分交换过程
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。海洋的蒸发量与其表层水温密切相关,一般来说,海水温度越高,蒸发量越大。因此,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,降水也较丰沛,海—气间的水分交换也较为活跃。如图所示。
【核心·归纳总结】
2.海—气之间的热量交换过程
海洋吸收了到达地表太阳辐射能的70%,并把其中85%的热量储存在海洋表层。海洋再通过潜热、长波辐射等方式将储存的太阳辐射能输送给大气。可以说,海洋是大气最主要的热量储存库。海洋向大气输送的热量受海洋表层水温的影响,水温高的海区,向大气输送的热量也多。如图所示。
3.海洋对大气温度的调节作用
由于热容量的影响,海洋对热能反映表现为:吸热较慢,增温较缓,放热较慢,降温也较缓。海洋对大气温度起着显著的调节作用。而陆地对热能反映表现为:吸热很快,增温也快,放热迅速,降温也迅速。陆地对大气温度的调节作用小,以致气温的日较差、年较差比海洋大。如图所示。
4.海—气相互作用与水热平衡之间的关系
海—气相互作用所形成的大气环流与大洋环流,是维持全球水热平衡的基础。由于不同纬度海区对大气加热的差异,导致大气产生高低纬度间的环流;海洋与陆地对大气加热的差异,则形成季风环流。同时,大气的运动以风力的形式作用于海洋,促使海水运动,并在地转偏向力的影响下,形成了一定规律的大洋环流。大气环流和大洋环流驱使着水分和热量在不同地区间传输,从而维持着地球上的水分和热量的平衡。
下图为某科学考察队考察路线示意图。读图,回答1～2题。
1.图中①处和②处相比,海—气相互作用更活跃的是(　　)
[A]①处
[B]②处
[C]①②处相等
[D]无法判断
【实践·学以致用】
B
【解析】 ①②两处纬度位置相差不大,但②处有南赤道暖流流经,海水温度更高,蒸发作用更强;①处有本格拉寒流流经,海水温度较低,蒸发作用较弱,②处海—气相互作用更活跃。
2.若船只出发时,A处是1月,经过6个月后到达B处,此时B处可能发生的现象是(　　)
[A]海洋向大气补充热量
[B]大气向海洋补充热量
[C]大气和海洋未发生任何联系
[D]此时B处为春季,海洋无法向大气补充热量
A
【解析】 6个月后为7月,是北半球夏季,B处附近海洋温度高,海洋向大气补充热量。
学习任务二　厄尔尼诺、拉尼娜及其影响
【情境·探究导学】
茎柔鱼广泛分布于东太平洋海域,对栖息地环境和气候变化极为敏感,其渔场时空分布受不同时空尺度气候和海洋环境变化的影响大。在秘鲁沿岸,茎柔鱼渔场主要分布在海面温度为14～30℃的海域,最高捕捞量出现在海面温度为17～23℃的海域。有研究表明,相较于厄尔尼诺事件,正常年份和拉尼娜事件下茎柔鱼生境可能更加适宜。下图示意秘鲁外海茎柔鱼渔场2007年(拉尼娜年份)及2015年(厄尔尼诺年份)9—12月重心的变化。
(1)描述2007年9—12月与2015年9—12月相比,秘鲁外海茎柔鱼渔场重心的变化。
【提示】 2007年9—12月秘鲁外海茎柔鱼渔场的纬度重心明显低于2015年9—12月;2007年9—12月渔场的经度重心显著高于2015年9—12月;2007年9—12月的茎柔鱼渔场位置相较于2015年9—12月偏西北方向。
(2)简述秘鲁外海茎柔鱼渔场的形成原因。
【提示】 秘鲁沿岸受东南信风影响,表层海水离岸而去,底层海水上升补充形成上升补偿流;补偿流把海底营养盐类带至表层,浮游生物大量繁殖,为茎柔鱼提供了充足的饵料,同时上升流为寒流,为茎柔鱼的生存提供了适宜活动的海水温度环境,从而形成秘鲁外海茎柔鱼渔场。
(3)说明拉尼娜事件对秘鲁外海茎柔鱼渔场的影响。
【提示】 当拉尼娜事件发生时,秘鲁外海上升补偿流增强,茎柔鱼渔场的水温相较于正常年份明显偏低;秘鲁外海适宜茎柔鱼活动水温的面积扩大,适宜生长的范围变大且向北移动。
【核心·归纳总结】
厄尔尼诺、拉尼娜及其影响
比较项 正常年份 厄尔尼诺发生年份 拉尼娜发生年份
图示
洋流 秘鲁寒流向西北流 温暖海水从赤道向南流动,迫使秘鲁寒流向西流动 当太平洋东部的秘鲁寒流过于强盛时,冷水沿赤道附近海域向西扩散到更远的区域
生物 秘鲁寒流带来丰富的饵料,形成渔场 该海区水温升高,冷水性鱼类大量死亡,以这类鱼为食物的鸟类死亡或迁徙 —
大气 环流 存在对流性环流,赤道太平洋西岸气流上升,东岸气流下沉 形成增强型对流,赤道太平洋中部气流上升,西岸气流下沉,东岸下沉气流因水温升高而减弱 —
天气、 气候 西岸降水较多;东岸降水较少,形成荒漠 西岸的澳大利亚及印度尼西亚等地出现严重旱灾,东岸荒漠地带暴雨成灾 赤道中、东太平洋海域,信风比常年偏强,水温偏低,海面气压偏高,云量减少;在赤道西太平洋地区,降水较正常年份偏多
厄尔尼诺现象和拉尼娜现象是海水温度大范围季节性异常变化的现象,导致部分地区的气候异常。图1、图2分别为厄尔尼诺年和拉尼娜年西北太平洋柔鱼渔业资源的分布与渔获量示意图。据此回答1～3题。
【实践·学以致用】
图1　　　　　 图2
1.厄尔尼诺现象发生时,赤道附近太平洋中部及东部表层海水温度(　　)
[A]略微升高 [B]略微降低
[C]异常升高 [D]异常降低
C
【解析】 根据所学知识可知,厄尔尼诺现象发生时,赤道附近太平洋中部及东部表层海水温度异常升高,C正确。
2.与拉尼娜年相比,厄尔尼诺年西北太平洋柔鱼(　　)
[A]捕鱼纬度范围扩大,渔获量增加
[B]捕鱼纬度范围扩大,渔获量减少
[C]捕鱼纬度范围缩小,渔获量增加
[D]捕鱼纬度范围缩小,渔获量减少
【解析】 根据图2可知,与拉尼娜年相比,厄尔尼诺年实际捕鱼作业的纬度范围变大,根据图1可知,与拉尼娜年相比,厄尔尼诺年西北太平洋柔鱼渔获量减少,B正确。
B
图1　　　　　 图2
3.拉尼娜现象发生时(　　)
[A]赤道附近太平洋东部地区降水增多
[B]赤道附近太平洋西部地区水温降低
[C]我国东部沿海地区台风活动增多
[D]秘鲁渔场的渔获量大量减少
【解析】 根据所学知识可知,拉尼娜现象发生时,赤道太平洋东部水温降低,气温降低,盛行下沉气流,降水减少,A错误;赤道太平洋西部气温相对升高,盛行上升气流,低压强盛,影响我国东部沿海地区的台风活动次数增多,B错误,
C正确;秘鲁寒流的势力增强,南美洲太平洋沿岸表层海水温度异常降低,秘鲁渔场的渔获量增加,D错误。
C
课堂小结
感谢观看第三节　海—气相互作用
【目标导航】
课标要求 素养目标
　　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。 1.区域认知:认知不同海域水热交换状况。 2.综合思维:运用图表材料,说明海—气相互作用对全球水热平衡的影响。能够根据图文材料解释厄尔尼诺、拉尼娜现象对全球气候和人类活动的影响。 3.地理实践力:能准确绘制厄尔尼诺现象、拉尼娜现象出现时沃克环流的变化图。
一、海—气相互作用与水热交换
1.海—气相互作用的含义
指海洋与大气间 、能量 的互相影响过程。
2.海洋与大气间的水分交换
(1)过程:海水蒸发时会把大量水汽输送给大气,大气中的水汽在适当条件下凝结,并以 的形式返回海洋。
(2)海洋对大气水分的影响:海洋的热状况和 情况,直接制约着大气水汽的含量与 。
3.海洋与大气间的热量交换
(1)海洋对大气的热量输送:海洋通过 、长波辐射等方式将储存的 输送给
大气。
(2)大气对海洋的热量输送:大气通过 作用于海洋,驱动海水运动,把部分能量返还给海洋,并使海洋热状况产生再分配,改变海洋对大气的 作用。
二、海—气相互作用与水热平衡
海—气相互作用通过大气环流和大洋环流,驱使着水分和热量在不同地区传输,从而维持着全球的水热平衡。
1.水分平衡
海—气相互作用,进行水分交换,构成地球上生生不息的水循环,维持了全球水分平衡。
2.热量平衡
大洋环流把低纬度海洋多余的热量向较高纬度输送;在中纬度,通过海洋与大气之间的交换,把相当多的热量输送给大气,再由大气环流将热量向更高纬度输送,维持了全球热量
平衡。
三、厄尔尼诺、拉尼娜及其影响
项目 表现 影响
厄尔尼 诺现象 东南太平洋( 海区)海水异常 的现象 鱼类大量死亡;以鱼类为食物的鸟类死亡或迁徙;中、东太平洋及南美太平洋沿岸国家异常多雨,甚至引起 ;热带西太平洋降水 ,造成印度尼西亚、澳大利亚严重 ;可以减少二氧化碳的释放,延缓
拉尼娜 现象 赤道太平洋东部和中部海域水温异常下降的现象 影响程度及威力 厄尔尼诺现象
学习任务一　海—气相互作用与水热交换
【情境·探究导学】
　　当有干冷空气流到暖水面上时,由于暖水面蒸发而形成的雾称为蒸发雾。发生在海面上的此类天气现象被北方渔民称为“海浩”。2020年大连附近海面多次出现了“海浩”奇观,海面上薄雾缭绕,宛如仙境(下图),吸引了大量市民前往观赏。
(1)说明“海浩”现象发生的季节及在一天中的时间。
(2)运用海—气相互作用原理,简述“海浩”的形成过程。
(3)与一般的雾相比,结合材料推测“海浩”持续时间短的原因。
【核心·归纳总结】
1.海—气之间的水分交换过程
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。海洋的蒸发量与其表层水温密切相关,一般来说,海水温度越高,蒸发量越大。因此,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,降水也较丰沛,海—气间的水分交换也较为活跃。如图所示。
2.海—气之间的热量交换过程
海洋吸收了到达地表太阳辐射能的70%,并把其中85%的热量储存在海洋表层。海洋再通过潜热、长波辐射等方式将储存的太阳辐射能输送给大气。可以说,海洋是大气最主要的热量储存库。海洋向大气输送的热量受海洋表层水温的影响,水温高的海区,向大气输送的热量也多。如图所示。
3.海洋对大气温度的调节作用
由于热容量的影响,海洋对热能反映表现为:吸热较慢,增温较缓,放热较慢,降温也较缓。海洋对大气温度起着显著的调节作用。而陆地对热能反映表现为:吸热很快,增温也快,放热迅速,降温也迅速。陆地对大气温度的调节作用小,以致气温的日较差、年较差比海洋大。如图所示。
4.海—气相互作用与水热平衡之间的关系
海—气相互作用所形成的大气环流与大洋环流,是维持全球水热平衡的基础。由于不同纬度海区对大气加热的差异,导致大气产生高低纬度间的环流;海洋与陆地对大气加热的差异,则形成季风环流。同时,大气的运动以风力的形式作用于海洋,促使海水运动,并在地转偏向力的影响下,形成了一定规律的大洋环流。大气环流和大洋环流驱使着水分和热量在不同地区间传输,从而维持着地球上的水分和热量的平衡。
【实践·学以致用】
下图为某科学考察队考察路线示意图。读图,回答1～2题。
1.图中①处和②处相比,海—气相互作用更活跃的是(　　)
[A]①处
[B]②处
[C]①②处相等
[D]无法判断
2.若船只出发时,A处是1月,经过6个月后到达B处,此时B处可能发生的现象是(　　)
[A]海洋向大气补充热量
[B]大气向海洋补充热量
[C]大气和海洋未发生任何联系
[D]此时B处为春季,海洋无法向大气补充热量
学习任务二　厄尔尼诺、拉尼娜及其影响
【情境·探究导学】
　　茎柔鱼广泛分布于东太平洋海域,对栖息地环境和气候变化极为敏感,其渔场时空分布受不同时空尺度气候和海洋环境变化的影响大。在秘鲁沿岸,茎柔鱼渔场主要分布在海面温度为14～30℃的海域,最高捕捞量出现在海面温度为17～23℃的海域。有研究表明,相较于厄尔尼诺事件,正常年份和拉尼娜事件下茎柔鱼生境可能更加适宜。下图示意秘鲁外海茎柔鱼渔场2007年(拉尼娜年份)及2015年(厄尔尼诺年份)9—12月重心的变化。
(1)描述2007年9—12月与2015年9—12月相比,秘鲁外海茎柔鱼渔场重心的变化。
(2)简述秘鲁外海茎柔鱼渔场的形成原因。
(3)说明拉尼娜事件对秘鲁外海茎柔鱼渔场的影响。
移动。
【核心·归纳总结】
厄尔尼诺、拉尼娜及其影响
比较项 正常年份 厄尔尼诺发生年份 拉尼娜发生年份
图示
洋流 秘鲁寒流向西北流 温暖海水从赤道向南流动,迫使秘鲁寒流向西流动 当太平洋东部的秘鲁寒流过于强盛时,冷水沿赤道附近海域向西扩散到更远的区域
生物 秘鲁寒流带来丰富的饵料,形成渔场 该海区水温升高,冷水性鱼类大量死亡,以这类鱼为食物的鸟类死亡或迁徙 —
大气 环流 存在对流性环流,赤道太平洋西岸气流上升,东岸气流下沉 形成增强型对流,赤道太平洋中部气流上升,西岸气流下沉,东岸下沉气流因水温升高而减弱 —
天气、 气候 西岸降水较多;东岸降水较少,形成荒漠 西岸的澳大利亚及印度尼西亚等地出现严重旱灾,东岸荒漠地带暴雨成灾 赤道中、东太平洋海域,信风比常年偏强,水温偏低,海面气压偏高,云量减少;在赤道西太平洋地区,降水较正常年份偏多
【实践·学以致用】
厄尔尼诺现象和拉尼娜现象是海水温度大范围季节性异常变化的现象,导致部分地区的气候异常。图1、图2分别为厄尔尼诺年和拉尼娜年西北太平洋柔鱼渔业资源的分布与渔获量示意图。据此回答1～3题。
　　　　　　 图1　　　　　　　　图2
1.厄尔尼诺现象发生时,赤道附近太平洋中部及东部表层海水温度(　　)
[A]略微升高 [B]略微降低
[C]异常升高 [D]异常降低
2.与拉尼娜年相比,厄尔尼诺年西北太平洋柔鱼(　　)
[A]捕鱼纬度范围扩大,渔获量增加
[B]捕鱼纬度范围扩大,渔获量减少
[C]捕鱼纬度范围缩小,渔获量增加
[D]捕鱼纬度范围缩小,渔获量减少
3.拉尼娜现象发生时(　　)
[A]赤道附近太平洋东部地区降水增多
[B]赤道附近太平洋西部地区水温降低
[C]我国东部沿海地区台风活动增多
[D]秘鲁渔场的渔获量大量减少

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