第12讲 海气相互作用和环流异常（课件）-备战2024年高考地理一轮复习精品课件+讲义+练习（新教材新高考）

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考点一 海气相互作用知识点1 海-气相互作用（基础）知识点2 海—气相互作用对全球水热平衡的影响（重点）考点二 环流异常知识点1 厄尔尼诺现象（重点）知识点2 拉尼娜现象（基础）热点应用01 德雷克海峡海冰变化对气候的影响 02 南方涛动
考点一 海气相互作用
知识点1 海-气相互作用（基础）
海洋与大气边界上的动量、热量、物质的交换，以及这些交换对大气、海洋各种特性的影响， 被统称为海—气相互作用。
（2）海—气间的物质交换
海洋和大气间的物质交换是多相的，既有液态的物质交换，也有气态的和固态的物质交换。
①海—气间液态的物质交换
海洋通过蒸发作用向大气提供水汽。提供水汽的多少主要与水温相关。水温越高，蒸发越旺盛，空气湿度也越大。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。
产生的影响:海水的温度、盐度和密度。
全球总水量的96%以上赋存于海洋之中
大气中86%的水汽量也由海洋提供
②海—气间气态的物质交换
海洋通过生物固碳等作用调节大气中的二氧化碳含量，影响着全球气温和大气环流过程。海洋浮游植物通过光合作用，还向大气提供了40%的再生氧气。
海水对大气的温室效应有缓解作用。
产生的影响:对于大气中二氧化碳浓度具有重要调节作用，可减缓大气中二氧化碳增加的速率。
全球碳循环系统中，海洋的作用比陆地更为重要。 海水通过与大气的接触，直接溶解大气中的CO2，海洋生物进行光合作用并将二氧化碳固定在生物体内。 被海洋生物固定的二氧化碳一部分通过生物呼吸作用和残体分解释放到大气中，另一部分形成碳酸盐和有机碳(煤石油天然气)短时期不再参与地表碳循环，从而降低了表层海水中CO2的含量，有利于海洋表层从大气中吸收更多的CO2，对海洋和大气的CO₂平衡产生重要影响。 若地球表面温度增高，海水温度会随之上升， CO₂在海水中的溶解度下降，将有更多的二氧化碳返回大气中， 因此海水温度上升，对地球将是潜在的巨大威胁。 (世界热带海洋所释放的二氧化碳有3/4来自赤道太平洋海域)
③海—气间固态的物质交换
大气通过降尘向海洋提供营养元素。大气颗粒物及其携带的营养元素通过沉降作用进入海洋，促进浮游植物的生长，从而使海洋能固定更多的碳，释放更多的氧。
海洋吸收了太阳辐射后，再通过潜热、长波辐射等方式把储存的太阳辐射能输送给大气，为大气运动提供能量，驱使大气运动（大气环流）。大气主要通过风向海洋传递动能，驱使表层海水运动（大洋环流）。
（3）海—气间的能量交换
海水反射率比较小，吸收的太阳短波辐射能较多，并且海面上空湿度一般较大，所以长波辐射损失也较小，因此海洋就有比较大的净辐射收入。海洋吸收了到达地表太阳辐射的大部分，并把其中85%的热量储存在海洋表层。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面水温的影响，水温高的海区，向大气输送的热量也多。
海洋表层储存85%的热量
海洋通过长波辐射和蒸发潜热向大气提供热能
地球表面的水分在蒸发(升华)时，吸收下垫面的热量，并把这部分热量潜藏在蒸发(升华)出的水汽中，称为潜热。当水汽在空气中受冷而凝结(凝华)时，又会把这部分潜热释放出来，从而提高空气的温度。相反空气中的水汽如果在下垫面上发生凝结(凝华)时，会把潜热释放出来，提高下垫面的温度。这种地面和大气之间以潜热形式进行热量交换的方式称为潜热输送。实践证明，从下垫面蒸发出的水分远多于空气中的水汽在地面凝结出的水分，因此潜热输送的结果，大多是地面失去热量，大气获得热量。
大气给海洋提供动力。大气环流及其所形成的行星风系使海水沿着一定的方向大规模地运动，形成洋流，引起海洋热量的重新分配。热带气旋可以加速海水的运动并可使海平面异常升高,严重时会造成灾害。这是大气对海洋的能量输送。
热带地区是海—气相互作用最活跃地区的原因
热带地区获得的太阳辐射多。热带地区海洋平均每月向大气输送的热量最多。热带地区海区面积大，海水蒸发旺盛，向大气输送的水汽也丰富。
小结：海洋对大气的作用
海洋通过长波辐射和潜热向大气提供能量海洋通过蒸发作用向大气提供水汽；提供水汽的多少主要与水温有关。水温越高，蒸发越旺盛，空气湿度也越大。
海洋对气温有调节作用海洋对大气的温室效应有缓解作用海洋中溶解的CO2是大气中CO2含量的数十倍，并且海洋通过生物固碳等作用调节大气中的CO2含量，影响着全球气温和大气环流过程；海洋浮游植物通过光合作用，向大气提供了40%的再生氧气。
小结：大气对海洋的作用
大气通过风推动海水运动，影响海水性质。气流吹拂表层海水，形成风海流与风浪。大气因参与海陆间水循环而影响海水性质。大气通过水汽输送、蒸发、降水等环节参与水循环，其中降水的强弱直接影响海水盐度分布；大气云层可减弱海面的太阳辐射，影响海面增温，进而影响海水的运动。大气通过降尘向海洋提供营养元素。
1.图中序号与月份对应正确的是（   ）A. ①一1月，②-7月，③一4月，④—10月B. ①-1月，②-7月，③-10月，④一4月C. ①-7月，②-1月，③一4月，④一10月D. ①-7月，②-1月，③-10月，④—4月
海气温差是指海水表面温度与其上空大气温度的差值，其对海气相互作用影响较大。读西北太平洋部分海域不同月份海气温差分布图。完成下面小题。
2.影响图①中4℃等值线向东北方向凸出的主导因素是（   ）A. 大气环流 B. 海陆位置C. 洋流 D. 纬度
碳汇渔业是指通过渔业生产活动促进水生生物吸收水体中的二氧化碳，并通过收获水生生物产品，将碳移出水体不投饵的渔业生产活动。下图是海洋与大气间二氧化碳交换图示。据此完成下面小题。
3．下列关②海洋与大气间二氧化碳交换的表述，正确的是（ ）A．海水温度上升使二氧化碳溶解度增加B．厄尔尼诺现象增加海洋二氧化碳释放C．海洋生物通过分解作用固定二氧化碳D．海洋生物通过沉积作用转移二氧化碳
4．我国发展碳汇渔业的重要意义有（ ）①替代陆地植物固碳 ②直接减少二氧化碳排放③缓解水体富营养化 ④推进渔业生产方式转型A．①③ B．②④C．①② D．③④
知识点2 海—气相互作用对全球水热平衡的影响（重点）
海一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
91%直接进行海上内循环
①促进水平衡地球上多年平均降水量等于多年平均蒸发量，总水量基本不变
海一气相互作用参与的水循环，有助于全球的水量平衡。全球的水量平衡是水循环的结果，而水循环必须通过大气环流来实现。
海洋降水量+陆地降水量=海洋蒸发量+陆地蒸发量
在地球表面，低纬度地区获得的净辐射能多于高纬度地区，热量从低纬度地区向高纬度地区输送。 地球上高低纬度之间的热量输送主要是通过大气运动和大洋环流共同实现的。 在0°～30°N地区，海洋输送的热量超过大气输送的热量；在30°N以北地区，大气输送的热量超过海洋输送的热量；在50°N附近，海洋把相当多的热量输送给大气，再由大气环流向更高纬度输送。 通过海-气相互作用和对热量的全球输送，维持了地球上的热量平衡。
海洋输送总热量输送大气输送
低纬度海洋获得更多的太阳辐射能,主要由大洋环流把低纬度的多余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。
1. 北半球海洋热量收入、支出随纬度如何变化？
北半球海洋热量收入、支出从副热带海区向两侧递减。
北半球低纬度海区热量盈余；高纬度海区热量亏损。
大洋环流将低纬度海区的热量盈余向高纬度输送，从而实现了全球热量平衡。
3.低纬度海区热量盈余，理论上应越来越热，但事实上并未如此，为什么？
2. 北半球低纬度、高纬度海区热量盈亏现状有什么不同？
海洋与大气间水分和热量交换示意
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。
增温的海水通过传导、对流等方式加热近海面大气，通过长波辐射的形式将热量传递给大气。
题型01 海气相互作用
1.“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. 海面风力较小 D. 水温低于气温
“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。下图为青岛近海海面出现的“海浩”奇观图。
2.“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
感热通量是指由于温度不同而引起的大气与下垫面之间发生的热交换。白天，在强烈太阳照射下地温高于气温，感热通量为正值，热量由地面传送给上面较冷的空气并促其增热：夜间，地面辐射冷却，气温高于地温，感热通量为负值，热量由空气传送给地面并促使空气冷却。下图示意某年7月份北印度洋感热通量分布状况（单位：卡/平方厘米），该月，大气环流的变化使西部半岛M附近海域渔业资源变得丰富。据此完成下面小题。
3．北印度洋西部沿海地区感热通量形成低值中心的主要原因是（ ）A．夏季气温较高，热量传递快B．底层海水上泛，海气温差大C．高纬海水流经，海水温度低D．沿岸暖流流经，海水升温快
4．受感热通量影响，该月北印度洋海面风力明显增强的风向是（ ）A．偏东风 B．偏西风C．偏南风 D．偏北风
知识点1 厄尔尼诺现象（重点）
正常年份，赤道两侧的信风将太平洋东侧大量的表层暖水输送到西侧，下层海水上涌，同时，秘鲁寒流北上补充，使得赤道中、东部太平洋海域表层海水温度相对较低。
正常年份赤道附近太平洋地区海气状况
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。该环流称沃克环流。
正常年份赤道附近太平洋的大气环流及影响
新几内亚澳洲东北部等地
太 平 洋
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。大约每隔2 ~ 7年发生一次，每次持续1~ 2年，发生年份称为厄尔尼诺年。时间：圣诞节前后。
厄尔尼诺发生年份赤道附近太平洋的大气环流及影响
沃 克 环 流 逆 转
气流下沉气候变干旱引发森林火灾
气流上升气候变多雨引发洪灾
厄尔尼诺的出现，使得秘鲁渔场冷水性鱼类因不适应温暖海域的环境而大量死亡，导致以这类鱼为食物的鸟类死亡或迁徙。研究证据表明，厄尔尼诺现象与全球气候变化密切相关，并大范围影响到天气状况和农业生产。
题型02 厄尔尼诺现象
西北太平洋（5°N～25°N，120°E～180°）是全球热带气旋最活跃的海域，南海（5°N～25°N,110°E～120°E）作为西北太平洋最大的边缘海，也是热带气旋的源地。厄尔尼诺现象持续期间，西北太平洋发育的台风数量会减少。下图为南海和西北太平洋气旋生成位置简图，据此完成下面小题。
1．与西北太平洋气旋相比，南海气旋的特征及影响因素是（ ）A．强度小海域面积B．强度大海域纬度C．发育时间短大陆距离D．发育时间长海水深度
2．厄尔尼诺现象持续期间，西北太平洋发育台风偏少的直接原因是（ ）A．副热带高压势力西扩增强B．东南信风势力减弱C．西北太平洋表层水温偏低D．赤道冷水区域东移
当关键海区（120°W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℃时，即进入厄尔尼诺状态；低于气候平均状态0.5℃时，即进入拉尼娜状态。下图示意2017年9月～2022年5月关键海区海表温度距平，完成下面小题。
3．下列时间段最可能处于厄尔尼诺状态的是（ ）A．2017年10～12月B．2018年10～12月C．2019年6～8月D．2021年6～8月
4．当厄尔尼诺现象出现时（ ）A．热带太平洋东岸离岸风势力增强B．秘鲁沿岸干旱加剧C．澳大利亚东部洪涝多发D．太平洋西岸地区海陆循环减弱
知识点2 拉尼娜现象（基础）
拉尼娜现象指赤道东太平洋表层海水温度异常下降的现象，其特征与厄尔尼诺现象相反，因而又称反厄尔尼诺现象。时间：厄尔尼诺之后。
赤道太平洋东侧表层海水不断向西流动，深层的冷水不断上翻进行补充
拉尼娜发生年份赤道附近太平洋的大气环流及影响
沃 克 环 流 加 强
上升气流增强气候更湿润多雨甚至引发洪灾
下沉气流增强气候异常干旱引发严重的旱灾
拉尼娜对我国气候的影响
冬季：入侵中国的寒潮偏多，气温偏低，形成冷冬。南方出现低温冻雨灾害，农作物减产。
1.印度洋偶极子负位相时（   ）A. 东南亚形成反气旋性环B. 孟加拉湾出现气旋性环流C. 正值拉尼娜现象的发生D. 正值厄尔尼诺现象发生
科学家将热带印度洋划出两片区域，分别称为西极和东极，西极在西印度洋的阿拉伯海，东极则在印度尼西亚南部东印度洋，这两个区域海洋表层温度差异变化，就是印度洋偶极子。印度洋西极海温高于东极，被称作印度洋偶极子正位相，反之为印度洋偶极子负位相。印度洋偶极子会对印度洋周边国家的气候产生重大影响，图为印度洋偶极子负位相示意图。据此完成小题。
2.印度洋偶极子正位相时（   ）A. 索马里半岛洪涝频发B. 斯里兰卡岛屿被淹C. 澳大利亚暴雨成灾D. 印度尼西亚火山喷发
01 德雷克海峡海冰变化对气候的影响
科学研究发现，德雷克海峡（图）的海冰对全球气候变化有重要影响，海冰的多少与厄尔尼诺现象存在明显的相关性。据此完成下面小题。
1．海冰的冻结与消融会影响海水盐度。与2～3月相比，每年8～9月威德尔海（   ）A．温度较高、盐度较低B．温度较低、盐度升高C．温度、盐度均较低D．温度、盐度均较高
2．当南极洲及其附近海区温度异常偏低时（   ）A．甲乙洋流流量均增大B．甲乙洋流流量均减少C．甲洋流流量增大，乙洋流流量减少D．甲洋流流量减少，乙洋流流量增大
3．德雷克海峡的海冰大幅度减少的年份（   ）A．赤道太平洋东侧沿岸地区干旱加剧B．赤道太平洋东西两侧海区温差减小C．赤道太平洋西侧沿岸地区降水偏多D．南太平洋高低纬度间热量交换增强
01 德雷克海峡海冰变化对气候的影响
在短周期的气候变化中，德雷克海峡中的海冰进退控制气候变化的一个可能模式是：南极半岛海冰增多使西风漂流在德雷克海峡受阻，导致环南极大陆水流速度变慢和南太平洋环流速度变快，部分受阻水流北上，加强秘鲁寒流，使东太平洋表面海水变冷，加强沃克环流及增强赤道太平洋热流与南极环流的热交换，增温的南极环流使南极半岛的海水减少；南极半岛的海冰减少使德雷克海峡水流通量增加，导致环南极大陆水流速度变快和南太平洋环流速度变慢，使部分本应北上的水流转而进入德雷克海峡，造成秘鲁海流变弱和东太平洋表面海水变暖，减弱沃克环流；结果使堆积在太平洋西部的暖水东流，减弱赤道太平洋热流与南极环流的热交换，降温的南极环流使南极半岛海冰增加。这就是德雷克海峡的海冰变化调控全球气候变化的机制，称之为南极环大陆海冰的气候开关效应。
01 德雷克海峡海冰变化对气候的影响
德雷克海峡海冰变化对气候的影响
当南极洲的温度变冷时，存在很多海冰的德雷克通道处于封闭状态，阻塞环南极大陆的海流，加快南太平洋环流，并从向极方向（即洋流的暖流方向）连接南极洲热输送，从而使南极洲变暖；当南极洲的温度变暖时，存很少海冰的德雷克通道处于开放状态，打通环南极大陆海流，减慢南太平洋环流，并从向极方向隔离南极洲热输送，因而使南极洲变冷。如图1所示，非洲海冰开关I，澳大利亚海冰开关II和德雷克海峡开关III控制了环南极大陆海流，并从向极方向隔离或连接向南极洲的热输送，因而增加或减少在非洲、澳大利亚和南美洲西部的海洋寒流流量。因此，南太平洋海温的增加和减少在环南极三个“海冰开关”的控制下不断交替发生，与南太平洋环流速度减慢与增加相对应。
南极半岛的海冰面积在2月最小，扩大了德雷克海峡海水通道，使南半球西风漂流速度加快，使太平洋外循环加快，内循环减慢，即导致环南极大陆水流速度变快和南太平洋环流速度变慢，部分本应北上的水流转而进入德雷克海峡，减弱秘鲁寒流（东太平洋南美沿海的海温降低），使东太平洋表面海水变暖，减弱沃克环流，使堆积在太平洋西部的暖水东流，有利于厄尔尼诺事件的形成，对应赤道太平洋3月海水最暖，流速降低；南极半岛的海冰面积在9月最大，缩小了德雷克海峡海水通道，使南半球西风漂流速度减慢，增强秘鲁寒流，有利于拉尼娜事件的形成，对应赤道太平洋9月最冷，流速增大，使太平洋外循环减慢，内循环加快。
南方涛动是指太平洋中的塔希提岛与澳大利亚达尔文市两地的海平面气压差值异于多年平均值的大气变动现象，其指数（SOI）等于塔西提岛减去达尔文的海平面气压。下图为某年太平洋局部海域表层水温距平等值线分布，图中鱼群为冷水鱼类，易随水温变化而迁徙。据此完成下列各题。
1．图示年份（ ）A．该海域蒸发减弱B．东南信风势力增强C．南赤道暖流增强D．南方涛动指数为负
2．SOI是正值的年份，该海域（ ）A．冷水鱼类南迁B．海水盐度降低C．降水异常增多D．渔获数量增多
南方涛动：是发生在东南太平洋与印度洋及印尼地区之间的反相气压振动。即东南太平洋气压偏高时印度洋及印尼地区气压偏低；反之亦然。
南方涛动指数（SOI）：当出现低SOI时，赤道东太平洋海面水温伴随出现异常增暖。由于低SOI与高ENI（厄尔尼诺指数）相互联系，故称为厄尔尼诺—南方涛动事件。
南方涛动指数（SOI）：用塔西提岛（148°05'W，17°53'S）或复活节岛（109°30'W，29°00'S）和达尔文（130°59'E，12°20'S）两个观测站的海平面气压之差来表示，即南方涛动指数（SOI）。 南方涛动指数（SOI），等于塔西提岛减去达尔文的海平面气压，SOI为负数，对应厄尔尼诺事件：反之，SOI为正数，则对应拉尼娜事件。
（2023·北京卷）暴雨引发的洪水携带泥沙进入湖泊后，沉积形成砂质纹层。某地湖泊中砂质纹层出现频次与厄尔尼诺事件频次正相关。推算的厄尔尼诺事件频次如图所示。读图完成下面小题。
1. 由图可知（ ）A. 距今1200年左右该地气候较稳定B. 距今3500年该地河流侵蚀作用强C. 厄尔尼诺事件导致该地暴雨频发D. 全球气温下降引发厄尔尼诺现象
2. 该地最可能位于（ ）A. 印度洋沿岸B. 大西洋西岸C. 亚欧大陆东部D. 南美洲西部
(2021·广东地理)阅读图文资料，完成下列要求。从冰架分离后漂浮在海上的冰山被形象地称为冰筏。罗斯海拥有世界上面积最大的冰架——罗斯冰架，是南极大陆周边冰山输出最强的海区，洋流环境复杂。随着全球变暖，近年来罗斯冰架崩离消融明显。模拟结果表明，若变暖进一步增强，南极地区的降水会更多地以降雨的形式出现。下图示意罗斯海所在区域的地理环境。
(1)简述罗斯环流形成的主要影响因素。
西风漂流(盛行西风)和陆坡流(极地东风)共同影响；广阔洋面，海陆轮廓的影响；地转偏向力影响。
(2)分析从罗斯冰架分离入海后的冰筏漂移的动力机制。
冰架区表面辐射冷却剧烈，产生向海气压梯度力；叠加因地形高差引起的空气重力下沉运动，加强风速，将冰筏带向外海；气压梯度力和地转偏向力共同影响形成的极地东风(陆坡流)，带动冰筏漂移。
(3)更多以降雨形式出现的降水会加速南极海冰融化，对其原因给出合理解释。
雨水温度较高，加剧海冰融化；雨水对冰雪的冲刷加剧，下垫面反射率降低，冰面温度增加；海冰融化，海水面积增加，海水吸收太阳辐射增加。