第三节海—气相互作用学案

第三节海—气相互作用
赤道中东太平洋于2020年8月至2023年1月，连续三年发生拉尼娜事件。

在多数拉尼娜事件达到盛期的冬季，影响我国的冷空气活动比常年更加频繁，且强度偏强，我国中东部大部分地区气温较常年同期偏低的概率较大；而我国南方地区的水汽条件较常年同期会明显偏差，不利于形成降水。

说明拉尼娜现象产生的主要原因。

提示东南信风持续加强会导致拉尼娜现象。

课程标准：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。

学业质量标准海—气相互作用厄尔尼诺、拉尼娜现象
水平1
运用资料，说明海—气相互作
用的含义。

(综合思维) 明确厄尔尼诺、拉尼娜现象发生的条件。

(区域认知)
水平2 运用资料，描述不同海域海—
气相互作用过程中的水热交换
过程。

(综合思维)
结合地图，说明厄尔尼诺、拉
尼娜现象的特点。

(综合思维)
水平3 根据图表资料，分析海—气相
互作用对全球水热平衡的影
响。

(综合思维)
说明沃克环流的形成原因，分
析水温异常变化对沃克环流
的影响。

(综合思维)
水平4 能够结合实例，分析海—气相
互作用与全球气候的关系。

(综
合思维)
归纳厄尔尼诺和拉尼娜现象
的形成及其影响。

(综合思维)
一海—气相互作用与全球水热平衡
1．海—气间的水分交换
(1)海洋是大气中01水汽的最主要来源。

(2)海—气间水分交换方式：海洋通过02蒸发作用，向大气提供水汽。

大气中的水汽在适当条件下03凝结，并以04降水的形式返回海洋，从而实现与海洋的05水分交换。

2．海—气间的热量交换
海洋吸收了到达地表06太阳辐射的大部分，并把其中85%的热量储存在07海洋表层。

海洋再通过08潜热、09长波辐射等方式把储存的10太阳辐射能输送给大气，为大气运动提供11能量，驱使大气运动。

大气主要通过12风向海洋传递动能，驱使表层海水运动。

3．海—气相互作用与水热平衡
海—气相互作用通过13大气环流与14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。

1．判断正误。

(1)海洋通过蒸发、海水运动等途径向大气输送水热。

(√)
(2)海水蒸发的水汽大部分被大气运动带到陆地上空并形成降水落到陆地上。

(×)
2．影响全球水热平衡的主要因素有()
①大气环流②大洋环流③气候④波浪
A．①②B．③④
C．①④D．②③
答案 A
解析影响全球水热平衡的主要因素是大气环流和大洋环流。

3．海—气间实现水分与热量交换的地理循环主要是什么？
提示水循环、大气循环等。

二厄尔尼诺和拉尼娜现象
1．太平洋东西部的水温差异
正常年份，赤道附近太平洋中东部的表层海水温度较01低，大气较02稳定，气流03下沉；西部海水温度较04高，气流05上升。

2．厄尔尼诺和拉尼娜现象
厄尔尼诺现象拉尼娜现象
概念
赤道附近06太平洋中东部表层海水温
度异常07升高的现象赤道附近中东太平洋海面温度异常08降低的现象
影响赤道附近的太平洋东部，09干燥少雨
变为10多雨，引发11洪涝灾害；赤道
附近的太平洋西部，12温润多雨转变
为13干燥少雨，带来14旱灾或15森
林大火；导致气候异常
赤道附近太平洋东西部的温
度差异16增大；引起17气
候异常
1．判断正误。

(1)出现厄尔尼诺现象时，赤道附近太平洋东部可能会出现洪涝灾害。

(√)
(2)厄尔尼诺和拉尼娜现象，只影响赤道附近太平洋地区。

(×)
2．厄尔尼诺现象发生时，下列现象可能发生的是()
A．秘鲁渔场损失很小
B．智利沿岸更加干旱
C．印度尼西亚热带雨林易发生火灾
D．澳大利亚东部暴雨成灾
答案 C
解析厄尔尼诺现象发生时，南美西海岸温度升高，降水增多，导致鱼类减少，损失严重，还可能引发洪涝灾害；澳大利亚、东南亚等地区干旱程度增加，山火增多。

3．拉尼娜现象对澳大利亚降水会产生什么影响？
提示出现拉尼娜现象时，东南信风持续加强，赤道附近太平洋中东部海面温度异常降低，下沉气流增强，西部海面温度升高，气流上升，澳大利亚降水增多。

主题探究海—气相互作用与全球水热平衡下图为海洋平均每日向大气输送的热量分布图(单位：×0.484 W/m2)。

据此探究下列问题：
(1)指出海洋向大气输送热量的主要方式。

(2)指出海洋与大气间的相互作用最活跃的地区，并说明原因。

(3)描述20°N～40°N和40°N～60°N太平洋东、西两岸海区输入大气的热量差异，并说明其影响因素。

[成果展示](1)长波辐射和潜热。

(2)热带。

从纬度范围看，热带约跨47个纬度，范围大，正午太阳高度也大，获得的太阳辐射多；从图中的数据看，该地区海洋平均每日向大气输送的热量最多；从面积看，该区域海洋面积大，储存的热量多，蒸发旺盛，向大气输送的水汽丰富，释放到大气中的潜热也丰富。

(3)20°N～40°N太平洋东岸海区输入大气的热量比西岸少，太平洋西岸受暖流的影响、太平洋东岸受寒流的影响；40°N～60°N太平洋东岸海区输入大气的热量比西岸多，太平洋西岸受寒流的影响、太平洋东岸受暖流的影响。

1．海—气相互作用与水热交换
(1)海洋与大气之间进行水热交换的形式
水的交换方式热量(能量)的交换方式
海洋→大气蒸发01潜热、长波辐射
大气→海洋降水02风力使海水运动
(注：海洋对大气的作用是热力作用，大气对海洋的作用是动力作用。

)
(2)影响海—气之间水、热交换的因素
(3)海洋对大气温度的调节作用
2．海—气相互作用与水热平衡
(1)水热平衡
(2)水循环和水平衡
读国家海洋局某年5月上旬海温预报图，完成(1)～(2)题。

(1)在我国近海海域中，水温受大陆影响最大的是()
A．渤海B．黄海
C．东海D．南海
(2)海洋与大气相互作用最活跃的地区是()
A．渤海B．黄海
C．东海D．南海
[科学思维]海—气相互作用与水热交换
类题透析思路点拨
影响海—气相互作用的因素内海受陆地影响01大，外海
受陆地影响02小。

渤海海域封闭，等温线03密
集，水温受大陆影响大。

海—气相互作用空间差异
04气温越高，海洋与大气相
互作用越活跃。

南海纬度最低，气温高，海—
气相互作用最05活跃。

[答案](1)A(2)D
主题探究厄尔尼诺和拉尼娜现象
2018年12月到2019年2月中旬，江苏省平均降水量185.4 mm，比常年同期偏多1倍，为1951年以来的最高值；日照时数为217.4小时，为1951年以来最少。

江苏省气候中心预测评价科工作人员表示，2018年冬季全球处在一个厄尔尼诺偏暖的发展年，赤道中东部太平洋海温普遍偏暖，使西太平洋副热带高压偏强、偏西、偏北，海洋上形成一条水汽输送带，导致江苏2018年冬季降水普遍偏多。

下图为太平洋赤道附近大气及海水在不同状态下的运动图。

据此探究下列问题：
(1)指出厄尔尼诺现象发生时势力加强的洋流和势力减弱的盛行风带。

(2)分析厄尔尼诺现象发生对南美洲西海岸渔业的影响。

(3)说出A、B两图中哪一幅是厄尔尼诺事件发生时的图，并简述厄尔尼诺现象对赤道附近太平洋东西两岸气候的影响。

[成果展示](1)赤道逆流；东南信风。

(2)东南信风减弱，秘鲁沿岸上升流减弱；表层海水养分减少和水温升高，鱼类生存环境改变，鱼类减少，渔业生产受损。

(3)A图。

影响：东岸因水温升高，气流上升，多雨；西岸因水温下降，气流下沉，少雨。

1．沃克环流2．厄尔尼诺现象3．拉尼娜现象
依据《厄尔尼诺/拉尼娜事件判别方法》国家标准，当关键海区(120°W至170°W，南北纬5°之间)海表温度连续3个月高于/低于气候平均状态即月平均NINO3.4指数0.5 ℃时，即进入厄尔尼诺/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。

据此完成(1)～(2)题。

(1)下列时间段最可能处于厄尔尼诺状态的是()
A．2017年9～12月B．2018年3～8月
C．2019年2～5月D．2021年4～8月
(2)2022年5月()
A．赤道附近中东太平洋下沉气流减弱
B．澳大利亚东部降水减少
C．赤道附近中东太平洋低纬信风增强
D．秘鲁西部沿海渔业减产
[科学思维]厄尔尼诺/拉尼娜现象的分析思路
类题透析思路点拨
厄尔尼诺形成
条件赤道附近太平洋中东部表层
海水温度异常01升高的现象
关键海区海表温度连续3个月高
于月平均NINO3.4指数0.5 ℃时，
称为厄尔尼诺；该区域海水温度异常02降低的现象称为拉尼娜。

即进入厄尔尼诺状态。

2019年2～5月符合要求。

拉尼娜的影响拉尼娜出现时，赤道附近太平
洋中东部地区水温偏低，降水
03减少；太平洋西部地区水
温偏高，降水04增加。

据图，2022年5月出现05拉尼娜
现象。

赤道附近中东太平洋上升气
流06减弱，信风增强，澳大利亚
东部降水07增加，秘鲁渔业增
产。

[答案](1)C(2)C
人地协调观——厄尔尼诺、
拉尼娜对中国的影响
素养探究
我国大部分位于中纬度，厄尔尼诺、拉尼娜现象主要影响赤道附近地区，它们对中国会有影响吗？中国出现的洪涝、暖冬等天气与厄尔尼诺、拉尼娜现象是否有关呢？
素养突破
1．厄尔尼诺和拉尼娜现象的区别与联系
厄尔尼诺现象拉尼娜现象东南信风弱，甚至转为西风强
南赤道暖流弱强
赤道逆流强弱
秘鲁寒流西偏，被暖流取代强
太平洋水温东岸升高降低西岸降低升高
太平洋两岸气候东岸降水增加降水减少西岸降水减少降水增加
对全球的影响
导致全球大气环流异常，并对全球大范围内的
气候产生很大影响
关联性拉尼娜现象一般出现在厄尔尼诺现象之后
2.厄尔尼诺与拉尼娜现象对我国气候的影响
3．具体影响
(1)厄尔尼诺现象对我国的影响
①厄尔尼诺年，夏季风减弱，我国夏季雨带位置偏南，华北一带少雨干旱。

②长江中下游地区进入梅雨的日期偏晚。

③在厄尔尼诺年的秋季，我国东部地区容易出现北少南多的降水分布。

④我国往往出现暖冬。

⑤厄尔尼诺年，在西北太平洋和南海地区生成的热带风暴和台风比往年少。

(2)拉尼娜现象对我国的影响
①热带气旋增多，即在西北太平洋生成和登陆我国的热带气旋增多。

②我国东北春夏易出现干旱，气温偏高。

③我国南方易发生干旱，华北洪涝。

④冬季较寒冷，寒潮多发，南方易出现冻雨、风雪。

素养检测
沃克环流是指赤道附近太平洋东岸和西岸海温存在差异而形成的热力环流，其强弱变化是评判气候异变的重要依据。

2021年10月25日，国家气象中心确认，“10月份已进入拉尼娜状态，预测今冬我国中东部将偏冷”。

下图示意沃克环流及典型拉尼娜年的海温距平(单位：℃)分布。

据此完成1～2题。

1．拉尼娜现象发生时()
A．甲、乙海区温差增大，沃克环流增强
B．甲、乙海区温差增大，沃克环流减弱
C．甲、乙海区温差变小，沃克环流增强
D．甲、乙海区温差变小，沃克环流减弱
答案 A
解析根据所学知识可知，拉尼娜现象发生时，赤道附近中东太平洋水温异常偏低，甲、乙海区温差增大，沃克环流增强，A项正确，B、C、D三项错误。

2．推测拉尼娜导致2021年冬我国中东部偏冷的原因是()
A．东北信风增强，日本暖流减弱
B．东北信风减弱，日本暖流减弱
C．甲处低压增强，对冬季风吸引增强
D．甲处低压减弱，对冬季风吸引增强
答案 C
解析由上题推论可知，拉尼娜将导致沃克环流增强，甲处低压增强，对冬季风吸引增强，导致我国中东部偏冷，C项正确，D项错误。

东北信风对我国影响不大，东北信风对日本暖流的影响小，A、B两项错误。

[教材第73页活动]
思路点拨 1.据图可知，大气中的水汽主要来自海洋和陆地径流的蒸发，海洋蒸发的水汽为505×1 000 km3，约占大气水汽的87.5%，陆地蒸发的水汽为72×1 000 km3，约占大气水汽的12.5%，由此可知，大气水汽主要来自海洋。

2．据图中数字计算可知，海洋蒸发(505)和降水(458)的差额与陆地径流(47)相等，差额为47×1 000 km3，补充这个差额的水量来源是径流。

3．海水蒸发的水汽随大气运动，大部分通过降水返回海洋，其余部分被大气运动带到陆地上空在适当的条件下形成降水落到陆地上，然后通过地表径流和地
下径流回到海洋，从而使全球蒸发和降水的总量保持平衡。

如果海洋蒸发量增加，向陆地上空输送的水汽会增加，导致陆地降水及径流增加；如果海洋蒸发量减少，则向陆地上空输送的水汽减少，陆地降水及径流相应减少。

[教材第75页活动]
思路点拨 1.正常年份，信风驱使赤道暖流自东向西流，赤道附近西部的海区表层形成深厚的暖水层，气流上升；中东部海水温度较低，大气较稳定，盛行下沉气流。

环流呈顺时针方向。

2．如果赤道附近太平洋东岸海水温度下降，则东部下沉气流和西部上升气流都会增强，即东西部的温度差异增大，环流增强。

3．环流势力减弱，赤道附近太平洋东部降水增多，引发洪涝灾害；西部降水减少，带来旱灾。

环流势力增强，赤道附近太平洋东部降水减少，加剧旱灾的危害；西部降水增多，引发洪涝。

时间：45分钟满分：100分
探究点题号
海—气相互作用与全球水热平衡1，2，3，4，10
厄尔尼诺和拉尼娜现象5，6，7，8，9，11
一、选择题(共9小题，每小题5分，共45分，每小题只有一个选项符合题目要求)
读图，完成1～3题。

1．图中表示海—气相互作用中水分交换的是()
A．①②B．②③
C．③④D．①④
答案 C
解析降水和蒸发实现海洋和大气之间的水分交换。

图中①表示太阳辐射，②表示海洋热量损失，③表示蒸发，④表示降水。

2．关于图中③④关系的判断，正确的是()
A．③＞④B．③＜④
C．③＝④D．无法判断
答案 A
解析海洋上的蒸发量大于降水量。

3．图中没有表示出的海—气相互作用中热的交换过程是()
A．太阳辐射B．海水蒸发
C．潜热输送D．海面辐射
答案 C
解析物质在物态变化(相变)过程中，在温度没有变化的情况下，吸收或释放的能量称为潜热。

图中没有体现出潜热。

下图表示某海域水温与正常年份相比较的状况。

读图，回答4～5题。

4．该海域水温分布状况()
A．是大气逆辐射增强造成的
B．导致全球气压带、风带北移
C．导致该海域热量收支失衡
D．可扰乱全球水热输送和交换
答案 D
解析该海域水温异常偏高，会扰乱全球水热输送和交换。

5．受图示海域水温影响()
A．马来群岛出现持续多雨天气
B．智利北部出现台风活动
C．美国西南部降水增多
D．秘鲁渔场产量大幅增长
答案 C
解析据图可知，该海域为赤道附近太平洋东部，受此地水温比正常年份偏高的影响，马来群岛出现长时间干旱；美国西南部降水增多；智利和秘鲁则出现洪灾；由于水温升高，秘鲁寒流减弱，秘鲁渔场的渔业产量下降。

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，又称反厄尔
尼诺现象，它是大气环流系统与洋流系统相互作用的结果，会导致气候异常，气象灾害加剧。

读图，完成6～7题。

6．从垂直方向上看，赤道太平洋地区的大气流动应为()
A．东部气流上升B．西部气流下沉
C．呈顺时针流动D．呈逆时针流动
答案 C
解析读图可知，赤道太平洋西部水温高，东部水温低，因此赤道太平洋西部盛行上升气流，东部盛行下沉气流，大气环流呈顺时针流动。

7．当拉尼娜现象出现时，下列地区降水可能增加的是()
①秘鲁沿海②我国南方③北美南部④印度尼西亚
A．①②B．③④
C．①③D．②④
答案 D
解析拉尼娜现象发生后，赤道附近太平洋东、西部温差增大，西岸沿海如印度尼西亚和我国南方降水可能增加，东岸如秘鲁、北美南部会变得更加干旱。

2015年11月3日，来自国家气候中心气候监测室的消息，目前，赤道中东太平洋表层海水持续偏暖，厄尔尼诺事件继续发展，暖海温中心位于赤道东太平洋110°W附近海区，中心强度超过3.5 ℃。

下图为正常年份1月海平面等压线分布图。

据此完成8～9题。

8．目前，图示b地气压比正常年份()
A．略偏高B．略偏低
C．没有变化D．以上均有可能
答案 B
解析据材料可知，赤道中东太平洋表层海水持续偏暖，厄尔尼诺事件继续发展，说明该海域水温高，气压比正常年份偏低，故图示b地气压比正常年份偏低，B项正确。

9．A地正常年份降水丰富的主要原因和厄尔尼诺年份容易发生的灾害分别是()
A．地处东南信风迎风坡洪涝
B．地处东南信风迎风坡干旱
C．受暖流影响干旱
D．受暖流影响泥石流
答案 B
解析厄尔尼诺是赤道中东太平洋海温异常增暖的现象。

A地处于南半球东南信风的迎风坡，受地形抬升作用，往往形成地形雨，降水丰富，但在厄尔尼诺发生时，东南信风势力减弱，A地降水变少，易发生干旱。

故B项正确。

二、综合题(共2题，共55分)
10．读我国近海水温分布图(单位：℃)，回答下列问题。

(26分)
(1)与南海相比，渤海水温年较差________，试分析原因。

(10分)
(2)说明渤海和南海热量收支特点。

(4分)
(3)指出我国海域热量输送特点及主要影响因素。

(6分)
(4)2月的水温与8月的水温相比较，水温梯度较大的是________月，试说明判断依据。

(6分)
答案(1)大渤海纬度高，冬季和夏季获得太阳辐射差异大；为我国内海，海域封闭，受陆地影响大；面积小，海洋调节作用弱；受冬季风影响大。

(2)渤海热量收入小于支出；南海热量收入大于支出。

(3)特点：热量由南向北输送。

影响因素：大气运动(大气环流)和海水运动(洋流)的影响。

(4)22月的等温线远比8月密集，说明2月的水温变化大，梯度大(2月南北水温相差约28 ℃，8月相差约5 ℃)。

解析第(1)题，根据两个海域2月和8月水温数值比较水温年较差。

影响水温年较差的因素有纬度、海域面积、陆地分布、盛行风等。

第(2)题，根据两个海区纬度即可比较。

第(3)题，南部纬度低，获得热量多，受大气运动和海水运动的影响，热量从南向北输送。

2月黄海等温线自南向北弯曲，水温比东西两侧高，
应判断是受一股自南向北的暖流影响。

第(4)题，根据等温线疏密和数值判断。

11．阅读图文资料，完成下列要求。

(29分)
国际气象机构于2015年12月上旬指出，强厄尔尼诺现象延长至2016年第二季度。

厄尔尼诺现象对秘鲁渔业资源和天气有严重影响，秘鲁北方降水增多，而南方降水减少。

为防灾减灾，2015年成立“秘鲁厄尔尼诺现象应急行动中心”。

(1)简述厄尔尼诺现象发生时图中所示太平洋海域表层水温异常的特点。

(5分)
(2)据图分析厄尔尼诺现象的形成原因。

(10分)
(3)分析厄尔尼诺现象发生时，秘鲁渔场鱼类大量死亡、鱼群逃离的原因。

(6分)
(4)针对厄尔尼诺现象对秘鲁的影响，简述该国政府可能采取的应对措施。

(8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(或向西北和东南
方向)递减；赤道以北、以南远离大陆的大洋中部局部海域有降温现象。

(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，风吹拂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。

(3)水温升高，冷水鱼不适应升高的水温；海水上泛减弱，大量营养盐类不能带至表层，浮游生物减少，鱼的饵料减少，导致鱼群逃离；海水中的溶解氧随水温升高而减少，大量鱼类缺氧而亡。

(4)建立国家防灾指挥机构；针对厄尔尼诺现象对渔业资源的影响，可调整捕鱼时间和空间；北方可能出现洪涝灾害，加强防洪工程，疏通排水道，加固路桥等；南方可能出现干旱灾害，增加人工降水。

解析第(1)题，根据图示信息可知，正值为水温增加，负值为水温降低，中东部洋面增温最显著，并由此向南北两侧递减；赤道以北、以南远离大陆的大洋中部局部海域有降温现象。

第(2)题，由图可知，由于东南信风减弱，海水上涌减弱，导致秘鲁寒流变弱，赤道中东部太平洋海域海水升温；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，风吹拂西太平洋暖海水自西向东流。

第(3)题，厄尔尼诺现象发生时，秘鲁寒流减弱，秘鲁渔场水温升高，冷水鱼不适应升高的水温；寒流减弱导致海水上泛减弱，大量营养盐类不能带至表层，浮游生物减少，鱼的饵料减少，导致鱼群逃离；海水中的溶解氧随水温升高而减少，大量鱼类缺氧而亡。

第(4)题，减少厄尔尼诺现象造成的损失可以从建应急指挥部，调整渔业劳作时间和地点，南北方
分别建立相应的防旱、防洪设施等方面考虑。