海-氣相互作用湘教版（2019）高中地理選擇性必修一

海-氣相互作用2022年強臺風“梅花”氣象衛(wèi)星影像登陸前的小故事：9月12日凌晨到上午，強臺風梅花踩中了前超強臺風軒嵐諾留下的“冷水坑”，強度大幅減弱，退回臺風強度。不過隨后，梅花稍稍加快腳步，來到日本暖流上空后，結構和強度就明顯恢復，重回強臺風強度。為什么海水的水溫對臺風的強度有如此大的影響？這與我們今天的主題關系嗎？通過臺風來學習“海-氣相互作用”本課主要內容：1.什么是海-氣相互作用？2.海-氣相互作用是如何實現(xiàn)的？3.海-氣相互作用對全球水熱平衡的意義4.海-氣相互作用異常的影響1.什么是海-氣相互作用？海-氣相互作用是指海洋與大氣間物質、能量持續(xù)交換的相互影響過程。臺風“梅花”獲編地點移動路徑2.海-氣相互作用是如何實現(xiàn)的？探訪臺風“梅花“的誕生地2022年9月海水水溫遙感影像高海溫對臺風“梅花”的誕生有何影響？活動1：從熱力作用的角度分析臺風的形成過程海洋水溫達到26℃以上海水加熱底層大氣，氣流上升海洋表面形成低壓海水蒸發(fā)，水汽凝結，釋放潛熱，加劇上升太陽輻射活動1：從熱力作用的角度分析臺風的形成過程海洋低壓形成后，吸引周邊空氣攜帶水汽進入，上升過程中加劇潛熱釋放，臺風勢力加強洋面水溫高氣溫高氣流上升形成低壓水汽蒸發(fā)多水汽上升冷凝潛熱釋放上升加強伴隨上升加熱大氣強化低壓增強上升增強吸引外界水汽進入凝結水汽更多潛熱釋放更多…………活動2：歸納臺風的形成流程，思考海洋和大氣之間的物質和能量是如何流動的活動2：歸納臺風的形成流程，思考海洋和大氣之間的物質和能量是如何流動的物質流：海洋大氣海水蒸發(fā)降水能量流：海洋大氣海洋輻射水汽潛熱風大氣輻射海洋與大氣之間的物質交換除了水汽之外，還存在著二氧化碳及固態(tài)物質的交換再看材料：9月12日凌晨到上午，強臺風梅花踩中了前超強臺風軒嵐諾留下的“冷水坑”（海水溫度相對偏低），強度大幅減弱，退回臺風強度。不過隨后，梅花稍稍加快腳步，來到日本暖流上空后，結構和強度就明顯恢復，重回強臺風強度。利用海-氣相互作用解釋臺風遇到“冷水坑”減弱的原因海水水溫低海洋輻射減少上升減弱水汽蒸發(fā)減少潛熱輸送減少中心氣壓升高臺風減弱水平氣壓梯度減小繼續(xù)思考：夏季為何臺風數(shù)量較多，較為活躍？夏季，熱帶海區(qū)水溫高，向大氣輸送熱量多，有利于臺風的生成減弱前減弱后臺風“梅花”遙感影像圖在更宏觀的尺度上，海洋、大氣之間的物質和能量交換是如何體現(xiàn)的？活動3：海洋的表面積占地球的71%，讀8月份世界海洋表層水溫分布圖，思考海洋溫度分布的空間差異導致了大氣的什么變化？不同緯度間海水的溫度差異是地球氣壓帶、風帶形成的基礎低緯海區(qū)水溫高高緯海區(qū)水溫低氣流上升，近地面形成低壓氣流下沉，近地面形成高壓氣流從高壓流向低壓在更宏觀的尺度上，海洋、大氣之間的物質和能量交換是如何體現(xiàn)的？活動4：類推海洋水溫與陸地地表溫度之間的溫度差異，又使得大氣運動發(fā)生了什么樣的變化？海陸之間的溫差是季風環(huán)流形成的基礎完善能量流：海洋大氣海洋輻射潛熱形成臺風、雨、霧等天氣現(xiàn)象海洋大氣海水溫度緯度差異①②海陸溫度差異氣壓帶、風帶及季風的形成活動5：反過來說，大氣的運動對海洋又有什么樣的影響？海洋大氣風洋流、波浪等海水運動大氣不同氣壓帶、風帶的控制和影響海洋影響表層水溫③④活動5重讀材料：9月12日凌晨到上午，強臺風梅花踩中了前超強臺風軒嵐諾留下的“冷水坑”（海水溫度相對偏低），強度大幅減弱，退回臺風強度。不過隨后，梅花稍稍加快腳步，來到日本暖流上空后，結構和強度就明顯恢復，重回強臺風強度。問題1：為何臺風運動會導致海水水溫降低？3.海-氣相互作用對全球熱量平衡的意義臺風風力強盛臺風運動促進了中上層海水之間的熱量交換風浪大，攪動海水下層較冷海水上泛表面臺風停留時間長陰雨天削弱了太陽輻射海水溫度降低進一步思考：除了臺風，還有什么風有利于上下層海水的熱量交換？在離岸風盛行的海區(qū)，風將海水吹離海岸，底層海水上泛，重回表層受熱活動6：閱讀“梅花”臺風路徑示意圖，思考臺風除了實現(xiàn)海洋中上層的熱量交換，還實現(xiàn)了哪些層面的交換？低緯度熱帶海區(qū)中高緯度地區(qū)臺風“梅花”獲編地點移動路徑低緯度海區(qū)輻射能、潛熱中緯度2022年西北太平洋生成臺風路徑示意圖讀北半球海洋熱量收支隨緯度變化分布圖，可以發(fā)現(xiàn)緯度低于30°N，熱量收入多于支出；緯度高于30°N，熱量收入則少于支出，且在極地差值達到最大。想一想，根據(jù)熱量收支情況，赤道會不會越來越熱，極地會不會越來越冷？活動7：除了臺風，還有哪些形式可以促進熱量平衡？低緯中緯大洋環(huán)流高緯大氣環(huán)流（三圈環(huán)流、季風）3.海-氣相互作用對全球水量平衡的意義全球水量收支表區(qū)域多年平均蒸發(fā)量/千米3多年平均降水量/千米3多年平均徑流量/千米3海洋505000458000-47000陸地外流區(qū)域6300011000047000陸地內流區(qū)域90009000-全球577000577000-海洋多年平均蒸發(fā)量占全球87.5%陸地多年平均蒸發(fā)量占全球11%海洋的水汽占了絕對的主導在陸地外流區(qū)：多年平均蒸發(fā)量＜多年平均降水量虧欠的水分由海洋蒸發(fā)的水汽補充來自海洋的水汽輸送促進了陸地水循環(huán)的生生不息對比臺風的移動路徑圖和降水量預報圖，梅花臺風的移動，為我國東部沿海地區(qū)帶來了大量的降水，緩解了2022年東南沿海地區(qū)的干旱2022年9月12-15日降水預報臺風梅花路徑示意及預報4.海-氣相互作用異常的影響2022年，受副熱帶高壓偏強偏大和拉尼娜現(xiàn)象等影響，我國平均氣溫偏高，全年相繼發(fā)生年初珠江流域冬春連旱、4－6月黃淮海和西北地區(qū)春夏旱、長江流域罕見夏秋冬連旱。2022年，西北太平洋和南海共有25個臺風生成，與常年基本持平，其中4個登陸我國，較常年偏少。加劇了我國東南沿海的旱情。副熱帶高壓為什么偏強偏大？什么是拉尼娜？為何在它們影響下登陸我國的臺風偏少？我們需要從更大的尺度去了解海-氣相互作用在異常條件下對我國乃至全球氣候的影響正常年份的南太平洋大氣環(huán)流形勢赤道赤道地區(qū)太平洋東西岸緯向環(huán)流西東寒冷的水溫暖的水澳大利亞雨林南美秘魯沿海沙漠沃克環(huán)流秘魯漁場拉尼娜年份的大氣環(huán)流形勢會如何變化？東南信風增強東岸海水上泛加強上空大氣下沉加劇東西岸氣壓梯度變大暖水集中于西岸西岸大氣上升加強更加濕潤更加干旱沃克環(huán)流強化漁場增產(chǎn)2022年5月海水水溫距平遙感影像遙感資料來源：國家氣候中心厄爾尼諾年份大氣環(huán)流形勢會如何變化？東南信風減弱東岸海水上泛停止上空大氣轉為上升東西岸氣壓梯度變小暖水東移西岸大氣上升減弱發(fā)生旱災暴雨成災漁業(yè)減產(chǎn)沃克環(huán)流反轉沙漠鮮花盛開2023年5月海水水溫距平遙感影像遙感資料來源：國家氣候中心副熱帶高壓赤道低壓拉尼娜年份的對全球的影響，以我國為例為何在2022年我國長江流域旱災較為嚴重，臺風登陸偏少？東南信風增強暖水堆積于西太平洋西太平洋赤道低壓增強西太平洋副熱帶高壓增強我國夏季風增強副熱帶高壓位置異常我國南方：夏溫偏高，干旱少雨我國北方：夏溫偏低，較為濕潤臺風強度、路徑異常東南信風地圖出自《地理選擇性必修1》，

中國地圖出版社，滬教版，第99頁圖中氣壓帶位置僅做參考，不代表當時真實位置副熱帶高壓赤道低壓厄爾尼諾年份的對全球的影響，以我國為例東南信風減弱西太平洋暖水減少西太平洋赤道低壓減弱西太平洋副熱帶高壓減弱我國夏季風減弱副熱帶高壓位置異常臺風強度、路徑異常我國南方：夏溫偏低，多雨洪澇我國北方：夏溫偏高，少雨干旱地圖出自《地理選擇性必修1