新高考地理一轮复习精品学案第18讲　海－气相互作用（含解析）

第18讲　海－气相互作用

一、海－气相互作用与全球水热平衡

1.海－气间的水分交换

2.海－气间的热量交换

(1)海洋是大气最主要的热量储存库，海洋通过潜热、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。

(2)大气主要通过风向海洋传递动能，驱动表层海水运动。

3.实现途径

海－气相互作用通过大气环流与大洋环流，驱动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。

[思考]　全球的水平衡是如何通过水循环来实现的？

提示　海洋上蒸发的水汽，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，形成降水降落到陆地上，然后汇入江河，流回海洋，使全球蒸发和降水的总量保持平衡。

二、厄尔尼诺和拉尼娜现象

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。

1.厄尔尼诺现象

(1)概念：赤道附近太平洋中东部表层海水温度异常升高的现象。

(2)影响

2.拉尼娜现象

(1)概念：赤道附近中东太平洋海面温度异常降低的现象。

(2)影响：拉尼娜现象发生后，赤道附近太平洋东西部的温度差异增大，同样会引起气候异常。

[思考]　拉尼娜现象发生后，在赤道附近的太平洋西岸地区会产生水灾还是旱灾？

提示　拉尼娜现象发生后，印度尼西亚、澳大利亚东部、印度及非洲南部等地降雨偏多，在太平洋东部和中部等地易出现旱灾。

能力一　分析海－气相互作用对全球水热平衡的影响

[例1] (2020·7月浙江卷)下图为两极地区多年平均海冰面积年内变化图。完成下题。

对比两极地区年内海冰消融速度差异，原因可能是(　　)

A.南极地区受西风漂流影响，海冰消融慢

B.北极地区受北大西洋暖流影响，海冰消融快

C.南极地区下垫面比热小，吸热升温快，海冰消融快

D.北极地区臭氧空洞小，太阳辐射强度大，海冰消融慢

[尝试自解]　________

[解题步骤]

答案　C

1.海－气相互作用

(1)海－气的物质交换

(2)海－气间的能量交换

①动能转换与传输

②势能的转换与传输

2.海－气相互作用对全球水热平衡的影响

3.海洋对气候的调节作用

1.(2016·江苏卷)下图为世界某区域图。读图回答下列问题。

简述图示海域海－气相互作用的特点。

答案　海洋水温高，向大气输送热量多；海－气间水分交换活跃；蒸发量大，海洋向大气输送水汽多；上升气流强烈，大气降水丰富。

能力二　解释厄尔尼诺、拉尼娜现象对全球气候和人类活动的影响

[例2] (经典真题·全国卷)读下图，完成下列问题。

太平洋赤道附近海气相互作用的示意图

(1)补绘图上赤道附近洋面上空的大气环流箭头，以表示正确的环流方向。

(2)在大洋东部，如果赤道附近海水异常增温，温暖海水沿大洋东岸向南流，并迫使原寒流位置向西偏移。那么，图示大气环流强弱及赤道附近大洋两岸的降水量将如何变化？为什么？

[尝试自解]　(1)在图上绘出箭头。

(2)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

[解题步骤]

第(1)题：

第(2)题：

答案　(1)箭头指向呈顺时针方向。

(2)大气环流会减弱(或大气环流变得不稳定)，因为其下垫面(洋面)东西部的热力差异减小(或产生变化)；大洋西岸降水量会明显减少，因为这里的上升气流减弱，对流雨随之减少；大洋东岸降水量会明显增多，因为沿岸暖洋流的增湿作用以及这里的下沉气流减弱。

1.沃克环流

“沃克环流”由英国气象学家沃克先发现的，是赤道海洋表面因水温的东西差异而产生的一种热力环流。它是指在正常情况下较干燥的空气在东太平洋较冷的洋面上下沉，然后沿赤道向西运动，成为赤道信风的一部分，当信风到达西太平洋时，受到较暖洋面的影响而上升再向东运行，如此形成了一个封闭的环流。

2.厄尔尼诺与拉尼娜现象

2.(经典真题·上海卷)丰富的海洋资源，多变的海洋环境，对人类生产、生活产生巨大的影响。当“拉尼娜”发生时，住往会出现的现象是(　　)

A.热带太平洋东部暴雨频繁

B.南美太平洋沿岸鱼类大量死亡

C.东南亚地区持续干旱

D.亚洲东部沿海台风次数增加

答案　D

解析　“拉尼娜”是指赤道太平洋东部和中部海面温度持续异常偏低的现象。“拉尼娜”发生时，热带太平洋东部持续干旱；“厄尔尼诺”的发生易导致南美太平洋沿岸鱼类大量死亡， “拉尼娜”的发生则有利于渔业发展； “拉尼娜”发生时，赤道太平洋西部多阴雨天气。

[情境设置]　阿拉伯半岛东面为波斯湾，西面为红海，两地夏季气温常达 30 ℃以上，而索马里沿岸一带的气温，最热季节一般不到 25 ℃。赤道以北附近，印度洋表层水温呈现东暖西冷的分布格局，对大气产生了不同程度的热力作用，进而影响到其气压场。读图文材料，完成问题。

8月份印度洋表层水温分布

[设问角度]

(1)波斯湾、红海与索马里沿岸夏季气温存在着显著差异，对此现象进行解释。

(2)简要描绘赤道以北附近，印度洋由东到西大气环流系统的剖面结构。

[素养体现]

[我的答案]　(1)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

(2)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

[我的设问]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

[参考答案]　(1)波斯湾和红海位于副热带海区，夏季气温高，且海域较封闭，与印度洋热量交换少。夏季，索马里东部海域在离岸风作用下，下层冷水上泛形成寒流，对沿岸大气起降温减湿作用。

(2)东部海域水温高，气流上升，形成低压；西部水温低，气流下沉，形成高压，因而近海面大气自西向东运动，高空大气自东向西运动，形成热力环流。

视角一　从综合思维、区域认知的角度考查影响海水蒸发的因素

1.(2018·海南卷)下图示意我国近海海面年蒸发量的分布。部分海域蒸发强烈，出现了年蒸发量大于2 000毫米的高值区。据此完成(1)～(2)题。

(1)形成年蒸发量高值区的原因是该海域(　　)

A.海水流动快  B.有暖流经过

C.太阳辐射强  D.靠近陆地

(2)年蒸发量高值区海域冬季海面蒸发更强，最主要的原因是该海域冬季(　　)

A.降水少  B.辐射强

C.海气温差大  D.风力强

答案　(1)B　(2)C

解析　第(1)题，影响蒸发的因素主要包括大气温度、湿度、风速以及蒸发面积等。据图可知，高值区所处海区位于我国东海海域，有日本暖流流经，水温较高而蒸发旺盛，B项正确；同一区域海水流动速度差别不大，流速对蒸发影响也较小，A项错误；图中年蒸发量等值线不存在自南向北递减的规律，则受太阳辐射影响不大，C项错误；图示高值区并不靠近大陆，D项错误。第(2)题，图示地区冬季受冬季风的影响，大气温度相对较低，而日本暖流从低纬而来，海面温度高，海气温差大，海面上大气对流旺盛，海面蒸发旺盛，C项正确；东海海域冬季降水较北部的黄海、渤海多，A项错误；冬季太阳直射南半球，该海域正午太阳高度较小，太阳辐射较弱，B项错误；冬季风自北向南减弱，D项错误。

视角二　从综合思维、区域认知的角度考查海洋热量的收支状况

2.(经典真题·江苏卷)下图是“北半球海洋热量收支分布曲线图”。读图完成(1)～(2)题。

(1)关于海洋热量收入与支出的叙述，正确的是(　　)

①热量净收入从低纬度海区到高纬度海区逐渐减少

②各纬度海区的热量收支基本平衡

③赤道海区热量收入最多，极地海区热量支出最多

④海洋热量的主要收入是太阳辐射，主要支出是海水蒸发耗热

A.①②  B.①④ 

C.②③  D.③④

(2)有关海洋表层温度的叙述，正确的是(　　)

①暖流流经海区的水温均高于寒流流经海区

②洋流可减小高、低纬度海区之间的水温差异

③热量辐射是各纬度海区之间热量交换的主要方式

④水温的年变化幅度近岸海区大于同纬度大洋中部

A.①②  B.①④ 

C.②③  D.②④

答案　(1)B　(2)D

解析　第(1)题，从图中可读出收支平衡的海区在30°N；赤道海区热量收入小于20°N，极地海区热量支出最少，故②、③均可排除。第(2)题，①选项应考虑纬度的高低，③选项应考虑洋流是调节高、低纬各海区间热量平衡的主要方式；④选项考虑陆地对海洋温度的影响。

视角三　从综合思维、区域认知的角度考查海水等温线的判读和厄尔尼诺对沿岸气候的影响

3.(经典真题·福建卷)下图示意某海域表层海水温度分布。读图回答下列问题。

(1)指出该海域表层海水温度分布规律，并分析其原因。

(2)简述M附近海域表层海水温度异常对沿岸气候产生的影响。

答案　(1)由东南向西北递增(或由南向北、由近海向外海递增)。由南向北，纬度越来越低，获得太阳辐射越来越多；近岸受(秘鲁)寒流的影响，比同纬度其他海域表层海水温度更低。

(2)若表层海水温度升高，沿岸气温升高、降水增多；若表层海水温度降低，沿岸气温降低，降水减少。

解析　第(1)题，根据经纬度可知该海域位于南半球太平洋海域，东侧为南美洲，表层海水温度主要受纬度、洋流等因素的影响，该海域有著名的秘鲁寒流。第(2)题，简述M附近海域表层海水温度异常，对沿岸气候产生较大影响，若表层海水温度升高，则出现厄尔尼诺现象，沿岸气温升高、降水增多，若表层海水温度降低，沿岸气温降低，降水减少。

综合测试　

一、选择题

大气环流和大洋环流源源不断地从低纬度向高纬度输送热量。下图表示北半球向北的热量输送随纬度的变化。据此完成1～2题。

1.引起大气环流和大洋环流输送热量的根本原因是(　　)

A.海陆热力性质差异  B.海陆分布和地球运动

C.气压带季节性移动  D.太阳辐射和地球运动

2.曲线①②③代表的热量输送分别是(　　)

A.大气输送、总热量输送、海洋输送

B.海洋输送、总热量输送、大气输送

C.大气输送、海洋输送、总热量输送

D.海洋输送、大气输送、总热量输送

答案　1.D　2.B

解析　第1题，结合教材知识可知，引起大气环流的能量来源是太阳辐射，大洋环流的主要动力是大气环流，风向和洋流均受地转偏向力的影响。第2题，总热量输送数值应最大，对应②曲线；北半球中纬度地区盛行由低纬吹向高纬的西南风，西南风源源不断地将热量输往高纬，这里大气环流向北输送的热量最多，故③为大气输送。

沃克环流是指正常情况下发生在赤道附近太平洋洋面上的一种热力环流。读沃克环流示意图，完成3～4题。

3.沃克环流形成的原理是(　　)

A.海面冷热不均  B.降水分布不均

C.水平气压差异  D.气流升降运动

4.在沃克环流中(　　)

A.甲地为高压

B.乙地为低压

C.水平气流由乙地吹向甲地

D.甲地垂直方向气流下沉

答案　3.A　4.C

解析　第3题，由图可知，其形成的原理是赤道东、西太平洋冷热不均。第4题，由材料和图可知，甲地气温高，盛行上升气流，为低压；乙地为高压，所以水平气流由乙地吹向甲地。

5.(2020·嘉兴检测)2016年8月，太平洋赤道中东部海区进入拉尼娜状态(海温持续异常偏低的现象)，拉尼娜现象又被称为反厄尔尼诺现象。下图中，能正确表示拉尼娜现象发生时太平洋赤道海区大气环流的是(　　)

答案　A

解析　拉尼娜现象发生时，太平洋赤道东、中部海区海水温度异常偏低，下沉气流加剧，太平洋西岸盛行上升气流，秘鲁寒流势力增强，海水上升，与A图所示相符。

(2020·山东、安徽名校大联考)正常情况下，秘鲁沿岸水温由近岸向外海升高，以20 ℃等温线为冷暖区域的边界，外海是广阔的暖水水域，而近岸则是狭长的冷水水域，冷水区域的等温线通常与海岸的走向保持一致。下图为秘鲁沿岸表层水温(单位：℃) 结构图。 据此完成6～7题。

6.影响该海域形成冷暖水域的主要因素是(　　)

A.海陆热力性质差异  B.海水透明度

C.洋流性质  D.太阳辐射

7.每年6～7月图示海域渔场渔获量减少的主要原因可能是(　　)

A.东南信风减弱  B.河流流量减少

C.秘鲁寒流加强  D.海水光照减弱

答案　6.C　7.A

解析　第6题，由材料可知“秘鲁沿岸水温由近岸向外海升高”。根据图示经纬度可知，该海域位于东南信风带，风从陆地吹向海洋，从而形成离岸风，进而形成离岸流，深层冷海水上泛形成寒流，近岸海水温较低，向外海冷水上泛减弱，温度较高，故C项正确。第7题，每年6～7月，气压带、风带北移，该海域东南信风减弱，上升流受到抑制，从海底带来的营养物质减少，浮游生物减少，饵料减少，因此渔业资源减少，渔获量减少。

(2020·江苏淮安调研)世界气象组织宣布：2015年的全球地表温度是有记录以来的最高值，这是强厄尔尼诺现象和由人类活动引发的全球变暖共同造成的。下图是厄尔尼诺现象形成发展过程中水圈、大气圈和生物圈的相互作用示意图。读图，完成8～9题。

8.厄尔尼诺现象形成发展过程中水圈的显著变化是(　　)

①秘鲁沿岸表层海水自北向南流　②表层海水温度降低  ③深层海水上升　④营养物质减少

A.①②  B.①④ 

C.②③  D.③④

9.厄尔尼诺现象形成发展过程中的相互作用反映了(　　)

①地理环境具有整体性特征　②各圈层之间存在着物质运动和能量交换　③地理环境具有差异性特征　④水热条件的地域组合是全球变暖的原因

A.①②  B.①④ 

C.②③  D.③④

答案　8.B　9.A

解析　第8题，厄尔尼诺现象发生时，秘鲁沿岸赤道逆流增强，表层海水自北向南流，①正确；厄尔尼诺现象会使东太平洋表层海水温度升高，②错误；深层海水上升不是厄尔尼诺现象造成的，是由补偿流导致的，③错误；上升补偿流减弱，海水中营养物质减少，④正确。故选B。第9题，图中显示，厄尔尼诺现象形成发展过程中水圈、大气圈和生物圈之间不断进行着物质运动和能量交换，是地理环境整体性的表现。故选A。

(2020·青岛4月统测)海洋研究者常采用海表温度、海平面2 m气温、海平面10 m经向风(南北向风)和海平面2 m气温积温等参数用于诊断海洋气象因子与海冰面积的关系。下图示意2018年某时段我国某海域气象因子与海冰面积变化曲线。据此完成第10题。

10.表示该海域海冰面积变化曲线的是(　　)

A.①  B.② 

C.③  D.④

答案　A

解析　首先明确这是我国某海域，时间是1月初至3月初，图中海平面10 m 经向风已标出，且可以看出大多时间风速在负值区，应该是北风，寒冷干燥。正值应为南风，比较温暖。这段时间内，海冰面积应该是先扩大后减小，①曲线变化符合，A正确。②曲线一直在0 ℃附近，应该是海表温度，海水降温慢，升温也慢。③曲线温度一直在0 ℃附近波动，且大多数时间为负值，应该是海平面2 m气温。④曲线数值逐渐下降，应该是海平面2 m气温积温，是因为这一段时间海平面2 m气温基本上为负值累积所致。B、C、D错误。

(2020·山东师范大学附中二模)下图为我国海南岛东部沿海某地区表层海水4、6、8、10月等水温线分布示意图。10月，近岸海水还普遍出现了微弱的温度逆增现象。据此完成11～12题。

11.该地区海水温度随距海远近变化最小的时间是(　　)

A.4月  B.6月 

C.8月  D.10月

12.形成10月海水等水温线分布特征的主要因素是(　　)

A.海底地形  B.盛行风

C.入海径流  D.洋流流向

答案　11.A　12.B

解析　第11题，海南岛为热带季风气候，夏季盛行西南风，冬季盛行东北风。6至10月份，受西南季风的影响，岛屿的东岸盛行离岸风，底部温度较低的海水上泛，离陆地越远的地方的海水温度越高，可知B、C、D错误。4月份，西南季风没到来，沿海的水温和距离陆地比较远的海域的水温相差不大，由以上分析读图可知该地区海水温度随距海远近变化最小的时间是4月份，A正确。第12题，海底地形是不会影响到表层海水的温度的，A错误。结合所学知识可知，该地10月份盛行东北季风，在东北季风的吹拂下，比较温暖的海水在这里集聚，出现了沿海地带水温增高的现象，B正确。入海径流对海水表层的水温几乎没有影响，C错误。该时间该地区没有洋流影响到海洋表层海水温度的分布，D错误。

二、非选择题

13.(2020·山西省三模)阅读图文资料，完成下列要求。

印度洋偶极是指印度洋西部和东部海洋表面温度差。当印度洋西部的温度高于东部时，形成正偶极；当印度洋东部水温异常偏高时，形成负偶极。印度洋偶极深刻地影响着澳大利亚以及非洲的气温和降水等。据资料显示，2019年下半年印度洋偶极达到60年来最大值，澳大利亚成为最干最热的一年，非洲东部遭遇了史上最严重的蝗虫灾害。下图示意正常年份印度洋赤道上空的大气环流。

(1)从大气环流和洋流的角度，分析正常年份热带印度洋海域东西部水温差异的原因。

(2)描述出现印度洋负偶极对图示环流和澳大利亚西北部降水的影响。

(3)说明印度洋偶极与非洲东部蝗虫灾害的关联性。

答案　(1)印度洋西部阿拉伯海受索马里寒流影响，水温较低；受西南季风的影响，信风减弱，由南北赤道暖流输往印度洋西部的暖海水较少，水温低；印度洋东部受赤道暖流影响，水温较高。

(2)印度洋东部水温异常偏高，图示环流势力加强。澳大利亚西北部上升气流增强，西北风势力增强，降水增多。

(3)正常年份，非洲东部气候干旱，植被稀疏，不利于蝗虫的繁殖；出现印度洋正偶极，非洲东部盛行上升气流，降水增多，土壤湿度增加，植被覆盖率提高，有利于蝗虫的繁殖。

解析　第(1)题，由图示可知，西印度洋海区气流下沉水温较低，而印度洋东部海域水温较高。从大气环流和洋流的角度进行分析，印度洋西部海域受索马里寒流的影响，降温作用明显；同时北印度洋由于海陆热力性质差异大，信风势力较弱，由南北赤道暖流输往印度洋西部的暖海水较少，水温较低；印度洋东部受赤道逆流(暖流)影响，水温较高。第(2)题，出现负偶极，即印度洋东部水温异常偏高，图示环流势力加强。澳大利亚西北部水温偏高，上升气流增强，西北风势力变强，从海洋带来较多水汽，降水增加。第(3)题，正常年份，非洲东部气流下沉，气候干旱，降水较少，导致植被稀疏，蝗虫的食物较少，不利于蝗虫的繁殖；出现印度洋正偶极，非洲东部盛行上升气流，降水增多，土壤湿度增加，植被覆盖率提高，有利于蝗虫的繁殖。

14.阅读图文资料，完成下列要求。

厄尔尼诺现象对秘鲁渔资源和天气有严重影响，秘鲁北方可能降水增多，而南方可能降水减少。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”。

甲　某次厄尔尼诺发生时太平洋表层水温异常示意图

(1)简述厄尔尼诺发生时，图甲所示太平洋海域表层水温异常的特点。

(2)据图分析厄尔尼诺的形成原因。

(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。

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，风力吹拂，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，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，大量鱼类因缺氧而死亡。

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示等值线进行分析。如果为正值则升高，数值越大，增温越明显，反之越小；如果为负值，则降温。读图可知，图中东部及中部地区为正值，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)，东南信风减弱会使秘鲁沿岸上升补偿流减弱，表层温度上升，气流上升明显，同纬度大陆东岸的下沉气流增强，气压升高，西风推动表层暖海水向东流，使得东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性鱼类，由于水温升高，东南信风减弱，秘鲁沿岸上升补偿流减弱，冷海水上升弱，使得营养物质减少，饵料减少，海水中的溶解氧减少，大量鱼类缺氧死亡。