資源簡介

第三節 海—氣相互作用的教案
【教學目標】
1.地理實踐力：繪制大氣受熱過程示意圖和水循環示意圖，復習鞏固同時體會圖中蘊含的海洋和大氣的水熱交換關系。
2.綜合思維：從水分和熱量兩方面分析海—氣相互作用對全球水熱的影響；從海洋表層水溫的變化推理對氣壓差異、大氣環流、大洋環流變化的影響，推導出厄爾尼諾和拉尼娜事件對區域氣候乃至全球氣候的影響。
3.區域認知：從赤道太平洋著手，能從不同的時間尺度和空間尺度認識氣候周期性變化，及由區域到全球的氣候表現。
4.人地協調觀：理解海洋對人類的重要性，建立人與海洋和諧共生的理念，樹立防災減災的意識。
【教學重難點】
重點：分析海—氣相互作用對全球水熱平衡的影響。
解釋厄爾尼諾、拉尼娜現象對全球氣候和人類活動的影響。
難點：解釋厄爾尼諾、拉尼娜現象對全球氣候和人類活動的影響。
【新課導入】
（展示）秘魯洪水圖片。
（教師）秘魯沿海受寒流影響，氣候干旱。然而2016年12月下旬，秘魯北部海域海水逐漸升溫，雨水增多。到2017年3月，沿海地區暴雨引發的洪災已經造成近百人死亡，數萬人受災。為什么會出現這種氣候異常現象？如何監測這種現象？
讓我們帶著問題，一起走進今天的地理課堂——《海—氣相互作用》。
【新課講解】
海—氣相互作用與全球水熱平衡
1、海—氣之間的水分交換
海洋通過蒸發向大氣提供水分。大氣中87.5%的水汽由海洋提供的。大氣通過降水將水分返回到海洋。實現了海洋和大氣間的水分交換。
2、海—氣之間的熱量交換
海洋表層儲存了到達地表太陽輻射85%的熱量。通過傳導、對流等方式加熱近海面大氣，并通過長波輻射的形式將熱量傳遞給大氣，海洋表面就成為近地面空氣主要的直接熱量來源。為大氣運動提供能量，驅使大氣運動。大氣主要通過風向海洋傳遞動能，驅使表層海水運動。如，南北赤道暖流就是由信風吹拂形成的。
3.影響海—氣間水熱交換的因素
低緯地區獲得的太陽輻射多，熱量收入大于支出，因此海水溫度高，蒸發量大，向大氣輸送的熱量多；高緯地區獲得的太陽輻射少，熱量支出大于收入，海水溫度低，蒸發量小，向大氣輸送的熱量少。暖流水溫高，蒸發量大，向大氣輸送的熱量多，寒流水溫低，蒸發量小，向大氣輸送的熱量少，因此緯度和洋流是是影響海—氣間水熱交換的因素。
通過海氣相互作用，海洋和大氣成為一個整體。
4.海—氣相互作用的意義。
海—氣相互作用通過大氣環流與大洋環流，驅使水分和熱量在不同地區傳輸，維持地球上水分和熱量的平衡。
【活動探究】
展示水量平衡示意圖：可以通過下面的活動來探究全球水量是如何保持動態平衡的。從長期來看，全球水的總量沒有什么變化。但是就一個地區來說，有時降水多，有時降水少。在某段時期內，一個地區的儲水變化量就是水量收入和支出的差額。這就是水量平衡原理。
1.估算陸地和海洋對大氣水汽的相對貢獻，說明大氣水汽的主要來源
陸地水汽貢獻率=72÷577≈12.48%
海洋水汽貢獻率=505÷577≈87.52%
說明：海洋是大氣中水汽的最主要來源。
2.估算海洋蒸發和降水的差額，說明補充這個差額的水量來源。
海洋蒸發量約為505 00立方千米，降水量約為458 0方千米，因此差額為47 00立方千米。
說明：來自大陸的徑流補充了差額
3.如果海洋蒸發量增加或減少，陸地可能發生相應的變化，請利用水量平衡原理加以說明。
【播放視頻】引入對厄爾尼諾的探究
問題探究：分析太平洋中東部海水溫度變化對氣候的影響
展示世界表層洋流分布圖（局部），比較A、B兩地的水溫高低，并分析原因。
信風吹拂表層海水向西流，西部堆積了大量暖水，水溫較高，而東部因表層暖水流走，較高緯和底部的海水補充，水溫較低。
展示正常年份熱帶太平洋上空的大氣熱力環流模式圖。2.在右圖中畫出AB兩地間太平洋上空的熱力環流，并判斷A、B 兩地的降水特征
正常年份：沃克環流，赤道附近太平洋東部少雨；西部多雨
通過海－氣相互作用，海洋和大氣成為一個整體。當海水表層溫度發生變化，就會引起大氣環流的變化。
展示厄爾尼諾現象發生時的水溫異常圖，分析當水溫異常時，會有什么變化呢？3.讀下圖，赤道附近大洋東西兩側的溫度跟正常年份比有什么變化？這種變化對東西太平洋的垂直氣流方向與氣候會產生什么影響？
厄爾尼諾現象：赤道附近太平洋中東部表層海水溫度異常升高的現象（圣誕節前后）。
東、西部海面的溫度差異減小；反沃克環流，赤道附近太平洋東部多雨；西部少
二、厄爾尼諾和拉尼娜現象
通過海—氣相互作用，海洋和大氣成為一個整體，如果表層海水溫度發生異常，大氣環流也會異常，甚至出現極端的天氣事件。
1.厄爾尼諾現象
正常年份，赤道附近太平洋中東部的表層海水溫度較低，大氣較穩定，氣流下沉；西部海水溫度較高，氣流上升。
（圖片導入）正常年份沃克環流圖
(1) 概念
有些年份，赤道附近太平洋中東部的表層海水溫度異常升高的現象。
（2）成因
每隔幾年，東南信風突然減弱，甚至會轉為西風，赤道附近太平洋東岸的冷海水上涌現象消失，赤道逆流增強，溫暖的海水被輸送到東太平洋，南美洲西岸的寒流被暖流取代，從而形成厄爾尼諾現象。
（圖片導入）非正常年份沃克環流圖
（3）影響
①赤道附近的太平洋東部下沉氣流減弱或消失，甚至出現上升氣流，氣候由干燥少雨變為多雨，引發 洪澇災害。
（圖片導入）秘魯洪災和秘魯漁場魚類大量死亡圖
②赤道附近的太平洋西部上升氣流減弱或消失，氣候由溫潤多雨轉變為干燥少雨，帶來旱災或森林大火。
（圖片導入）東南亞旱災和澳大利亞森林火災圖
③厄爾尼諾與更廣大范圍的氣候異常現象呈現一定的相關性。
（圖片導入）使東亞冬季風變弱，出現暖冬現象圖
④使我國夏季風變弱，東部季風區雨季來得遲去得早、雨季變短，可能出現南澇北旱的現象。
⑤我國夏季臺風數量變少（赤道附近大洋西側水溫偏低對流較弱），且臺風路徑偏東（因為西太平洋副熱帶高壓脊變得比正常年份偏弱）。
2.拉尼娜現象
（1）概念：赤道附近中東太平洋海面溫度異常降低的現象。
（2）成因：
東南信風加強，將表面被太陽曬熱的海水吹向太平洋西部，東部底層海水上泛，致海水變冷，西部海水溫度增高。
（圖片導入）沃克環流圖
（3）拉尼娜現象的影響
①赤道附近大洋東側較正常年份氣溫下降、降水變少，更加干旱；西側氣溫上升、降水變多，甚至發生洪澇災害。
（圖片導入）海水水溫和氣流狀況圖
②赤道附近大洋東側離岸風增強，上升流變強，海洋表層營養物質增多，漁場增產。
（圖片導入）漁場圖
③使東亞冬季風變強，冬季較正常年份更冷，常發生雪災、牲畜凍死，破壞交通、電力等基礎設施。
（圖片導入）冰凍天氣圖
④使我國夏季風變強，東部季風區雨季來得早去得遲、雨季變長，可能出現南旱北澇的現象。
（圖片導入）我國雨帶圖
⑤我國夏季臺風數量偏多（赤道附近大洋西側水溫偏高對流較強），且臺風路徑偏西（因為西太平洋副熱帶高壓脊變得比正常年份偏強）。
（圖片導入）臺風圖
活動：分析太平洋中東部水溫變化對氣候影響
正常情況下赤道附近太平洋東西兩岸的溫度存在差異，從而在上空形成熱力大氣環流。圖4.18示意正常年份熱帶太平洋上空東西方向的熱力環流。
（圖片導入）正常年份熱帶太平洋上空東西方向的熱力環流
1.在圖中用箭頭表示大氣運動方向，使之形成環流圈。
赤道附近太平洋東部氣流下沉，西部氣流上升，形成順時針方向的大氣環流。
2.如果赤道附近太平洋東岸海水溫度下降，說明其對環流的影響。
如果赤道附近太平洋東岸海水溫度下降，則下沉氣流增強，信風比常年偏強，太平洋西部則上升氣流增強，對流活動加強。
3.說明環流的變化對赤道附近太平洋東西兩岸氣候的影響。
環流的變化對赤道附近太平洋東、西岸氣候影響明顯，該環流的增強，會導致太平洋東岸氣候更加干旱，太平洋西岸氣候更加濕潤，降水增加，臺風活動增加，災害頻繁。
自學窗：厄爾尼諾現象——奧秘與探索
1941年，赤道附近太平洋東岸海面溫度異常升高，溫暖的海水沿秘魯、智利沿海向南侵襲，最南到達15°S。此次溫暖海水南侵，導致喜冷水魚類大量死亡，并在沿岸地區產生災害性的陣雨和風暴。這是人類第一次報道厄爾尼諾現象。
為什么會發生厄爾尼諾現象？厄爾尼諾現象的影響到底有多大？科學家從大氣環流、地球自轉速度、火山噴發等方面，通過科學推理、模型模擬與實際觀測相結合的方式，探索厄爾尼諾現象形成的原因，并試圖解釋其產生的原因。盡管在監測和預測方面取得了很多成果，但是，因為過于復雜，每次出現的情況都不一樣，周期也不固定，科學家對厄爾尼諾現象的成因和影響機制的了解還很有限。
同時，厄爾尼諾現象還帶給人們更多的啟示：大陸上的氣候異常，往往需要從海洋上找答案；局部海區的水文異常，其影響范圍可能擴展至全球，由此，科學家對海洋進行更為深入、系統的研究。例如，海洋的哪些 部分對全球水熱平衡影響較大？除赤道附近太平洋東部海域外，還有哪些海域表層溫度的變化可能影響全球氣候？大洋表層洋流除外，縱向（表層和深層）是否存在洋流，其變化對氣候的影響有多大？
厄爾尼諾現象蘊含著海洋無盡的奧秘，也激發科學家無盡的探索
【板書】

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