专题19 海—气相互作用的原理解读及解题技巧(原卷版)

2024-03-03 · 15页 · 2.2 M

专题19海-气相互作用原理解读解题技巧海气相互作用是高考的新考点,考频渐高,而且海洋地理是高考的重点方向。本专题以以海气之间的水热交换和大气对海洋的动力作用作为主线,探究备考着力点及对应的考试解题技巧。一、海气相互作用的基础知识(一)海气相互作用的解题分析思路:1.相互作用的内容——水分、热量海洋和大气之间进行着大量且复杂的物质和能量交换,其中的水热对气候乃至自然环境产生深刻影响。2.相互作用的原理——大气的受热过程、热力环流、水循环。(1)海洋对大气的作用海洋是大气中水汽的最主要来源。海洋通过蒸发为大气传递水、热。(2)大气对海洋的作用【思维提升】从综合过程来看“海-气相互作用”属于自然地理过程中的物理过程,海洋和大气进行广泛的水分和热量交换,物质组成保持不变,仅发生了位置变化和形态变化。从要素过程来看,“海-气相互作用”涉及大气过程和海水蒸发吸热、凝结放热的过程。大气过程包括大气热力过程和大气动力过程,“海-气相互作用”主要涉及大气热力过程中的辐射输送过程和潜热输送过程,海水吸收太阳辐射而增温,增温的海水通过传导、对流等方式加热近海面大气,并通过长波辐射的形式将热量传给大气,体现了辐射输送。海水蒸发吸热、凝结放热的过程,即水在相态变化时发生的热量变化,体现了潜热输送。海-气相互作用也体现了大气动力过程,即物质和能量在高低纬度间、海陆间和高低空间输送。水文过程主要涉及洋流运动,南半球东南信风将大量表层海水吹离海岸,位于深层的海水向上移动形成上升补偿流,东西太平洋冷热不均,这也是沃克环流形成的基础。从动力因子来看,“海-气相互作用”主要的动力来源为太阳能以及太阳能派生而来的水能和风能。(二)厄尔尼诺现象和拉尼娜现象1.厄尔尼诺和拉尼娜的成因及影响现象厄尔尼诺现象拉尼娜现象影响过程东南信风势力减弱,带向西太平洋的暖海水减少东南信风势力增强,带向西太平洋的暖海水增多具体内容雨带夏季由于赤道西太平洋温度降低,对流减弱,从赤道上空前往副热带地区的气流减弱,在原本偏南的位置堆积下沉,形成西太平洋副高。此副高位置偏南导致夏季风实力减弱,雨带难以北进,形成南涝北旱局面。由于东亚地区信风增强,副高强大,位置偏北,使得夏季风增强,雨带移动速度快,出现南旱北涝局面。气温此时冷空气较强不断阻挡暖空气北上,因此东北地区出现冷夏局面。东亚地区由于海水温度降低,冬季海陆热力差异降低,气压梯度力降低,冬季风强度降低,寒潮减少,出现暖冬,特别是南方。由于夏季风推进得快,夏季东北出现暖夏。冬季由于暖海水增多,海洋温度更高,海陆温差更大,冬季风变得更强大,高纬度地区被西风禁锢的冷气团突破封锁,在东亚大槽等诱导下,寒潮频发,出现冷冬。台风西部太平洋温度降水,低纬度洋面干冷化,上升气流减弱,大气稳定度增加,形成台风的能量减少,台风个数和登陆次数减少。由于更多的暖海水涌向太平洋西部,使得低纬度西部太平洋暖湿化,对流更旺盛,为台风的形成提供了更多的能量和水汽,因此西太平洋台风发育个数更多,台风风力等级更高。二、考点分析:(一)海-气之间的水热交换海气之间的水、热交换通过蒸发、降水,潜热和感热交换等环节完成。1.海水蒸发条件影响海水蒸发的因素有太阳辐射、风、大气状态和海气温差等自然因素。自然影响因素表现海水蒸发太阳辐射正相关风风速正相关风向陆地→海洋促进高纬→低纬促进大气状态水汽饱和度负相关层结稳定度负相关海气温差正相关(2018·海南·高考真题)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2000毫米的高值区。据此完成下面小题。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【试题解读】海气温差是指海水表面的水温(Tw)与海洋表层大气(Ta)的代数差值(下图)。在夏季,由于海洋升温慢TwTa,此时海洋向大气传输热量,使近海面气温升高,一方面空气密度减小,另一方面空气直减率增大,导致空气层结不稳定,从而产生较强的空气对流。近表层空气不断上升带走水汽,上空干冷空气也源源不断地下沉至海表,周而复始;与此同时表层海水也因降温密度增加而下沉,将其下方相对高温的海水带至表层。因此,在大气层结不稳定和海水层结不稳定的双重影响下蒸发不停地进行。另外,读图可知,年蒸发量高值区位于东海附近海域,东海海域冬季降水较渤海、黄海海域多;太阳辐射强度比其南部的南海海域小,受冬季风影响,风力应比渤海、黄海海域弱,因此排除A、B、D选项。故答案选C。2.海水表面温度变化海水表面温度从大的尺度上来说,受到了地理位置的影响。不同纬度位置的太阳辐射和不同海域所在的洋流系统,对海洋表层水温起着决定性作用。但风、海水的蒸发耗热(潜热)也是不能忽视的因子,下表是海水表层水温的主要影响因子。影响因子表现海水表层温度太阳辐射正相关风风速负相关风向陆地→海洋离岸风降温高纬→低纬冷空气接触降温洋流正相关海水蒸发负相关(2022年山东卷-16)阅读图文资料,完成下列要求。冬半年,美洲中部地区频繁受冷空气影响。下图示意2000年1月一次冷空气南下过程中,美洲中部附近海洋表层风场和海平面气温分布。甲处南北两侧的气压梯度较大。(2)在冷空气频繁南下的影响下,N海域表层水温较低、海产丰富。分析其原因。【试题解读】水温较低:南下的冷空气在较大的气压梯度和“狭管效应”的共同影响下,快速穿过峡谷,并在下坡过程中不断加速,近地面的风速较大;由于峡谷地势较低,冷空气过峡谷后在下沉过程中自身的增温幅度较小(“焚风效应”弱),且较大的风速使冷空气在到达N海域之前与下垫面的热量交换较少,增温幅度小,冷气团保持较低温度;冷气团与海水的热力交换使N海域表层水温降低;强离岸风使N海域底部冷海水上泛,表层海水温度降低。【答案】(2)南下的冷空气在较大的气压梯度和狭管效应的共同影响下,快速穿过峡谷,并在下坡过程中不断加速,近地面的风速较大;由于峡谷地势较低,冷空气过峡谷后在下沉过程中自身的增温幅度较小(焚风效应弱),且较大的风速使冷空气在到达N海域之前与下垫面的热量交换较少,增温幅度小,冷气团保持较低温度;冷气团与海水的热力交换使N海域表层水温降低;强离岸风使N海域底部冷海水上泛,表层海水温度降低;上泛的冷海水将下层的营养盐类带到表层,有利于浮游生物大量繁殖,饵料充足,使N海域海产丰富。大气对海洋的动力作用大气对海洋的动力作用主要造成了海洋表层的洋流、风浪等不同尺度的海水运动形式,而当前高考情境一般聚焦于中小尺度和地方性大气对海洋的动力影响。大气对海洋的作用主要是通过向下的动量输送(风应力),产生风海流和海水的上下翻涌运动。除了要考虑直接动力——风(要从大尺度考虑风带)之外,还要考虑地转偏向力、陆地轮廓,岛屿以及海底地形等的影响。(2022年广东卷-19)[海洋地理]卡里马塔海峡是热带西太平洋和印度洋水体交换的通道。该海峡表层流流向季节变化明显:在北半球夏季,其流向向北;冬季,转向南流且流速达到最大值。下图示意卡里马塔海峡及周边区域自然地理环境。分析在北半球冬季,该海峡表层海水向南流且流速达到最大的原因。【解析】根据材料“该海峡表层流流向季节变化明显:在北半球夏季,其流向向北;冬季,转向南流且流速达到最大值”可知,该海峡处洋流随季节发生变化。结合所学,在北半球夏季,气压带风带北移,在东南信风作用下,海水流向向北,为暖流,因此,海水温度较高,盐度较高。冬季,气压带风带南移,东北信风带影响该海域,海水流向向南,为寒流,因此,海水温度较低,海水盐度较低。原因:结合前面分析,在北半球冬季,该海域受东北信风带影响,表层海水盛行风作用下,以及海陆分布的影响,海水向南流动。读图可知,海峡北部为南海,海域较宽阔,地表摩擦力小,风力大,海水流速快。向南流动的海水在经过该海峡时,因海峡海域窄,在狭管效应作用下,海水通过速度加快,流速达到最大。【答案】原因:在北半球冬季,气压带风带南移,东北信风带影响该海域,表层海水在偏北风的吹拂下,并受海陆轮廓影响,海水向南流动。海峡北部海域较宽阔,地表摩擦力小,风力大,海水流速快。海峡海域窄,在狭管效应作用下,流速增大,达到最大。(2021年广东卷-17)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。(2)分析从罗斯冰架分离入海后的冰筏漂移的动力机制。【解析】(1)罗斯环流属于风海流,受盛行风带的影响,加上陆坡流、大陆形状和其他洋流的共同影响,最终形成罗斯环流。(2)读图可知,冰筏移动方向与极地环流运动方向一致,分析动力机制,即分析洋流形成的原因。极地环流为风海流,受到极地东风的影响,极地东风的形成与极地高压和副极地低压间的气压差有关,太阳辐射的纬度分布不均则是形成气压差的根本原因。【答案】(1)影响因素:盛行风、海陆轮廓、洋流等;南极高纬地区盛行东南风,表层海水受东南风的吹拂从罗斯湾东岸向西岸运动;到西岸后受地形影响向低纬运动;到60°S附近受西风漂流影响形成环流。(2)从冰筏漂移方向可知,其与极地环流(洋流)方向一致,说明洋流造成冰筏移动;极地环流(洋流)的形成是因为极地东风的吹拂;而极地东风的形成是由于极地高压和副极地低压间存在气压差;两地间的气压差与太阳辐射高低纬间分布不均有关。(3)降水以降雨的形式出现,冰面减少,反射减弱,地面吸收的太阳辐射量增多,温度升高,加速海冰融化;降水以降雨的形式出现,而不是固态降雪,使海冰补给来源变少;与降雪相比,降水的温度较高,增加流经海冰区域温度,加速海冰融化。(2023上·辽宁·高三校联考阶段练习)南海是热量和水汽到达中国大陆地区的主要通道之一,其蒸发量具有明显的季节和空间变化。下图示意我国南海海区夏、冬季海面多年平均蒸发量(单位:cm/月)的分布,图中甲、乙海域分别为南海夏季、冬季的蒸发量高值区。据此完成下面小题。1.影响图中甲海域成为夏季蒸发高值区的主要因素是(   )A.离岸距离 B.海面风速 C.海表温度 D.海水盐度2.乙海域冬季蒸发较夏季显著增强,最主要的原因是该海域冬季(   )A.海水流动快 B.太阳辐射强 C.海气温差大 D.大气降水少3.(2023上·山东潍坊·高三统考期中)阅读图文资料,完成下列要求。冷流降雪是山东半岛冬季独特的一种天气现象。冬季势力逐渐加强的冷空气流经渤海和黄海海面在山东半岛北侧登陆,易形成冷流降雪。山东半岛冬季的冷流降雪主要集中在12月份,占整个冬季的66%。冷流降雪主要集中在烟台和威海一带,有“胶东雪窝子”之称。下图为山东半岛冷流降雪示意图。(2)从海一气相互作用的角度,分析烟台和威海12月份降雪量大且强度大的原因。4.(2024·全国·高三专题练习)阅读图文材料,完成下列问题。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。下图示意某年7月份北印度洋感热通量分布状况(单位:cal/cm2),正值代表热量由下向上传递,负值代表热量由上向下传递。(1)据图说出7月北印度洋感热通量的分布特点。(2)分析该季节北印度洋西部沿海地区感热通量为负值的原因。(3)感热通量的分布会加强海面的风向,推测此时该海域加强的风向,并说明理由。5.(2022上·福建龙岩·高

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