除水热交换外，海—气间还存在气体和固体物质的交换。气体交换中以二氧化碳的交换最为重要。 在全球碳循环系统中，海洋的作用比陆地更为重要。大气中的二氧化碳气体，除少量被陆地植物通过光合作用吸收外，绝大部分通过海洋的物理—生化过程被同化吸收，并以固态碳的方式向海洋深部转移。其具体过程是：海水通过与大气的接触，直接溶解大气中的二氧化碳。海洋生物利用海水中所溶解的二氧化碳，进行光合作用，并将二氧化碳固定在生物体内。被海洋生物固定的二氧化碳，一部分通过生物的呼吸作用和残体分解释放到大气中，还有一部分形成碳酸盐沉积和有机碳沉积（如煤、石油、天然气）。生物沉积作用将二氧化碳固定在岩石圈中，短时期内不再参与地表的碳循环，从而降低了表层海水中二氧化碳的含量，有利于海洋表层从大气中吸收更多的二氧化碳，对海洋和大气的二氧化碳平衡产生重要影响。如果地球表面温度增高，海水温度会随之上升，二氧化碳在海水中的溶解度减小，那么将有更多的二氧化碳返回到大气中。目前，海洋中溶解的二氧化碳，要比大气中二氧化碳的含量高60倍。因此，海水温度继续上升，对地球将是潜在的巨大威胁。 下载PDF
海洋的蒸发量约占地球表面总蒸发量的86％，海水蒸发时会把大量水汽输送给大气。大气中的水汽在适当条件下凝结，并以降水的形式返回海洋，从而实现与海洋的水分交换。海洋的蒸发量与其表层水温密切相关，一般来说，海水温度越高，蒸发量就越大。 因此，海洋的热状况和蒸发情况，直接制约着大气水汽的含量与分布。低纬度海区和有暖流流经的海区，海面蒸发旺盛，空气湿度大，降水较丰沛，海—气间的水分交换也较为活跃。 海洋是大气的主要水源，也是地球上太阳辐射能的重要存储器。海洋表面的反射能力弱，能够使海洋多保留一部分太阳辐射能。海洋吸收了到达地表太阳辐射能的70％，并将其中85％的热量储存在海洋表层，再通过潜热（海水蒸发吸收的热量或水汽凝结释放的热量）、长波辐射等方式将储存的太阳辐射能输送给大气。 海洋向大气输送热量，是大气热量的主要供给者。海洋向大气输送的热量，与其表层水温密切相关。水温高的海区，向大气输送的热量也多。热带地区海洋面积大，是驱动地球大气系统的主要能量来源地。同时，大气也向海洋输送能量。大气通过风作用于海洋，驱动海水运动，把部分能量返还给海洋，并使海洋热状况产生再分配，改变海洋对大气的加热作用。 平均而言，海洋每年蒸发掉约1.26米厚的海水。海水蒸发潜热大，蒸发使海洋每年失去巨额热量。 下载PDF
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。 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。 海—气相互作用是指海洋与大气间物质、能量持续交换的互相影响过程。海洋是地球上巨大的热能储存库，对气候的形成和变化具有重要影响。 下载PDF
1.读“厄尔尼诺（次年）对中国降水的影响”和“拉尼娜对中国降水的影响”图，比较厄尔尼诺次年和拉尼娜年我国降水在空间分布上的差异。 2.根据给出的图文资料，完成下列各题。 马达加斯加岛东部是热带雨林气候，终年湿热，年降水量达2000～3800毫米，年平均气温约24℃；而西部属于热带草原气候，年降水量为600～1000毫米，年平均气温约26.6℃。 （1）马达加斯加岛东、西部的气候类型各是什么？产生这种差异的主要原因是什么？ （2）说出海—气相互作用的过程。 3.根据给出的材料和“南极绕极环流”图，说说你认为南极绕极环流的存在对南半球高低纬度之间热量传输起着怎样的作用。 南极绕极环流是世界上唯一一支与世界上所有其他洋流都有关联的全球性环流，是一个流量超过全球河流径流量约100倍，宽600～2000千米，深2000～4000米的超级洋流。南极绕极环流分布于南纬35°～65°区域，与西风带的分布范围基本一致，形成西风漂流。西风带和南极绕极环流共同构成了南极大陆的外围屏障。 课题4：检查进度：每位同学各自搜集全球不同区域与厄尔尼诺、拉尼娜现象有关的气温、降水等资料，并绘制成图表，分析其对全球气候的影响，理解海—气相互作用对全球水热平衡的影响。 下载 PDF
2015年开始的厄尔尼诺气候事件持续了20个月，是1951年以来出现的强度仅次于1997年和1998年的超强事件。 此次超强厄尔尼诺从西北太平洋、印度洋带来大量的水汽已经对全球气候产生明显影响。2015年全球表面温度继2014年以后又创新高，成为有观测记录以来最暖的一年；2016年1月，北极气温自有记录以来第二次在冬季上升到了0℃以上；印度半岛等地频遭暴雨，发生严重的洪涝灾害；印度尼西亚和菲律宾等东南亚国家经历了20年来最严重旱灾，导致森林和农田大火频发；印度受到了罕见高温天气过程的袭扰；澳大利亚夏季遭受高温热浪侵袭，引发森林大火；南非、埃塞俄比亚等国家出现了严重干旱，导致非洲多国粮食严重减产；巴西等地出现了持续性的干旱，拉美多地出现了暴雨洪涝。 受超强厄尔尼诺的影响，2016年我国气候主要有以下特点： 第一，2016年我国气温为20世纪60年代以来的第三高值。全国平均气温较常年偏高0.81℃。除黑龙江省气温偏低外，全国其他省份的气温均偏高。全国380多个县市最高气温突破了历史极值。入冬以来，我国冷空气活动弱，气温偏高。 第二，全国平均降水量为20世纪60年代以来的最多，达到730毫米，较常年偏多16%。除陕西和甘肃两省降水偏少外，全国其他省份的降水均偏多。长江中下游沿江比往年偏多20%～50%，安徽省东南、江苏省南部偏多50%～100%。长江中下游地区偏多25%，为1961年以来最多。从主要流域来看，长江流域偏多19%，辽河流域偏多15%，松花江流域偏多16%。 第三，极端天气事件频发。暴雨多，全国暴雨日数为1961年以来最多，南北洪涝并发。2016年,全国26个省（区、直辖市）出现城市内涝，为暴雨洪涝灾害偏重年份。登陆台风多，平均强度强。有8个台风登陆，平均登陆强度达到13级，比常年明显偏强。台风直接经济损失高于近10年平均值。强对流天气多发、重发，全国有2000多个县（市）出现冰雹或龙卷风天气，损失偏重。 思考：根据材料分析超强厄尔尼诺对中国气候的影响。 下载PDF
“拉尼娜”一词源自西班牙语“LaNina”。拉尼娜现象指赤道东太平洋表层海水温度异常下降的现象，其特征与厄尔尼诺现象相反，因而又称反厄尔尼诺现象。 当偏东信风持续加强时，赤道太平洋东侧表层海水不断向西流动，深层的冷水不断上翻进行补充，导致该地区表层海水温度逐渐降低，于是便产生了拉尼娜现象。 拉尼娜现象对气候的影响与厄尔尼诺现象大致相反，但影响程度及范围较厄尔尼诺现象小。拉尼娜现象出现时，赤道西太平洋地区降水较正常年份偏多，印度尼西亚、澳大利亚等地洪涝灾害严重，但赤道东、中太平洋地区降水偏少，易出现旱灾。历史上厄尔尼诺现象和拉尼娜现象发生的时间间隔大约为7年，但是近年来，厄尔尼诺现象和拉尼娜现象发生的时间间隔在缩短。 下载PDF
“厄尔尼诺”一词源自西班牙语“ElNino”，每2～7年发生一次。厄尔尼诺现象是赤道中、东部太平洋海域发生的大范围、持续性表层海水温度异常偏高的现象。 正常年份，赤道两侧的信风将太平洋东侧大量的表层暖水输送到西侧，下层海水上涌，同时，秘鲁寒流北上补充，使得赤道中、东部太平洋海域表层海水温度相对较低。 赤道东太平洋地区表层海水温度低，空气稳定，不易形成对流，因而降水偏少、气候偏干；而赤道西太平洋地区表层海水温度高，空气对流强烈，降水较多，气候较湿润。 与此同时，由于赤道东部太平洋海域上涌的冷海水含有丰富的营养物质，使得浮游生物大量繁殖，为鱼类提供了充足的饵料，鱼类的繁盛又为鸟类提供了丰富的食物。 有些年份，信风明显减弱，从太平洋东侧输送到西侧的暖水明显减少，北上补充的秘鲁寒流同时减少，导致赤道中、东部太平洋海域表层海水温度较正常年份偏高，这样就形成了厄尔尼诺现象。 厄尔尼诺现象一旦形成，首先会影响全球大气环流，使世界各地出现气候异常。厄尔尼诺现象对气候的影响，以赤道太平洋地区最为显著。由于赤道东太平洋地区表层海水温度升高，使空气对流运动增强，降水异常增多，甚至引发洪涝灾害；相反，赤道西太平洋地区降水减少，甚至出现严重干旱。 厄尔尼诺现象也会对全球的生产和经济产生影响，赤道东太平洋地区是最先受到影响的地区。在厄尔尼诺现象发生时，信风明显减弱，表层暖水向东回流，赤道东太平洋下层冷海水不再上涌，导致海水中营养物质减少，鱼类大量减少，捕鱼量下降，并波及世界饲料市场供应。 许多事实还表明，厄尔尼诺现象对全球气候、人们的生产与生活的影响并不仅仅局限在赤道太平洋地区，而是全球性的。例如，在厄尔尼诺现象出现时，日本列岛及我国东北地区夏季发生持续低温，有些年份我国大部分地区的降水还有偏少的情况。厄尔尼诺现象作为导致全球气候异常的重要原因，对全球气候、人们的生产与生活的影响越来越深刻。 下载PDF
墨西哥湾暖流宽度为60～80千米，流层厚度约700米，总流量达每秒7400万～9300万立方米。它是由大西洋热带海域中的几条洋流汇合而成的，其源头来自赤道两侧的北赤道暖流和南赤道暖流。前者经小安的列斯群岛向北流去。 后者在巴西北部海域横穿加勒比海，进入墨西哥湾，然后便以约每天150千米的速度经佛罗里达海峡流入大西洋，这里的洋流被称为佛罗里达暖流。佛罗里达暖流又与奔腾北上的北赤道暖流汇合，共同组成著名的墨西哥湾暖流。在到达加拿大东侧海域后，这股强大的洋流改称为北大西洋暖流，它受地转偏向力的作用，并在强大西风的持续吹动下，浩浩荡荡向巴伦支海流去。 墨西哥湾暖流的水温很高，盐度也很高，水体呈深蓝色，尤其在冬季，墨西哥湾暖流的水温要比周围海水温度高出8℃以上，加上流量极大，因而对北美东部及西欧地区的自然环境产生很大的影响。 ■墨西哥湾暖流输送的热量对北美东部和西欧地区的气候会产生哪些影响？ 下载PDF
海洋约占地球表面积的71%，海洋表面以下10米厚海水的质量就相当于整个大气圈的质量。海洋是大气最主要的热量库。海洋吸收了到达地表太阳辐射量的80%，其中又有85%左右的热量储存于大洋表层，这部分热量再输送给大气。这种热量的输送不仅影响大气的温度分布，也影响着大气的运动。 海洋是二氧化碳的巨大储存库，海洋通过调节大气中二氧化碳的含量影响着气温和大气环流。由于人类大量使用化石燃料，使大气中二氧化碳含量增加，导致低层大气和表层海水温度升高。表层海水温度的升高，使得海洋吸收二氧化碳的能力降低，甚至会释放出一定量的二氧化碳，使得大气中的二氧化碳浓度净增，温室效应增强，气候变暖。 1立方米海水温度降低或升高1℃释放或吸收的热量可使3100立方米的大气温度升高或降低1℃。海水与大气的这种热力性质差异，使其成为气温的重要调节者。 下载PDF
海—气相互作用对于维持全球水热平衡具有重要意义，海—气相互作用所形成的大气环流与大洋环流是其维持全球水热平衡的基础。不同纬度的海洋给大气提供的热量不同是形成大气环流的重要原因，而大气环流又是海水大规模运动的主要动力来源，大洋表层环流与大气环流的运动方向基本一致。正是大气环流和大洋环流使水分和热量在不同地区之间进行传输，从而维持了全球的水热平衡。 对水量平衡的影响：海洋是大气中水汽的主要来源。从海洋蒸发的水汽，绝大部分直接参与海上内循环，重新以降水的形式返回海洋；仍有一部分水汽伴随大气运动被输送到陆地上空，最后以降水的形式到达陆地，然后汇入河流流回海洋，形成了周而复始的水循环。海—气相互作用参与的水循环，有助于全球的水量平衡。全球的水量平衡是水循环的结果，而水循环必须通过大气环流来实现。 对热量平衡的影响：太阳辐射是地球表面热量的主要来源，不同纬度地区接受的太阳辐射量是不同的。一般来讲，低纬地区所获得太阳辐射较多，收入大于支出，热量盈余；而高纬地区所获得太阳辐射较少，收入小于支出，热量亏损。 实际上全球热量是平衡的，这种平衡的实现正是大气环流和大洋环流将热量从低纬地区源源不断输送到高纬地区的结果。在北半球低纬地区，大洋环流输送的热量要多于大气环流所输送的热量，而到30°N以北地区，大气环流则成为热量输送的主要力量，特别是到了50°N附近地区，热量主要是靠大气环流输送到高纬度地区的。因此，海—气相互作用所形成的大气环流与大洋环流共同维持了全球的热量平衡。 下载PDF