Author name: englandduck123

在相互制约的海—气系统中，海洋主要通过向大气输送热量来影响大气运动，大气主要以风的形式向海洋输送动能。 大气和海洋的热量都来自太阳辐射，但是，海洋却是大气的主要热源。海水反射率比较小，吸收的太阳短波辐射能较多，并且海面上空湿度一般较大，所以长波辐射损失也较小，因此海洋就有比较大的净辐射收入。 大气给海洋提供动力。大气环流及其所形成的行星风系使海水沿着一定的方向大规模地运动，形成洋流，引起海洋热量的重新分配。热带气旋可以加速海水的运动并可使海平面异常升高，严重时会造成灾害。这是大气对海洋的能量输送。 阅读：海洋与大气的能量交换 海—气相互作用过程中，海洋对大气的主要作用是为大气提供热量和水汽，而大气主要通过风向海洋输送能量，使海水运动，形成风海流和海水的辐散与辐合，对沿岸地区甚至全球气候产生影响。如55°～70°N的加拿大东岸受拉布拉多寒流的影响，年平均气温为-10～0℃，结冰期长达300天以上，呈现冻原景观，而同纬度的欧洲西部受北大西洋暖流的影响，年平均气温0～10℃，结冰期仅155～215天，发育有针叶林或混交林。热带和副热带的大陆西岸，在离岸风的作用下，表层海水吹离海岸，形成海水辐散，深层海水上翻，致使上翻区表层海水温度低于同纬度其他海域表层海水的温度；海水辐合则相反。 下载PDF

海—气相互作用是海洋与大气之间相互影响、相互制约、彼此适应的过程。海洋与大气边界上的动量、热量、物质的交换，以及这些交换对大气、海洋各种特性的影响，被统称为海—气相互作用。 脚注：动量：物质运动的一种量度，是描述物质机械运动状态的一个重要物理量。其大小为物体质量与速度的乘积。 海洋和大气间的物质交换是多相的，既有液态的物质交换，也有气态的和固态的物质交换。 蒸发和降水是海—气间水分交换的重要方式，海洋向大气中输送水汽，大气中的水汽在适当的条件下凝结，又以降水的形式落到海洋。蒸发使海水浓缩，降水使海水稀释。因而，海—气间的水分交换会影响海水的温度和盐度，进而影响海水的密度。 海—气间还进行着多种气体的交换，其中对气候影响最大的是二氧化碳的交换。海水不仅可以吸收二氧化碳，还可以通过海洋中藻类植物的光合作用消耗二氧化碳。所以，海洋对于大气中的二氧化碳浓度具有重要的调节作用，可减缓大气中二氧化碳增加的速率。 海洋和大气间也进行着广泛的固体物质的交换。陆源物质、火山物质等通过大气进入海洋，这些物质是海洋沉积物的重要来源；同时，海洋中的固体物质也会进入大气，如海水泡沫在风的作用下进入大气，泡沫中的盐类物质也随之进入。 思考：海—气相互作用影响全球热量平衡的方式有哪些？ 下载PDF

很早以前，南美洲秘鲁和厄瓜多尔沿岸的渔民发现，某些年份的圣诞节前后，秘鲁渔场的鱼产量就会大幅度降低。他们觉得非常奇怪，于是开始观察，力图找出原因。后来他们发现，原来每隔几年，在圣诞节前后，南美洲西海岸附近海域的海水温度就会升高，在这一海域里生活的浮游生物和鱼类随之大量死亡，造成渔场减产。这种表层海水温度升高的自然现象令当时的人们迷惑不解，他们以为是“圣婴”降临了。在西班牙语中，“圣婴”译音为“厄尔尼诺”。 思考：南美洲西海岸附近海面水温升高的自然现象主要和什么有关？ 学习指南：什么是海—气相互作用？海—气相互作用对于全球水热平衡有什么影响？什么是厄尔尼诺现象？厄尔尼诺现象对全球气候和人类活动有何影响？什么是拉尼娜现象？拉尼娜现象对全球气候和人类活动有何影响？ 提示：阅读时，注意观察本节的示意图，并分析这些图的意义。本节的主要概念是海—气相互作用、厄尔尼诺现象、拉尼娜现象。 下载PDF

1941年，赤道附近太平洋东部海面温度异常升高，温暖的海水向南侵袭，最南到达15°S。此次温暖海水南侵，导致喜冷水鱼类大量死亡，并在沿岸地区产生灾害性的阵雨和风暴。这是人类第一次报道厄尔尼诺现象。为什么会发生厄尔尼诺现象？厄尔尼诺现象的影响到底有多大？科学家从大气环流、地球自转速度、火山喷发等方面，通过科学推理、模型模拟与实际观测相结合的方式，探索厄尔尼诺现象形成的原因，并试图解释其产生的影响。尽管在监测和预测方面取得了很多成果，但是，由于每次出现的情况都不一样，周期也不固定，科学家对厄尔尼诺现象的成因和影响机制的了解还很有限。 同时，厄尔尼诺现象还带给人们很多启示：大陆上的气候异常，往往需要从海洋上找答案；局部海区的水温异常，其影响范围可能扩展至全球……由此，科学家对海洋进行更为深入、系统的研究。例如，海洋的哪些部分对全球水热平衡影响较大？除赤道附近太平洋东部海域外，还有哪些海域表层温度的变化可能影响全球气候？大洋除表层洋流外，纵向（表层和深层之间）是否存在洋流，其变化对气候影响有多大？ 厄尔尼诺现象蕴含着海洋无尽的奥秘，也激发科学家无尽的探索。 下载PDF

正常情况下，赤道附近太平洋东部和西部海水温度存在差异，从而在上空形成大气热力环流。图4.18示意正常年份热带太平洋上空近东西方向的大气热力环流。 1. 在图中用箭头表示大气运动方向，使之形成环流圈。 2. 如果赤道附近太平洋东部海水温度下降，说明其对环流的影响。 3. 说明环流的变化对赤道附近太平洋东、西岸气候的影响。 下载PDF

通过海—气相互作用，海洋和大气成为一个整体。如果表层海水温度发生异常，大气环流也会异常，甚至出现极端的天气事件。 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。有些年份，赤道附近太平洋中东部表层海水温度异常升高，这种现象被称为厄尔尼诺现象（图4.17）。 厄尔尼诺现象发生后，赤道附近太平洋地区东、西部海面的温度差异减小。赤道附近的太平洋东部，如秘鲁和智利沿海，下沉气流减弱或消失，甚至出现上升气流，气候由原来的干燥少雨变为多雨，引发洪涝灾害。同时，赤道附近的太平洋西部，上升气流减弱或消失，气候由温润多雨转变为干燥少雨，带来旱灾或森林大火。例如，1997—1998年印度尼西亚出现长时间干旱，引发了严重的森林大火。厄尔尼诺现象还与更广大范围的气候异常现象呈现一定的相关性。 与厄尔尼诺现象相反，拉尼娜现象是指赤道附近太平洋中东部的表层海水温度异常降低的现象。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。对厄尔尼诺和拉尼娜现象的成因及影响，科学家仍在不断探索。 下载PDF

从长期来看，全球水的总量没有什么变化（图4.16）。但是就一个地区来说，有时降水多，有时降水少。在某段时期内，一个地区的储水变化量就是水量收入和支出的差额。这就是水量平衡原理。 1. 估算陆地和海洋对大气水汽的相对贡献，说明大气水汽的主要来源。 2. 估算海洋蒸发和降水的差额，说明补充这个差额的水量来源。 3. 如果海洋蒸发量增加或减少，陆地径流可能发生相应的变化。请利用水量平衡原理加以说明。 下载PDF

海洋与大气之间进行着大量且复杂的物质和能量交换，其中的水热交换，对气候乃至自然环境具有深刻的影响。 海洋通过蒸发作用，向大气提供水汽。大气中约87.5%的水汽是由海洋提供的，因此，海洋是大气中水汽的最主要来源。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。 海洋与大气间在进行水分交换的同时，也实现了热量的交换（图4.15）。海洋吸收了到达地表太阳辐射的大部分，并把其中85%的热量储存在海洋表层。海洋再通过潜热①、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。大气主要通过风向海洋传递动能，驱使表层海水运动，例如，南北赤道暖流是信风吹拂所形成的。 海—气相互作用通过大气环流与大洋环流，驱使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。 脚注：①潜热是指海水蒸发吸收的热量或水汽凝结释放的热量。 下载PDF

秘鲁沿海受寒流影响，气候干旱。然而，2016年12月下旬，秘鲁北部海域海水逐渐升温，雨水增多。到2017年3月，沿海地区暴雨引发的洪灾已经造成近百人死亡，数万人受灾（图4.14）。为什么会出现这种气候异常现象？如何监测这种现象？ 下载PDF

厄尔尼诺现象成因比较复杂，科学家们有很多观点。其中有观点认为，厄尔尼诺现象是太平洋上东南信风异常造成的。若东南信风减弱，赤道附近表层暖水向东回流。这样，不仅东太平洋冷水上泛现象消失，还有暖水回流加剧，会导致赤道东太平洋海面水温升高，进而气流上升带来较多的降水，常导致暴雨、洪水泛滥。同时，下层海水中的无机盐类等营养成分不再涌向海面，导致当地的浮游生物量明显降低，渔业大幅度减产，大批海鸟也因饥饿而死亡。 拉尼娜现象与厄尔尼诺现象相反。太平洋上的东南信风异常增强，强大的偏东风把表层暖水向西太平洋输送，表层海水产生强大的离岸漂流，造成这里持续的海水辐散；下层冷海水上泛增多，同时秘鲁寒流也北上补充，导致这里的海面温度大幅降低。由于海水温度低于气温，空气层结稳定，对流不易发展，赤道东太平洋及其沿岸地区降雨偏少，气候偏干旱，相反，西太平洋及其沿岸地区降水可能异常增多，常形成洪涝灾害。这就是反厄尔尼诺现象，又称为拉尼娜现象。 活动：绘制概念图 绘制目的：用概念图简明扼要地表达对本课新学知识的理解。绘制要求：任选一种“海-气相互作用”的典型现象，确定合理的概念节点及连接线，绘制一幅概念图，表示其主要内容。 下载PDF