大洋温盐环流与气候变率的关系 - 简报第45卷第4 期
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海洋是地球上最重要的生态系统之一,其温盐场季节分布特征及混合层计算对于海洋环境变化的研究具有重要的意义。
本文将从以下几个方面来探讨海洋温盐场季节分布特征及混合层计算的相关内容。
一、海洋温盐场季节分布特征1. 季节变化规律海洋温盐场的季节分布特征受到多种因素的影响,包括太阳辐射、地球自转、水汽含量等。
一年四季中,海洋温盐场呈现出明显的季节变化规律,夏季温盐场通常较高,而冬季则较低。
不同海域的季节分布特征也各有差异,这种差异受到地理位置、海流、风力等因素的影响。
2. 跨季节变化除了常规的季节变化规律外,海洋温盐场还存在着跨季节变化的现象。
这种现象在一些特定海域或特定年份中尤为显著,其原因可能涉及到海洋环流、气候变化等复杂因素。
二、海洋混合层计算1. 混合层的定义海洋混合层是指海水中温度、盐度、密度等物理性质发生急剧变化的区域。
混合层的形成与破坏在一定程度上可以影响海洋生物的分布和生态系统的稳定。
准确计算海洋混合层的特征对于理解海洋环境变化具有重要意义。
2. 混合层计算方法目前,已经有多种方法可以用来计算海洋混合层的特征,其中包括传统的观测方法和现代的数值模拟方法。
传统的观测方法通常包括使用浮标、探针等设备进行实地观测,这种方法具有实时性强、准确度高的优点。
而现代的数值模拟方法则利用计算机对海洋物理场进行数值模拟,可以更全面地分析海洋混合层的特征。
三、结论海洋温盐场季节分布特征与混合层计算是海洋环境变化研究中的重要内容,其研究成果不仅可以为海洋生态保护提供科学依据,还可以为气候变化预测和海洋资源开发利用提供重要参考。
希望通过本文的探讨,可以为相关领域的研究工作提供一定的启发和参考价值。
在海洋环境科学的研究中,海洋温盐场季节分布特征与混合层计算是一个十分重要的方向。
通过深入了解海洋温盐场季节分布特征与混合层计算的相关内容,我们可以更好地把握海洋环境变化的规律,为有效保护海洋生态环境和合理利用海洋资源提供重要科学支撑。
第09讲海水的性质1.能够运用图表资料,说明海水的温度、盐度、密度的含义,分析影响海水温度、盐度、密度的因素。
2.能够依据图表资料,归纳海水温度、盐度、密度的分布规律。
3.结合实例,说明海水温度、盐度、密度对人类生产和生活的影响。
学问点01 海水的温度根底学问梳理一、影响因素1.变化过程:海水热量的收入,主要是来自的热量;海水热量的支出,主要是所消耗的热量。
2.影响因素:太阳辐射、海水蒸发、气象、、等因素的影响。
三、海洋对气温的调整作用1.过程:海洋对气温有很大的调整功能,当太阳辐射强的时候,海洋能汲取大局部辐射热,并通过海水内部的热量交换,将大量热量起来。
当太阳辐射减弱的时候,海洋又能将储存的热量出来。
2.影响:海洋与陆地相比,有冬暖夏凉的特点,陆地那么是。
典例以下图为我国某区域海陆分布示意图。
据此完成下面小题。
1.关于图中M地风向及形成缘由的说法正确的选项是〔〕A.6点时海洋气温高于陆地,M地吹陆风B.6点时海洋气温高于陆地,M地吹海风C.6点时海洋气温低于陆地,M地吹陆风D.6点时海洋气温低于陆地,M地吹海风2.随着时间和空间的转变,海水温度也有变化,图中海水一般状况下〔〕A.北部温度高于南部B.夜晚温度高于白天C.七月温度高于一月D.海洋边缘高于中部即时小练水下滑翔机是水下观测设备的运载器,对水下观测具有非常重要的意义。
2022年7月初,我国测试的“海燕—X〞水下滑翔机最大下潜深度达10619米,刷新了水下滑翔机下潜深度的世界纪录。
完成下面小题。
1.假设水下滑翔机对白令海峡海区的海水进行观测,图中正确反映该海区海水密度的是〔〕A.①B.①C.①D.①2.“海燕—X〞水下滑翔机最大下潜深度刷新世界纪录,主要得益于其制造材料〔〕A.质感轻B.耐低温C.耐高压D.抗腐蚀学问点02 海水的盐度根底学问梳理一、概念:1.概念:海水盐度:单位质量〔100克〕海水中所含〔氯化钠和氯化镁〕的质量。
2.数值:世界大洋的平均盐度为。
热带太平洋、印度洋海面水温与相关大气环流变异规律研究近年来,全球气候变化的加速推动了对海洋温度变异规律的研究和深入研究。
热带太平洋和印度洋的温度变异规律与大气环流有着密切的关系,并在全球气候变化背景下产生深远影响。
针对此,本文将探讨热带太平洋和印度洋海面水温变异规律及其与大气环流变异的相关性。
首先,本文讨论了热带太平洋和印度洋二者地球表面温度变异及其脉络。
热带太平洋的海面水温变化受到季风波的支配,并最大程度地受到西南太平洋高压系统(SWP)和东北太平洋涡旋系统(NEP)的影响。
此外,印度洋海洋表面水温变异主要由印度洋副热带高压系统(ITCZ)支配,并受到亚洲夏季季风(ASM)和印度季风(ISM)的影响。
此外,热带太平洋和印度洋海面水温变化也受到同期温带大气环流变异的影响。
其次,本文分析了热带太平洋和印度洋海面水温变异的季节特征,以及它们之间的关系。
热带太平洋季节变化较大,出现明显的夏季普遍升温和冬季普遍降温的特征。
另一方面,印度洋的温度变化较为平均,寒暑变化不明显。
此外,热带太平洋和印度洋的大气环流变异也有明显的季节特点:热带太平洋的SWP春季和秋季较强,冬季和夏季较弱,而印度洋的ITCZ春季和夏季较弱,秋季和冬季较强。
第三,本文分析了热带太平洋和印度洋海面水温变异与大气环流变异之间的关系。
首先,热带太平洋海面水温变异主要受SWP和NEP的影响,当SWP和NEP活跃时,海面水温会升高,反之则会降低;其次,印度洋海面水温变异主要由ITCZ支配,当ITCZ处于弱状态时,海面水温会升高,反之则会降低。
此外,大气环流变异也会同步影响海洋表面水温变异,如温带大气环流变异可引发热带太平洋和印度洋海面水温变异,从而影响全球气候变化。
最后,本文总结了本研究所发现的热带太平洋和印度洋海面水温变异规律及其与大气环流变异的相关性的研究成果。
研究表明,热带太平洋和印度洋海面水温变异受温带大气环流变异、季风波和本地气压系统的影响。
第54卷 第3期 2024年3月中国海洋大学学报P E R I O D I C A L O F O C E A N U N I V E R S I T Y O F C H I N A54(3):009~019M a r .,2024全球变暖下南大洋吸热的季节变化特征❋罗 菁1,2,郑小童1,2❋❋(1.中国海洋大学物理海洋教育部重点实验室,海洋与大气学院,山东青岛266100;2.青岛海洋科学与技术试点国家实验室,山东青岛266237)摘 要: 本文基于第六次耦合模式比较计划的未来高排放情景试验模拟结果,研究全球变暖背景下未来南大洋吸热的季节变化㊂发现在未来变暖气候下南大洋占全球海洋累积吸热的近一半㊂未来南大洋海洋吸热有明显季节变化:南半球春㊁秋季吸热峰值大致位于63ʎS ,夏季70ʎS 附近吸热最小,冬季58ʎS 附近吸热全年最大㊂秋㊁冬季海洋吸热的空间结构由湍流热通量主导;春㊁夏季高纬度海洋吸热主要受辐射通量影响㊂进一步研究发现,南大洋60ʎS 以南海区净热通量变化趋势与海冰变化有关㊂春㊁夏季海冰消融通过海冰-反照率反馈机制产生较大的海洋吸热,而秋㊁冬季海冰消融加强了海洋向大气放热,造成海洋吸热减少,年平均下二者显著抵消㊂在南大洋30ʎS 60ʎS 海区,海洋吸热主要受湍流热通量变化影响,夏㊁秋季吸热较少,冬㊁春季吸热较大,这与气候态混合层深度的季节变化有显著关系㊂此外,本文研究还发现,南大洋上层海洋热量的经向输送对全球变暖的响应也存在显著的季节变化,冬㊁春季经向热输送的增强范围相较于夏㊁秋季向赤道和向下延伸,与气候态混合层深度和西风增强的季节变化有关㊂关键词: 南大洋;海洋吸热;海气相互作用;全球变暖;季节变化中图法分类号: P 728.1 文献标志码: A 文章编号: 1672-5174(2024)03-009-11D O I : 10.16441/j.c n k i .h d x b .20220388引用格式: 罗菁,郑小童.全球变暖下南大洋吸热的季节变化特征[J ].中国海洋大学学报(自然科学版),2024,54(3):9-19.L u o J i n g ,Z h e n g X i a o t o n g .C h a r a c t e r i s t i c s o f s e a s o n a l v a r i a t i o n o f t h e S o u t h e r n O c e a n h e a t u p t a k e u n d e r g l o b a l w a r m i n g[J ].P e r i o d i c a l o f O c e a n U n i v e r s i t y of C h i n a ,2024,54(3):9-19. ❋ 基金项目:国家重点研究发展计划项目(2018Y F A 0605704)资助S u p p o r t e d b y t h e N a t i o n a l K e y R e s e a r c h a n d D e v e l o p m e n t P r o gr a m o f C h i n a (2018Y F A 0605704)收稿日期:2022-09-06;修订日期:2022-10-27作者简介:罗 菁(1998 ),女,硕士生㊂E -m a i l :l u o j i n g@s t u .o u c .e d u .c n ❋❋ 通信作者:郑小童(1982 ),男,博士,博士生导师㊂E -m a i l :z h e n gx t @o u c .e d u .c n 海洋占全球表面积的71%,对全球气候变化起重要调节作用㊂与大气相比海洋热容量更大,能吸收更多的热量并向下输送,因此,全球变暖中超过90%额外增加的能量被海洋吸收和储存[1-2],能够有效减缓全球表面温度的增暖速率[3-5],同时还延长了气候系统对外强迫响应的时间尺度[6-7]㊂南大洋指30ʎS 以南将太平洋㊁大西洋㊁印度洋连成一片的广袤海洋,占全球海洋总面积约30%,却主导了全球海洋热量储存和吸收㊂基于过去几十年的观测资料发现,南大洋次表层增暖十分显著[8-9],且加热深度远远超过全球海洋平均水平,同时还伴随着海平面的明显上升[10]㊂R o e m m i c h 等[3]通过多元观测资料研究发现,2006 2013年南半球热带外(20ʎS 90ʎS )海洋储存的热量占全球海洋热量增加的67%~98%,其中45ʎS 附近海洋增暖趋势最强,并向下延伸至1000m ㊂这一现象在气候模式中也能得到重现[11-12]㊂基于第五次耦合模式比较计划(C o u p l e d m o d e l i n t e r c o m pa r i s o n p r o j e c t ph a s e 5,C M I P 5)的历史模拟结果,S h i 等[13]发现,20世纪南大洋累积海洋吸热(O c e a n h e a t u pt a k e ,O H U )占全球海洋吸热的72%㊂在未来高排放情景试验中,北大西洋经向翻转环流(A t l a n t i c m e r i d i o n a l o -v e r t u r n i n g ci r c u l a t i o n ,A M O C )的减弱造成副极地北大西洋O H U 大幅增加,但南大洋累积O H U 的占比依然达到约48%㊂南大洋具有独特的海洋动力过程,对这里的O H U 有重要作用㊂南大洋上空强大的西风急流能够驱动向北的海洋艾克曼输运,造成表层海水辐散,形成强劲的上升流以及超过500m 的深厚海洋混合层㊂在全球变暖背景下,上升流带来的深层冷水从大气中吸收大量的热量并进入表层以下,对海表面温度(S e a s u r f a c et e m pe r a t u r e ,S S T )上升起到抑制作用[14]㊂同时也使得O H U 过程得以持续,导致南大洋次表层增暖远大于其他海盆[8]㊂同时,向北的艾克曼输运在40ʎS 附近辐合下沉,使得该海区储热最多[6,11,15-16]㊂此外,高纬度海区的亚南极模态水沿倾斜的等密度面潜沉进入海洋内部并向低纬度流动,将吸收的热量带入海洋并存储中国海洋大学学报2024年起来,对南大洋吸热有一定作用[17]㊂除了平均海洋环流的调控作用之外,大气环流的变化也有助于南大洋的海洋吸热以及海洋热含量的重新分配㊂在全球变暖背景下,南半球西风急流向极移动并加强,会增加南大洋经向翻转环流的强度[11,18]㊂但相对而言,环流变化对南大洋O H U的贡献较小,只占约20%,而平均环流的输送效应占总O H U的80%左右[15-16]㊂大洋中尺度涡旋的南向/上向热传输是南大洋内部热量再分配的另一个不可忽视部分,平衡了平均流的北向/下向热传输[19]㊂在气候变暖的情况下,由于南向涡流热量输送减少,涡流输送的变化对南大洋增暖最大海区(即40ʎS附近)北侧的海洋热量增加具有重要贡献[15-16]㊂模式中南大洋吸热作用也可以通过检测海气界面的热通量变化进行定量诊断[12,20]㊂H u等[20]对全球海洋热通量变化进行分解后发现,感热通量和短波辐射对南大洋净热通量变化有重要贡献,而潜热通量变化不利于海洋吸热㊂基于模式模拟,最近一项研究评估了全球变暖下南大洋海气热通量反馈的变化,发现热通量的负反馈倾向于抑制南大洋海温的增暖[21]㊂南大洋海气界面净热通量变化的不同部分受不同物理过程调控㊂例如在全球变暖背景下随着海洋的增暖,南极海冰会迅速减少[22],造成海冰反照率反馈机制加剧,使海洋得到更多的短波辐射,进而加强海洋吸热㊂此外,西风急流的强度和位置变化会改变南大洋的温跃层深度,进而影响表面湍流热通量(即感热通量和潜热通量)㊂值得注意的是,南大洋高纬度海区的气候特征具有显著的季节变化,诸如太阳辐射㊁西风急流等均表现出明显的年循环特征㊂而前人对南大洋海洋吸热和储热的研究大多是基于年平均状态,少有对于不同季节海洋吸热的研究㊂本文基于第六次耦合模式比较计划(C o u p l e d m o d e l i n t e r c o m p a r i s o n p r o j e c t p h a s e6,C M I P6)未来情景试验的多模式平均结果发现,全球变暖下的南大洋吸热有明显的季节变化特征㊂随后我们进一步探讨了全球变暖下南大洋吸热的季节变化及不同过程对海洋吸热的影响,尝试理解未来气候下南大洋吸热的季节特征及其机理㊂1资料与方法1.1C M I P6模式资料本文使用了28个C M I P6气候模式的模拟结果[23-24],主要分析了历史气候模拟试验(H i s t o r i c a l)和未来情景预估试验(S h a r e d s o c i o e c o n o m i c p a t h w a y585, S S P585)的月平均输出数据㊂历史模拟试验数据长度为1850年1月 2014年12月,从工业革命前对照试验出发,包括臭氧和气溶胶㊁火山活动㊁温室气体㊁太阳常数等外强迫作用㊂S S P585情景预估试验时间长度为2015年1月 2100年12月,从历史试验出发,未来情景预估试验中气溶胶㊁温室气体㊁太阳常数的全球平均值随着时间变化,气溶胶和火山在2015 2025年递减到工业革命前的水平,辐射强迫在2100年达到8.5W㊃m-2㊂为了便于后续比较分析,我们统一模式分辨率,将所有模式大气数据均插值到2.5ʎˑ2.5ʎ的网格上,海洋和海冰数据均插值到1ʎˑ1ʎ的网格上㊂选取的28个气候模式中有23个模式具备完整的海冰数据,22个模式有完整的海洋经向流速数据,19个模式具备完整的混合层深度数据,27个模式具备完整的海洋温度数据,具体模式名称见表1㊂表1本文选取的28个C M I P6气候模式T a b l e128C M I P6c l i m a t e m o d e l s s e l e c t e d i n t h i s s t u d y 气候模式①海冰②海洋流速③混合层厚度④海温⑤A C C E S S-E S M1-5ɿɿɿɿB C C-C S M2-M RɿɿɿɿC a n E S M5-C a n O EɿɿɿC a n E S M5ɿɿɿɿC E S M2-W A C C MɿɿɿɿC E S M2ɿɿC N R M-C M6-1ɿɿɿɿC N R M-C M6-1-H RɿC N R M-E S M2-1ɿɿɿE C-E a r t h3ɿɿɿɿF G O A L S-f3-LɿɿɿɿF G O A L S-g3ɿɿɿɿG F D L-C M4ɿɿG F D L-E S M4ɿɿɿG I S S-E2-1-GɿɿɿI N M-C M4-8ɿɿɿI N M-C M5-0ɿɿɿI P S L-C M6A-L RɿɿɿɿK A C E-1-0-GM I R O C-E S2LɿɿɿM I R O C6ɿɿɿɿM P I-E S M1-2-H RɿɿɿɿM P I-E S M1-2-L RɿɿɿɿM R I-E S M2-0ɿɿɿɿN E S M3ɿɿɿN o r E S M2-L MɿɿɿN o r E S M2-MMɿɿɿU K E S M1-0-L Lɿɿɿɿ注:①C l i m a t e m o d e l;②S e a i c e;③V e l o c i t y;④M i x e d l a y e r d e p t h;⑤T e m p e r a t u r e.013期罗 菁,等:全球变暖下南大洋吸热的季节变化特征1.2研究方法本文研究区域为南半球30ʎS 以南的广袤海域(30ʎS90ʎS ,180ʎ 180ʎ)㊂本文使用了合成分析㊁相关分析㊁回归分析等统计方法,并根据前人的研究方法定义海气净热通量,累积海洋吸热㊁经向热输运等㊂文中的季节均相对于南半球而言,12 2月(D J F )为夏季,6 8月(J J A )为冬季㊂本文首先计算了海气界面的净热通量:Q n e t =S W ˌ-S W ʏ+L W ˌ-L W ʏ-Q e -Q h ㊂(1)式中:表面总短波辐射(S W )等于向下短波减向上短波;总长波辐射(L W )等于向下长波减去向上长波;短波辐射和长波辐射的总和为辐射通量;潜热(Q e )和感热(Q h )的总和为湍流热通量㊂在此基础上,我们将相较于工业革命前(减去1861 1880年的平均值)的净热通量变化值的时间积分定义为累积海洋吸热[13]㊂南大洋累积海洋吸热是对30ʎS 以南海区的净热通量进行区域加权求和并计算时间积分㊂本文还计算了南大洋上层热量的经向输运(O H C -M T ),为热含量经向梯度与经向流速的乘积:O H C M T =-∂O H C ∂y v =-∂θρ0C p ∂yv ㊂(2)式中:θ为海水温度;ρ0为海水密度;C p 为海水比热容;v 为海洋经向流速㊂当∂O H C ∂y>0,表示往北海洋热量越大,反之表示海洋热量往北越小;当v >0时,表示向北的海流,反之为向南的海流㊂2 C M I P 6气候模式中南大洋吸热及其季节差异2.1历史模拟和未来预估试验中南大洋吸热的评估在C M I P 6历史试验的1900 2014年,根据累积海洋吸热的计算,南大洋是全球最强的海洋吸热区(见图1(a )),从纬向积分的结果中也可以看出(见图1(a )右),历史时期南大洋主导全球海洋吸热,30ʎS以南海区(误差条为模式间ʃ1倍标准差㊂E r r o r b a r s a r e t h e ʃ1t i m e s s t a n d a r d d e v i a t i o n s a m o n g di f f e r e n t c l i m a t e m o d e l s .)图1 C M I P 6多模式平均的(a )历史试验,(b )S S P 585试验中累积海洋吸热的空间分布(正值为海洋吸热,负值为放热,打点区域表示通过95%的信度检验㊂)及(c )历史试验,(d )S S P 585试验中南大洋占全球海洋累积吸热比重F i g .1 S p a t i a l d i s t r i b u t i o n o f c u m u l a t i v e o c e a n h e a t u p t a k e (p o s i t i v e v a l u e i n d i c a t e s h e a t a b s o r p t i o n ,n e ga t i v e v a l u e i n d i c a t e s h e a t r e l e a s e )i n m u l t i -m o d e l e n s e mb l e m e a n o f C M I P 6(a )h i s t o r ic a l a nd (b )S S P 585e x p e r i m e n t s (s t i p p l e d r e gi o n s i n d i c a t e e x c e e d 95%s t a t i s t i c a l c o n f i d e n c e ),p r o po r t i o n o f S o u t h e r n O c e a n t o g l o b a l o c e a n c u m u l a t i v e h e a t u p t a k e i n (c )h i s t o r i c a l a n d (d )S S P 585e x pe r i m e n t s 11中 国 海 洋 大 学 学 报2024年累积海洋吸热的纬向积分值几乎全为正,最强海洋吸热位于60ʎS 以北,最大值为44.3ˑ1010J㊂历史试验中接近一半的模式模拟南大洋累积海洋吸热超过全球海洋,南大洋占全球海洋吸热比重的多模式平均结果为102.7%ʃ61%,比C M I P 5历史试验中南大洋吸热的全球贡献(70%~75%)大[12-13]㊂此外,历史模拟中南大洋吸热的模式间差异(模式间一倍标准差)较大(见图1(c ),误差线),说明C M I P 6历史试验中不同模式对南大洋吸热占比的模拟有较大差异㊂其中N o r E S M 2-L M 模式中全球海洋累积吸热为负值(即历史时期海洋净放热),南大洋吸热占比为负值;此外E C -E a r t h 3㊁F G O A L S -g3㊁M P I -E S M 1-2-L R 模式中全球海洋累积吸热明显偏大(大于600Z J ,1Z J =1021J)㊂在未来高排放情景试验的2015 2100年(见图1(b)),全球海洋累积吸热的空间分布特征有所改变,北大西洋(30ʎN 70ʎN ,80ʎW 20ʎE )海洋吸热最显著,由历史时期向大气放热转变为强烈的海洋吸热,但全球海洋累积吸热的纬向峰值依旧位于60ʎS 以北(见图1(b )右),最大值可达到196.7ˑ1010J,约为历史时期的5倍㊂未来南大洋占全球海洋吸热比重虽然下降至47.5%ʃ7%(见图1(d)),但依然是全球海洋吸热最大的海区,与前人基于C M I P 5得出的结果(48%ʃ8%)基本一致[13]㊂C M I P 6未来预估试验中累积海洋吸热的模式间差异远小于历史时期(见图1(d))㊂历史模拟阶段除温室气体外,气溶胶㊁臭氧等气候外强迫因素也对海洋吸热有重要影响[26-27],在未来高排放情景试验中此类外强迫因素的作用有所减弱㊂本文之后部分仅分析未来预估试验中南大洋吸热的季节变化㊂在全球变暖背景下,未来各个季节南大洋占全球海洋吸热的比重有明显差异(见图2)㊂从多模式平均的结果来看,南半球夏季(12 2月,D J F )南大洋吸热占比最大,为68.2%ʃ43%(见图2(a )),其中N o r E S M 2-L M ㊁N o r E S M 2-MM 模式中南大洋占比为负值,且模式间差异较大㊂春季(9 11月,S O N )次之,占比为57.8%ʃ12.3%(见图2(d ))㊂秋季(3 5月,M A M )㊁冬季(6 8月,J J A )占比较小,分别为37.6%ʃ10.2%㊁39.0%ʃ14.3%㊂(误差线表示模式间ʃ1倍的标准差㊂E r r o r b a r s a r e t h e ʃ1t i m e s s t a n d a r d d e v i a t i o n s a m o n g di f f e r e n t c l i m a t e m o d e l s .)图2 C M I P 6未来高排放情景试验中2015 2100年(a )夏季㊁(b )秋季㊁(c )冬季㊁(d)春季南大洋占全球海洋累积吸热比重F i g .2 P r o p o r t i o n o f S o u t h e r n O c e a n t o g l o b a l o c e a n c u m u l a t i v e h e a t u pt a k e f r o m 2015t o 2100i n (a )s u m m e r ,(b )a u t u m n ,(c )w i n t e r a n d (d )s p r i n g i n C M I P 6S S P 585e x pe r i m e n t s 213期罗 菁,等:全球变暖下南大洋吸热的季节变化特征2.2未来南大洋吸热的季节变化2.2.1全球海洋吸热的纬向分布特征 为了更加直观㊁突出分析未来南大洋海洋吸热状况,首先我们计算并分析了全球海洋吸热的纬向积分结果,如图3所示㊂从图3中可以看到,对于年平均而言,全球海洋吸热最大值出现在南大洋55ʎS 60ʎS,最大趋势为102.1W ㊃m -2㊃d e c a d e-1㊂从不同季节来看,南大洋海洋吸热的峰值位置有明显摆动,夏季吸热峰值位于70ʎS附近(见图3(a )),为72.6W ㊃m -2㊃d e c a d e -1,峰值全年最小㊂但此时南大洋占全球海洋吸热比重远大于其他季节(见图2(a )),是因为北半球中㊁高纬度为强烈的海洋吸热和放热,而整个南大洋区域均表现为海洋吸热㊂春季和秋季吸热峰值位于63ʎS 附近(见图3(b )和(d)),峰值分别为128.1和140.7W ㊃m -2㊃d e c a d e-1;冬季峰值大致位于58ʎS (见图3(c )),为199.7W ㊃m -2㊃d e c a d e-1,约是春秋季㊁夏季的1.5和2.7倍㊂冬季大气中赤道至极地的经向温度梯度增大,南半球中纬度西风急流加强,一方面使得海表面蒸发加强,另一方面风场驱动的海洋环流加强,急流南侧的上升流增强使得海洋吸收更多的热量,此时北半球海洋吸热也较为显著,因此冬季南大洋占全球海洋吸热比重并不大(见图2(c))㊂南大洋吸热峰值从冬季到夏季逐渐向南移动(见图3(a )㊁(c)),此后随太阳直射纬度向北移动㊂南大洋60ʎS 以南高纬度海区的净热通量在秋㊁冬季呈明显负趋势(见图3(b ) (c)),表示未来该区域海洋将失去热量;春㊁夏季和年平均,高纬度净热通量均为正趋势,表示未来海洋吸热(见图3(a ),(d ),(e))㊂(实线为多模式平均结果,阴影为模式间(1倍标准差,蓝色虚线为45ʎS 70ʎS ,间隔为5ʎ的纬度线㊂T h e s o l i d l i n e s r e pr e s e n t t h e m u l t i -m o d e l e n s e m b l e m e a n ,a n d t h e s h a d o w s a r e t h e ʃ1t i m e s s t a n d a r d d e v i a t i o n s a m o n gd i f fe r e n t c l i m a t e m o d e l s .T h e b l u e d a s h e d l i n e s a r e l a t i t u d e l i n e s of 45ʎS 70ʎS w i t h a n i n t e r v a l o f 5ʎ.)图3 C M I P 6未来高排放情景试验中2015 2100年(a )夏季㊁(b )秋季㊁(c )冬季㊁(d )春季㊁(e)年平均的累积海洋吸热(红色,单位:J )和净热通量趋势(黑色,单位:W ㊃m -2d e c a d e -1)的纬向积分图F i g .3 Z o n a l i n t e g r a l o f c u m u l a t i v e o c e a n h e a t u pt a k e (r e d ,U n i t :J )a n d n e t h e a t f l u x t r e n d s (b l a c k ,U n i t :W ㊃m -2d e c a d e -1)f r o m 2015t o 2100i n (a )s u m m e r ,(b )a u t u m n ,(c )w i n t e r ,(d )s p r i n g a n d (e )a n n u a l m e a n i n C M I P 6S S P 585e x pe r i m e n t s C M I P 6未来预估试验中累积海洋吸热和净热通量趋势沿纬度的变化高度相似,如图3所示㊂年平均下南大洋整体的累积海洋吸热和净热通量变化趋势之间存在显著的模式间正相关关系(r =0.89,图略),即表示未来增暖气候下,气候模式模拟净热通量增加越多时,南大洋累积海洋吸热将越多㊂因此在后文中我们用净热通量趋势来表征累积海洋吸热的变化,并讨论其时空特征㊂2.2.2南大洋吸热的空间分布特征 随后作者分析了未来南大洋净热通量趋势的空间结构特征,结果见图4㊁5㊂从图中可知C M I P 6未来高排放情景试验中,年平均下南大洋净热通量趋势和累积海洋吸热的空间分布高度相似(见图4(g )和图1(b )),大部分区域为显著的海洋吸热,60ʎS 附近海洋吸热最强,40ʎS 附近的大西洋和印度洋海区为较强的海洋放热,这主要是由表面向北的艾克曼输送导致的[6]㊂本文进一步分析了净热通量各项变化的空间特征(见图4(a ) (f ))㊂其中湍流热通量趋势(见图4(f ))的空间分布与净热通量(见图4(g))相似,两者空间场的相关系数为0.84㊂未来南大洋大部分海区的潜热通量趋势为负(见图4(d)),绝大部分海区的感热通量呈31中 国 海 洋 大 学 学 报2024年显著正趋势(见图4(e ))㊂辐射通量在50ʎS 附近为不均匀的负趋势(见图4(c)),其两侧为较强的正趋势,与湍流热通量相反(见图4(f))㊂受温室效应的影响长波辐射呈现空间一致的正趋势(见图4(b));短波辐射呈正-负-正的经向结构特征(见图4(a)),南大洋中部短波辐射减少可能与云辐射反馈有关㊂综上,年平均的南大洋净热通量变化主要受湍流热通量变化的影响,高纬度海区的海洋吸热主要受辐射通量影响(见图4(g))㊂(打点区域表示通过95%的信度检验㊂所有变量均取向下为正㊂S t i p p l e d r e gi o n s i n d i c a t e e x c e e d 95%s t a t i s t i c a l c o n f i d e n c e .V a r i a b l e s a r e a l l c o n v e r t e d i n t o p o s i t i v e d o w n w a r d f l u x i n t o t h e o c e a n .)图4 C M I P 6未来高排放情景试验中多模式平均的2015 2100年(a )短波㊁(b )长波㊁(c )辐射通量㊁(d)潜热㊁(e )感热㊁(f )湍流热通量㊁(g)净热通量(单位:W ㊃m -2㊃a -1)的年平均趋势空间图F i g .4 S p a t i a l d i s t r i b u t i o n o f a n n u a l m e a n (a )s h o r t w a v e ,(b )l o n gw a v e ,(c )r a d i a t i v e f l u x ,(d )l a t e n t h e a t f l u x ,(e )s e n s i b l e h e a t f l u x ,(f )t u r b u l e n t h e a t f l u x a n d (g)n e t h e a t f l u x t r e n d s (U n i t :W ㊃m -2㊃a -1)f r o m 2015t o 2100i n m u l t i -m o d e l e n s e m b l e m e a n o f C M I P 6S S P 585e x pe r i m e n t s 南大洋海洋吸热的空间分布特征也存在显著季节变化(见图5(q) (t )),最强海洋吸热纬度随季节变化而移动,冬季吸热带最强且位置靠北(见图5(s )),夏季最强海洋吸热位于南极洲附近(见图5(q)),春㊁秋季强吸热带位于60ʎS 附近(见图5(r ) (s ))㊂各季节南大洋净热通量变化趋势的主导因素有所不同,在春季和夏季,高纬度㊁南极边缘海区表现为较强的海洋吸热(见图5(t )㊁(q))㊂此时辐射通量变化由短波辐射主导,将减弱南大洋中部海洋吸热,加强南极边缘的海洋吸热(见图5(a )㊁(d)),使得吸热峰值明显向南移动㊂长波辐射变化为空间均匀的正趋势(见图5(e )㊁(h )),湍流热通量变化较弱,但在较低纬度依然主导同期的净热通量变化㊂在秋季和冬季,净热通量变化的空间特征(见图5(r )㊁(s ))与湍流热通量变化(见图5(n)㊁(o))相似,此时辐射通量变化的空间特征不显著(见图5(j)㊁(k )),主要受温室效应增强造成的长波辐射增加主导(见图5(f )㊁(g )),加强南大洋中部海洋吸热,减弱其南㊁北侧海洋放热;短波辐射变化较弱(见图5(b )㊁(c))㊂综上,我们发现春夏季高纬度海区的净热通量趋势由短波辐射主导,使南大洋吸热峰值明显南移;南大洋中部净热通量变化是辐射通量和湍流热通量相互抵消的结果㊂秋冬季南大洋净热通量趋势的空间分布主要受湍流热通量影响㊂413期罗 菁,等:全球变暖下南大洋吸热的季节变化特征((a ) (d )短波;(e ) (h )长波;(i ) (l )辐射通量;(m ) (p )湍流热通量;(q) (t )净热通量㊂打点区域表示通过95%的信度检验㊂所有变量均取向下为正㊂(a ) (d )s h o r t w a v e ;(e ) (h )l o n g w a v e ;(i ) (l )r a d i a t i v e f l u x ;(m ) (p )t u r b u l e n t h e a t f l u x ;(q ) (t )n e t h e a t f l u x .S t i p p l e d r e gi o n s i n d i -c a t e e x c e e d 95%s t a t i s t i c a l c o n f i d e n c e .V a r i a b l e s a r e a l l c o n v e r t e d i n t o p o s i t i v e d o w n w a r d f l u x i n t o t h e o c e a n .)图5 C M I P 6未来高排放情景试验中多模式平均的2015 2100年各季节热通量趋势的空间分布图F i g .5 S pa t i a l d i s t r ib u t i o n o f h e a t f l u x t r e n d s i n d i f f e r e n t s e a s o n f r o m 2015t o 2100i n m u l t i -m o d e l e n s e m b l e m e a n o f C M I P 6S S P 585e x pe r i m e n t s 3 未来南大洋吸热的季节变化调控因素3.1南极海冰消融对高纬度海洋吸热的影响下面我们进一步探讨未来全球变暖背景下南大洋吸热季节差异的调控因素㊂通过分析纬向平均的热通量以及不同因素之间的关系(见图6),我们发现:春夏季南大洋高纬度(60ʎS 以南海区)湍流热通量变化较小(见图6(a )㊁(d),绿线),高纬度海洋吸热主要受辐射通量控制,特别是短波辐射的调控(图略)㊂该季节南极海冰也显著减少(见图6(a )㊁(d ),黄线),说明此时南大洋高纬度海洋吸热主要与海冰-反照率正反馈过程有关,即海冰消融造成海洋得到更多的太阳短波辐射㊂反之,在秋冬季辐射通量变化较小(见图6(b )㊁(c ),蓝线),是因为该季节南半球高纬度太阳辐射很小,尽管此时海冰消融显著,但海冰-反照率反馈无法起作用㊂事实上,秋冬季高纬度净热通量变化主要受湍流热通量影响(见图6(b )㊁(c ),绿线),且与海冰消融呈同位相变化,说明海冰显著减少有利于海洋向大气放热㊂年平均下高纬度海洋吸热由湍流热通量和辐射通量共同控制(见图6),两者呈反向变化㊂3.2气候态混合层深度对南大洋30ʎS —60ʎS 海洋吸热的影响在南大洋60ʎS 以北的较低纬度海区,除夏季外,其余季节净热通量变化主要与湍流热通量变化有关(见图6,黑线和绿线)㊂在夏季和秋季(见图6(a )㊁(b)),由湍流热通量导致的海洋吸热较弱,在冬季和春季(见图6(b )㊁(c )),湍流热通量引起的较低纬度海洋吸热较强,说明南大洋湍流热通量变化也存在显著的季节差异,但湍流热通量的季节变化似乎与大气低层纬向风(见图6,红线)的季节变化关系明显㊂由于南大洋海洋吸热主要与海洋热力结构,特别是当地的深混合层有关,我们又考查了C M I P 6历史试验(1951 2000年)的南大洋混合层深度和其上空纬向风的气候态模拟特征(见图7)㊂气候模式中南大洋深混合层在50ʎS 55ʎS ,位于西风带南侧5个纬度左右㊂值得注意的是,南大洋混合层深度有显著的季节变化,夏季最浅(见图7(a ),黑线)㊁冬春季较深(见图7(c )㊁(d),黑线)㊂相应的海洋吸热中湍流热通量也是夏季最小(见图6(a)),冬季最大(见图6(c ))㊂因此我们认为在南大洋较低纬度海区(60ʎS 以北)海洋吸热中的湍流热通量变化部分主要与气候态的混合层深度有关㊂51中 国 海 洋 大 学 学 报2024年(实线为多模式平均结果,阴影为模式间(1倍标准差,蓝色虚线为45ʎS 65ʎS ,间隔为5ʎ的纬度线㊂T h e s o l i d l i n e s r e pr e s e n t t h e m u l t i -m o d e l e n s e m b l e m e a n ,a n d t h e s h a d o w s a r e t h e ʃ1t i m e s s t a n d a r d d e v i a t i o n s a m o n gd i f fe r e n t c l i m a t e m o d e l s .T h e b l u e d a s h e d l i n e s a r e l a t i t u d e l i n e s of 45ʎS 65ʎS w i t h a n i n t e r v a l o f 5ʎ.)图6 C M I P 6未来高排放情景试验中2015 2100年(a )夏季㊁(b )秋季㊁(c )冬季㊁(d )春季和(e)年平均的热通量趋势(黑色:净热通量,绿色:湍流热通量,蓝色:辐射通量,单位:W ㊃m -2㊃d e c a d e -1)㊁850h P a 纬向风趋势(红色,单位:m ㊃s -1㊃d e c a d e -1)㊁南极海冰覆盖率趋势(黄色,单位:%㊃d e c a d e -1)的纬向平均图F i g .6 Z o n a l m e a n o f h e a t f l u x e s t r e n d s (b l a c k :n e t h e a t f l u x ,g r e e n :t u r b u l e n t h e a t f l u x ,b l u e :r a d i a t i v e f l u x ,U n i t :W ㊃m -2㊃d e c a d e -1)a n d z o n a l w i n d t r e n d s (r e d ,U n i t :m ㊃s -1㊃d e c a d e -1)a n d s e a -i c e a r e a p e r c e n t a g e t r e n d s (ye l l o w ,%㊃d e c a d e -1)f r o m 2015t o 2100i n (a )s u m m e r ,(b )a u t u m n ,(c )w i n t e r ,(d )s p r i n g ,a n d (e )a n n u a l m e a n i n C M I P 6S S P 585e x pe r i m e n ts (实线为多模式平均结果,阴影为模式间(1倍标准差,蓝色虚线为45ʎS 60ʎS ,间隔为5ʎ的纬度线㊂T h e s o l i d l i n e s r e pr e s e n t t h e m u l t i -m o d e l e n s e m b l e m e a n ,a n d t h e s h a d o w s a r e t h e ʃ1t i m e s s t a n d a r d d e v i a t i o n s a m o n gd i f fe r e n t c l i m a t e m o d e l s .T h e b l u e d a s h e d l i n e s a r e l a t i t u d e l i n e s of 45ʎS 60ʎS w i t h a n i n t e r v a l o f 5ʎ.)图7 C M I P 6历史试验中1951 2000年(a )夏季㊁(b )秋季㊁(c )冬季㊁(d )春季和(e)年平均的30ʎS 60ʎS 气候态纬向风(红色,单位:m ㊃s -1)和混合层深度(黑色,单位:m )纬向平均图F i g .7 Z o n a l m e a n o f 30ʎS t o 60ʎS m e a n z o n a l w i n d (r e d ,U n i t :m ㊃s -1)a n d m i x e d l a ye r t h i c k n e s s (b l a c k ,U n i t :m )f r o m 1951t o 2000i n (a )s u m m e r ,(b )a u t u m n ,(c )w i n t e r ,(d )s p r i ng a n d (e )a n n u a l m e a n i n C M I P 6hi s t o r i c a l e x pe r i m e n t s 4613期罗 菁,等:全球变暖下南大洋吸热的季节变化特征3.3南大洋上层经向热输送的季节变化南大洋吸热后上层热量经向输送也存在显著季节变化(见图8(a ) (e ))㊂全球变暖背景下,南半球西风急流加强并向极移动(见图6,红线),南大洋经向翻转环流加强,海洋表面向北的埃克曼输运加强使得向北的经向热输送增强㊂C M I P 6未来高排放情景试验中南大洋上层经向热输送趋势的空间分布如图8(a ) (e)所示,最显著的特征为海洋表层南负北正的经向结构,与海洋经向流速趋势的空间结构相似(图略),大部分季节正㊁负趋势大致以45ʎS 为界,冬季分界纬度约为40ʎS (见图8(c )),夏季负信号的深度最浅(见图8(a)),冬季经向热输送的变化最大,能向下延伸至90米(见图8(c ))㊂未来气候下南大洋上升流以北的表层热量经向输送将加强,对南大洋30ʎS 60ʎS 海表吸热及热量再分配产生影响㊂图8 C M I P 6未来高排放情景试验中多模式平均的2015 2100年不同季节和年平均的南大洋上层海洋(a e)经向热输送趋势(单位:J ㊃m -2㊃s -1㊃a -1),(k o )气候态环流输运项(单位:J ㊃m -2㊃s -1㊃a -1),(pt )环流变化输运项(单位:J ㊃m -2㊃s -1㊃a -1),(f j)两项的加和(单位:J ㊃m -2㊃s -1㊃a -1)的空间分布图F i g .8 S p a t i a l d i s t r i b u t i o n o f (a e )m e r i d i o n a l h e a t t r a n s p o r t t r e n d ,(k o )m e a n c i r c u l a t i o n t r a n s po r t t e r m ,(p t )c i r c u l a t i o n v a r i a t i o n t r a n s p o r t t e r m ,a n d (f j )t h e s u m o f t w o t e r m s (U n i t :J ㊃m -2㊃s -1㊃a -1)i n t h e u p pe r S O i n d if f e r e n t s e a s o n a n d a n n u a l m e a n f r o m 2015t o 2100i n m u l t i -m o d e l e n s e m b l e m e a n o f C M I P 6S S P 585e x pe r i m e n t s 我们进一步把南大洋上层的热量经向输运作用分为气候态环流对异常海洋热量经向梯度的输运作用(简称气候态环流输运项,-∂(O H C )∂y'v -,图8(k )(o))以及异常环流对气候态海洋热量经向梯度的输运作用(简称环流变化输运项,-∂(O H C )∂y-v ',图8(p )(t ))㊂两项之和(-∂(O H C )∂y -v '-∂(O H C )∂y'v -,图8(f ) (j))与整体的热量经向输运(见图8(a ) (e ))基本一致㊂其中气候态环流输运作用在各季节差别不大(见图8(k ) (o)),说明海洋热量的经向变化在平均态环流的调控下对热量经向输运的季节变化贡献很小㊂而环流变化输运作用有显著的季节变化(见图8(p) 71中国海洋大学学报2024年(t)),在夏秋季海洋热量的向北输送主要被局限在南大洋较高纬度海区(见图8(p) (q)),而冬春季到40ʎS 均有显著的向北输送(见图8(r) (s)),这与该季节的深混合层及较强的西风增强有关㊂4结语本文基于C M I P6耦合模式的未来高排放情景试验模拟结果,分析了南大洋吸热的季节变化特征㊂研究发现:在未来变暖气候下,南大洋占全球海洋吸热的比重接近一半,是海洋热量存储的重要海区㊂此外,南大洋海洋吸热具有显著的季节变化特征㊂南半球冬季,南大洋吸热最为显著,且吸热峰值位置偏北;夏季峰值位置偏南,且峰值最小㊂其中高纬度海区(60ʎS以南)净热通量变化在春夏季主要受到辐射通量变化的影响,尤其在短波辐射-反照率正反馈作用下得到更多的海洋吸热;相反在秋冬季,由于高纬度太阳辐射很小,海冰的变化主要影响海气界面的湍流热通量变化,并与春夏季的辐射通量变化相抵消,因此年平均下高纬度海洋吸热趋势不显著㊂而在30ʎS 60ʎS较低纬度海区,海洋吸热主要受湍流热通量的影响,这一部分也存在显著的季节变化,在冬春季较强,夏秋季较弱㊂进一步分析发现,气候态混合层深度的季节变化对于此处海洋吸热变化有重要影响㊂此外,全球变暖下南大洋上层经向热量输送也存在显著的季节变化㊂相较于夏秋季,冬春季经向热输送的增强范围明显向赤道㊁向下扩张,这与气候态混合层深度和西风增强的季节变化有关㊂本文目前仅从多模式平均的角度探讨了未来南大洋吸热的季节变化㊂但值得注意的是,不同模式对于南大洋吸热的模拟有较大差异,因此有必要在后续的研究中分析模式间差异来源及其背后的物理机制,以便更为清晰的认识南大洋海洋吸热的物理机制㊂参考文献:[1] T r e n b e r t h K E,F a s u l l o J T,B a l m a s e d a M A.E a r t h's e n e r g y i m-b a l a nc e[J].J o u r n a l o f C l i m a t e,2014,27:3129-3144.[2]C h e n g L,T r e n b e r t h K E,F a s u l l o J,e t a l.I m p r o v e d e s t i m a t e s o fo c e a n h e a t c o n t e n t f r o m1960t o2015[J].S c i e n c e A d v a n c e,2017, 3(3):e1601545.[3] R o e m m i c h D,C h u r c h J,G i l s o n J,e t a l.U n a b a t e d p l a n e t a r y w a r m i n ga n d i t s o c e a n s t r u c t u r e s i n c e2006[J].N a t u r e C l i m a t e C h a n g e,2015,5:240-245.[4]F y f e J C,M e e h l G A,E n g l a n d M H,e t a l.M a k i n g s e n s e o f t h e e a r l y-2000s w a r m i n g s l o w d o w 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第二讲大气环流与气候【考情探究】课标解读考情分析备考指导内容解读全球性大气环流在示意图中,指出主要的气压带、风带,并说明其分布特点;结合气压带、风带分布图和太阳直射点的移动示意图,说出气压带、风带的移动规律;运用相关示意图,结合气压带、风带的分布和移动规律,分析其对气候形成的作用考查形式:选择题、综合题均会出现考查内容:全球性大气环流、气候(气温、降水)、全球气候变化都是常考内容考查频率:考查频率较高,往往会与人类活动结合考查考查能力:调动和运用知识的能力考查素养:侧重考查区域认知与综合思维素养本部分知识是大气环境内容,是自然地理部分的核心知识,无论是在知识体系中还是在高考命题中,都占有重要地位,是学好地理的关键。
在备考过程中,要重视“六风七带"“季风环流”的形成过程及各个气压带、风带的性质,同时也要注重理论联系实际,解气候结合实例,分析气候对自然地理景观形成的影响全球气候变化结合资料,说明全球气候变化对人类活动的影响释常见的自然现象【真题探秘】基础篇固本夯基【基础集训】知识1全球性大气环流下图为某月份海平面平均气压沿两条纬线的变化图。
据此回答下面两题.1。
该月份最可能是()A.1月B。
4月C。
7月D。
10月答案C2.③地以南到赤道以北地区,该季节的盛行风为()A.西北风B.西南风C.东北风D.东南风答案B知识2气候下图示意地球上五个不同地区(都位于沿海)受气压带和风带影响的状况。
读图,完成下面三题。
1.若不考虑其他因素影响,图中五地最有可能分属于()A。
两种气候类型 B.三种气候类型C。
四种气候类型 D。
五种气候类型答案B2.图中五地所属气候类型的分布规律是()①主要分布在大陆东岸②主要分布在大陆西岸③主要分布在中低纬度④主要分布在中高纬度A.①③B.②③C。
①④D。
②④答案B3.下列地点与图中代号对应可能性最大的是()A.惠灵顿—②B。
巴黎-③C。
威尼斯—④ D.开普敦-⑤答案C知识3全球气候变化下图示意1972—2011年我国西北地区某流域不同朝向冰川面积的变化(单位:km2)。
热盐环流与气候变化1 引言气候指一个地区天气的多年平均状况,主要的气候要素包括光照、气温和降水等,反映了这个地区冷暖干湿等基本特征。
我国的主要气候类型包括热带、亚热带、温带季风气候,温带大陆性气候,高山高原气候等,我国主要气候带分区(如图1-1所示)。
同时气候变化是当今对人类影响最大的事件之一。
候变化主要表现在全球气候变暖、酸雨、臭氧层破坏等方面,其中气候变暖是目前最受关注的问题。
气候变化对我们的影响包括冰川消融,高温、干旱、暴雨等极端事件增多,导致粮食减产,海平面上升,物种的灭绝等等。
图1-1 中国气候类型分布海洋覆盖了地球约71%,是世界天气和气候的主要驱动力。
同时,海洋也是全球经济的主要推动力,承载着世界上90%以上的贸易,并维持着40%生活在海岸线100公里以内的人类的生存。
当今气候变化的影响在日益扩大,使得海洋观测、研究和服务比以往任何时候都更加重要。
第一,海洋是能量储存器。
因为海洋太大了,海洋覆盖了地球表面积的71%;海水太多了,占全球水资源的97%;而水相对于空气和陆地来说储热能量更强,全球变暖能量的93%都存储在海洋中。
还有,海洋还吸收了三分之一的新增温室气体排放量,所以海洋对稳定和调节全球气候具有决定性作用。
第二,海洋是能量转换器。
刚才提到了海洋储存了那么多能量,那么海洋储存的能量是如何与大气交换的呢?海洋-大气之间的热交换主要由三种方式。
一是辐射热,也就是长波辐射。
二是传导热,也叫感热,也就是接触的物体之间传导热量。
这两个热交换方式比较好理解,例如我们进入有暖气的房间,不触碰暖气片也会感受到温暖,这是辐射热,如果用手摸暖气片同样会感受热量,这就是传导热。
三是相变热,又叫潜热,当海水蒸发时需要吸收热量变成水蒸气,水蒸气上升到空中再次凝结的时候要释放热量给大气,这样在完成水循环的过程的同时也完成了相变热的传递。
第三,海洋是能量输送器。
由于海洋吸收了抵达地球的大部分太阳能,而赤道部分接收热量要远远多于两极,所以就形成了巨大的水平和垂直洋流,一些洋流可以携带热量向高纬度行进数千公里,一路走一路散热,对沿途气候产生巨大影响。
第二节洋流必备知识基础练知识点一洋流的形成1.大西洋表层海水经直布罗陀海峡流入地中海,从洋流的形成原因分析,该洋流属于( )A.涌升流 B.密度流C.风海流 D.补偿流下图为两个海区洋流分布示意图。
据此完成第2题。
2.图示洋流成因、性质判断正确的是( )A.①是风海流、暖流B.①是补偿流、寒流C.②是风海流、暖流D.②是补偿流、寒流知识点二全球洋流模式[2024·湖南常德市校联考]读图(图中三条纬线分别表示25°、30°、35°),完成3~4题。
3.下列叙述正确的是( )A.甲位于南半球B.乙位于北半球C.图甲洋流为寒流D.图乙洋流为寒流4.如果甲、乙两图都位于太平洋,下列对甲、乙两图的洋流名称的判断,正确的是( )A.甲为秘鲁寒流B.乙为东澳大利亚暖流C.甲为千岛寒流D.乙为巴西暖流[2024·湖南常德高一临澧县练习]下图为南美洲及其附近海域表层海水等温线分布图(等温线数值M1>M2>M3>M4)。
读图,完成5~6题。
5.图中甲、乙所示海域两支洋流的大致流向及性质分别为( )A.甲处洋流自南向北流,寒流;乙处洋流自北向南流,暖流B.甲处洋流自北向南流,寒流;乙处洋流自南向北流,暖流C.甲处洋流自南向北流,暖流;乙处洋流自北向南流,寒流D.甲处洋流自北向南流,暖流;乙处洋流自北向南流,寒流6.图中甲、乙、丙、丁四处海域,海水盐度最高的是( )A.甲B.乙 C.丙D.丁知识点三洋流对地理环境和人类活动的影响[2024·江苏盐城高一统考]下图示意北太平洋洋流分布。
据此完成7~8题。
7.图中洋流对应正确的是( )A.①—A B.②—BC.③—C D.④—D8.图中能形成大型渔场的是( )A.甲 B.乙C.丙 D.丁[2024·陕西宝鸡高二统考]一批货物冬季从上海通过海运运输到伦敦。
读图,完成9~11题。
9.运输途中所经海域,盐度和密度最大的是( )A.① B.③C.② D.④10.轮船通过直布罗陀海峡时,该海峡两侧的海水流动情况为( )A.表层和底层海水都是由大西洋流向地中海B.表层和底层海水都是由地中海流向大西洋C.底层海水由大西洋流向地中海,表层海水由地中海流向大西洋D.表层海水由大西洋流向地中海,底层海水由地中海流向大西洋11.轮船途经②海域时,轮船的航行情况为( )A.逆风逆水 B.顺风顺水C.顺风逆水 D.逆风顺水[2024·湖南长沙市校联考]下图示意世界某区域气候类型的分布,箭头代表洋流。
第三节海—气相互作用必备知识基础练知识点一海—气相互作用与水热交换、水热平衡[2024·江西九江高二永修县练习]读图,完成1~2题。
1.“海—气”的物质与能量交换不包括( )A.海洋是大气的主要水源B.海洋是地球上太阳能的重要存储器C.海洋对二氧化碳的吸收作用D.海底板块的扩张和碰撞2.下列海域“海—气”物质与能量交换最突出的是( )A.欧洲的波罗的海 B.美洲的加勒比海C.我国的渤海 D.西亚北非的红海[2024·四川绵阳高一练习]读全球水平衡图,完成3~4题。
3.图中显示的水平衡规律正确的是( )A.陆地水平衡反映出蒸发量大于降水量B.高纬度海洋水平衡能基本反映降水量大于蒸发量C.中纬度海洋水平衡值随纬度增高而不断减少D.低纬度海洋水平衡为正值4.20°~30°纬度区海洋水平衡带来的影响是( )A.海水温度升高 B.海水温度降低C.海水盐度升高 D.海水盐度降低知识点二厄尔尼诺、拉尼娜及其影响[2024·内蒙古呼和浩特校联考]依据《厄尔尼诺/拉尼娜事件判别方法》国家标准,当关键区(西经120°至西经170°、南北纬5°之间的区域)海表温度连续3个月高于低于常年0.5℃时,即进入厄尔尼诺拉尼娜状态。
下图为2018年1月~2021年12月关键区海表温度距平图。
据此完成5~6题。
5.据图可知( )A.2018年10~12月为拉尼娜状态B.2019年全年为厄尔尼诺状态C.2020年10~12月为拉尼娜状态D.2021年全年为厄尔尼诺状态6.2021年初,太平洋沿岸地区( )A.智利沿海地区易产生洪涝灾害B.秘鲁渔场的渔获量会明显减少C.印度尼西亚容易产生森林火灾D.赤道附近东西部温度差异增大[2024·江苏盐城高二校联考]海—气之间进行广泛的水热交换,深刻影响着全球环境及其变化。
下图为北太平洋海域全年日均向大气输送的热量等值线(单位:×0.484 W/m2)图。