海气相互作用与厄尔尼诺、拉尼娜现象
海气相互作用与厄尔尼诺、拉尼娜现象
海气相互作用是地球气候系统中一个重要的过程，它不仅影响着全球的水热平衡，还与厄尔尼诺和拉尼娜等气候现象密切相关。本文将为您详细介绍海气相互作用的原理，以及厄尔尼诺和拉尼娜现象的成因和影响。
一、海气相互作用与水热交换
（1）海气相互作用的含义：海洋与大气间物质、能量持续交换的互相影响过程。
（2）海洋与大气之间的水分交换
海洋是大气中水汽的主要来源。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。
（3）海洋与大气之间的热量交换
海洋是地球上太阳辐射能的重要存储器。海洋吸收了到达地表太阳辐射能的大部分，并把绝大部分热量储存在海洋表层。海洋再通过潜热、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，把部分能量返还给海洋，从而实现海洋与大气之间的热量交换。
二、海气相互作用与水热平衡
海气相互作用所形成的大气环流与大洋环流，是维持全球水热平衡的基础。
（1）海气相互作用维持全球水量平衡
从海洋上蒸发的水汽，通过水循环，使全球多年平均降水量等于多年平均蒸发量，总水量保持平衡。
（2）海气相互作用维持全球热量平衡
低纬度海洋获得更多的太阳辐射能，主要由大洋环流把低纬度的多余热量向较高纬度输送；在中纬度，通过海洋与大气之间的交换，把相当多的热量输送给大气，再由大气环流将热量向更高纬度输送，从而维持全球热量平衡。
三、厄尔尼诺、拉尼娜及其影响
（1）正常情况下赤道附近太平洋东、西部的海气相互作用
在正常情况下，太平洋赤道两侧盛行稳定强劲的偏东信风，它将温暖的表层海水吹离南美沿岸，自东向西流动形成赤道暖流（包括北赤道暖流和南赤道暖流）。在太平洋东岸，由于表层海水被风吹走，下层的冷海水会上涌补充，同时，沿岸还有自高纬度流来的寒流，使该海区表层海水的温度较低。在西岸，赤道暖流堆积下沉，形成深厚的暖水层。这样，赤道附近太平洋的东西方向，表层海水存在着明显的温度差异。
通过海气热量交换，在赤道附近太平洋上空的气流，形成基本上东西向的比较稳定的热力环流。大洋西岸受温暖的海水影响，多上升气流，气候湿润多雨；大洋东岸受寒流影响，多下沉气流，气候干燥少雨。
（2）厄尔尼诺现象及其影响
①概念：有些年份，赤道附近太平洋中、东部的海面温度异常升高的现象，就是厄尔尼诺现象。
②成因：当信风减弱时，南美太平洋沿岸表层水温增高，秘鲁寒流近赤道段变性为暖流。当增温幅度大于0.5℃并持续几个月至半年时，便形成厄尔尼诺事件。
③影响
a.对气候的影响：使赤道附近太平洋东、西部海面的温度差异减小，赤道附近太平洋东部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，气候由湿润多雨变为干燥少雨，引发旱灾或者森林大火。此外，厄尔尼诺现象与全球更大范围的气候异常现象呈现一定的相关性。有关研究表明，厄尔尼诺现象在延缓全球变暖方面具有一定的积极作用。
b.对海洋生物的影响：厄尔尼诺的出现，使得当地冷水性鱼类不适应温暖海域的环境而大量死亡，导致以这类鱼为食物的鸟类死亡或者迁徙。
（3）拉尼娜现象及其影响
①概念：赤道太平洋东部和中部海域水温异常下降的现象，就是拉尼娜现象。该现象与厄尔尼诺现象相反，故有“反厄尔尼诺现象”之称。
②成因：与正常年份相比，信风增强，它将更多温暖的表层海水吹离南美西海岸，下层的更多的冷海水上涌补充，导致表层水温更低。
③ 影响
a.对气候的影响：使赤道附近太平洋东、西部的温度差异增大，引起气候异常和水旱灾害。太平洋西岸上升气流增强，降雨增多，会发生暴雨洪涝灾害；太平洋东岸下沉气流增强，降雨减少，会加剧旱灾。拉尼娜对气候的影响程度及威力比厄尔尼诺要小。
b.对海洋生物的影响：秘鲁沿岸上升流增强，将更多的营养盐类带到海洋表层，使表层浮游生物增多，鱼类的饵料增多，吸引大量冷水性鱼类到来。以这类鱼为食物的鸟类也会随之增多。
厄尔尼诺与拉尼娜现象是两种重要的海气相互作用现象，对全球气候和生态系统有着显著影响。
厄尔尼诺现象
- 定义：厄尔尼诺现象主要指赤道中、东太平洋海表大范围持续异常偏暖的现象。通常每隔几年发生一次，持续时间一般为几个月到一年以上。
- 形成机制：
（1）正常情况下，赤道附近的太平洋地区存在沃克环流。信风驱使赤道太平洋表层海水向西流动，在西太平洋堆积，使得西太平洋海平面高于东太平洋，同时西太平洋海水温度较高，而东太平洋海水温度较低。
（2）当厄尔尼诺发生时，信风减弱，西太平洋的暖海水向东回流，导致赤道中、东太平洋海表温度异常升高。 - 主要影响：
（1）气候方面
①使热带地区出现暴雨和洪涝灾害。例如，厄尔尼诺发生时，秘鲁、厄瓜多尔等南美国家可能出现暴雨，引发洪水和山体滑坡等灾害。
②改变全球大气环流，导致一些地区出现异常干旱。如澳大利亚、印度尼西亚等地区可能在厄尔尼诺期间遭遇严重干旱。
（2）生态方面
①影响海洋生态系统。厄尔尼诺会导致海洋食物链受到破坏，鱼类大量死亡。例如，秘鲁渔场的渔业资源可能因厄尔尼诺而大幅减少。
②对陆地生态系统也有影响。由于气候异常，可能导致森林火灾风险增加，植被生长受到影响。
拉尼娜现象
- 定义：拉尼娜现象与厄尔尼诺现象相反，是指赤道中、东太平洋海表温度大范围持续异常偏冷的现象。
- 形成机制：当拉尼娜发生时，信风增强，西太平洋表层海水堆积加剧，东太平洋表层海水被进一步拉向深层，导致海表温度下降。
- 主要影响：
（1）气候方面
①使热带地区气候更加干燥。例如，拉尼娜期间，澳大利亚北部、印度尼西亚等地可能更加干旱。
②一些地区可能出现严寒天气。如北美地区在拉尼娜冬季可能遭遇更强烈的寒潮和暴风雪。
（2）生态方面
①对海洋生态系统同样有影响。可能改变海洋生物的分布和繁殖模式。
②陆地生态系统方面，可能导致植被生长周期变化，影响农业生产。
两者的关系及对全球的影响
- 关系：厄尔尼诺和拉尼娜现象通常交替出现，是海气相互作用的两种极端情况。它们共同构成了赤道太平洋海表温度的自然变化周期。
- 对全球的影响
①对全球气候格局产生重大影响，改变不同地区的降水和气温分布，导致气候异常。
②影响农业生产，如造成粮食减产、价格波动等。
③对水资源管理带来挑战，可能导致一些地区水资源短缺或洪涝灾害加剧。
④影响全球贸易和经济发展，特别是对依赖农业、渔业和能源资源的国家和地区。
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（2024·广东深圳·模拟预测）卡里马塔海峡是南海和爪哇海及印度洋水体和热量交换的通道。科学家在数值诊断实验中用拦水坝关闭卡里马塔海峡，以研究卡里马塔海峡不同季节对爪哇海的影响及对望加锡海峡南下洋流流速的影响。下图示意卡里马塔海峡及周边区域自然地理环境。据此完成下面小题。
1．若拦水坝关闭卡里马塔海峡，则1月（ ）
A．爪哇海水温上升，水位下降
B．望加锡海峡南下洋流流速减慢
C．爪哇海水温下降，水位上升
D．望加锡海峡北上洋流流速加快
2．图示区域受厄尔尼诺和拉尼娜现象影响显著。拉尼娜现象发生期间，图示区域（ ）
A．海水蒸发减弱
B．生物多样性骤减
C．洪涝灾害多发
D．涌升补偿流强盛
3．（23-24高三上·广西南宁·期末）阅读图文材料，完成下列要求。
当南美秘鲁附近海域的关键区（即120°W～170°W，5°S～5°N之间的区域）3个月平均海表水温度高于气候平均态0.5℃时，即为厄尔尼诺状态；3个月平均海表水温度低于气候平均态0.5℃时，即为拉尼娜状态。秘鲁鳀鱼主要分布在东南太平洋的秘鲁沿海一带，喜冷水环境（水温15～20℃)，以浮游生物为食。观测表明，秘鲁鳀鱼的产量与厄尔尼诺、拉尼娜现象有一定关联。图1为2018—2021年间关键区水温距平图，图2为正常状态和厄尔尼诺状态的赤道附近太平洋海气运动示意图。谭老师地理工作室综合整理
(1)指出2018—2021年间出现厄尔尼诺和拉尼娜状态的时段。
(2)据观测发现厄尔尼诺现象会导致秘鲁鳀鱼产量下降，对此作出合理解释。
(3)有人认为拉尼娜现象发生时，有利于提高秘鲁鳀鱼的产量。你是否赞同？表明你的态度并说明理由。
参考答案
1．A 2．C
【难度】0.85
【知识点】洋流对地理环境的影响、厄尔尼诺、拉尼娜及其影响
【解析】1．1月，受偏北季风影响，卡里马塔海峡表层洋流由南海流向爪哇海，卡里马塔海峡关闭后，爪哇海受来自南海的较冷的洋流影响减弱甚至消失，使爪哇海水温上升，水位下降，A对C错；1月，望加锡海峡盛行偏北风，洋流向南流，卡马里塔海峡关闭后，爪哇海及周边海域水位下降，与望加锡海峡水位高差增大，望加锡海峡南下洋流流速加快，BD错。故选A。
2．拉尼娜现象发生期间，东南信风增强，南赤道暖流增强，图示区域受暖海水堆积影响，表层海水温度升高，海水蒸发加强，上升气流显著，降水增多，洪涝灾害多发，A错C对；拉尼娜现象发生时，不会导致生物多样性骤减，B错；图示区域涌升补偿流不显著，加上暖海水的堆积，更在一定程度上抑制了涌升补偿流，D错。故选C。
【点睛】拉尼娜现象是西班牙语“La Niña”的音译，气象学家用以指赤道太平洋东部和中部海表温度大范围持续异常变冷的现象，也称为反厄尔尼诺。具体来说，当信风加强时，赤道东太平洋深层海水上翻现象更加剧烈，导致海表温度异常偏低。这使得气流在赤道太平洋东部下沉，而气流在西部的上升运动更为加剧，进一步加剧赤道东太平洋冷水发展，从而引发拉尼娜现象。
3．(1)厄尔尼诺状态：2018年9月至2019年7月﹔拉尼娜状态：2018年年初、2020年8月至2021年3月和 2021年年底。
(2)厄尔尼诺现象发生时，海水水温升高，超出秘鲁鲲鱼生存的适宜水温范围致其大量迁徙﹔秘鲁沿岸上升流减弱甚至消失，上泛的营养盐类减少，导致浮游生物数量减少，秘鲁鲲鱼缺少饵料，产量下降。
(3)赞同。拉尼娜发生时，秘鲁沿海的上升流增强，带来更多营养盐类，饵料增加，秘鲁鲲鱼增产。
不赞同。拉尼娜发生时，上升流过强，使该海域表层营养盐扩散，不易聚集，浮游生物繁殖速度下降，秘鲁鲲鱼饵料变少﹔过强的上升流会使表层水温下降幅度变大，低于秘鲁鲲鱼生长的适宜温度导致减产。
【难度】0.65
【知识点】厄尔尼诺、拉尼娜及其影响
【分析】本题以2018—2021年间关键区水温距平图与正常状态和厄尔尼诺状态的赤道附近太平洋海气运动示意图为背景材料，涉及厄尔尼诺与拉尼娜的相关知识，主要考查学生获取和解读地理信息的能力。
【详解】（1）由材料可知，当南美秘鲁附近海域的关键区3个月平均海表水温度高于气候平均态0.5℃时，即为厄尔尼诺状态；3个月平均海表水温度低于气候平均态0.5℃时，即为拉尼娜状态。读图可知，2018年9月至2019年7月温度高于气候平均态0.5℃，故为厄尔尼诺状态；2018年年初、2020年8月至2021年3月和 2021年年底温度低于气候平均态0.5℃，故为拉尼娜状态。
（2）由材料可知，秘鲁鳀鱼主要分布在东南太平洋的秘鲁沿海一带，喜冷水环境（水温1520℃)，以浮游生物为食。读图可知，厄尔尼诺现象发生时，秘鲁沿岸海水水温升高，超出秘鲁鲲鱼生存的适宜水温范围致其大量迁徙；气温升高，盛行上升气流，东南信风减弱，秘鲁沿岸上升流减弱甚至消失，上泛的营养盐类减少，导致浮游生物数量减少，秘鲁鲲鱼缺少饵料，产量下降。20℃)，以浮游生物为食。拉尼娜发生时，上升流过强，使该海域表层营养盐扩散，不易聚集，浮游生物繁殖速度下降，秘鲁鲲鱼饵料变少，鱼类可能减少；过强的上升流会使表层水温下降幅度变大，鳀鱼喜冷水环境（水温15~20℃)，有可能会低于秘鲁鲲鱼生长的适宜温度，导致鲲鱼减产。
（3）赞同可从拉尼娜现象改善生长环境，提供更多饵料的角度分析。不赞同则同拉尼娜现象过强导致环境差异发生较大改变的角度分析。赞同。拉尼娜发生时，秘鲁沿岸东南信风增强，秘鲁沿海的上升流增强，带来更多营养盐类，饵料增加，食物充足，秘鲁鲲鱼可能会增产。不赞同。由材料可知，秘鲁鳀鱼喜冷水环境（水温15