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第二节 太阳对地球的影响
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教学目标:
识记太阳大气层的分层及活动,并指出这些太阳活动对地球的影响。
能背出影响太阳辐射分布的因素及其分布特点及等值线的判读方法;
能说出太阳的概况及其辐射对人们生产生活的影响;
1.太阳概况
恒星:由炽热气体组成
主要成分:H、He
表面温度:约6000K
能量来源:太阳内部的核聚变反应 4H → He
太阳辐射:太阳以电磁波的形式向宇宙空间放射的能量(总量的22亿分之一到达地球)
要点一:太阳辐射与地球
紫 靛 蓝 绿 黄 橙 红
1.太阳辐射的波长范围在0.15~4微米;
2.分为可见光、红外光和紫外光三部分。
3.太阳辐射能主要集中在波长较短的可见光波段,约占总量的50%。
表示太阳辐射能量的物理量。
在地球大气上界
在日地平均距离条件下(1.5亿千米)
垂直于太阳光线的
1平方厘米面积上
1分钟
8.24焦/(平方厘米 分)
计算:不考虑大气的作用,每小时到达地球表面的太阳辐射相当于多少度电?(P12活动)
=太阳常数×垂直于太阳光线的大圆面积×1小时
=8.24×3.14×(6.371×108)2×60
=6.37×1021(焦耳)
=1.8×1015(度)
太阳常数
①太阳辐射为地球提供光、热资源;
②太阳辐射经植物的生物化学作用,可以转化为有机物中的生物化学能。(化石燃料是地质时期固定的太阳能)
③太阳辐射是地球大气运动、水循环和生命活动的主要能源。
太阳辐射本身以及大气运动、水循环等,也为人类提供能源。
④太阳辐射为我们日常生产生活提供能量来源。
太阳辐射对地球的影响
活动
活动
(1)根据表格数据,绘制大气上界太阳辐射随纬度分布的统计图,据此归纳地球大气上界太阳辐射的分布规律。
大气上界水平面太阳辐射的分布
纬度 0° 10° 20° 23.5° 30° 40° 50° 60° 66.5° 70° 80° 90°
年总辐射量 /(×109焦/米2) 13.17 12.99 12.45 12.18 11.58 10.41 9.01 7.49 6.58 6.26 5.64 5.48
全球年太阳辐射总量大体从低纬向高纬递减
活动
(2)地球表面可划分为热带、温带、寒带等不同的天文气候带。议一议,它与大气上界太阳辐射的分布有无相关性?说明你的理由。
有相关性。
理由:大气上界水平面太阳辐射的分布没有考虑地面的大气状况,但即使考虑不同纬度地区上空大气状况的差异,其与地面的太阳辐射分布还是有很大的相关性。实际上,从低纬到高纬地表获得的年太阳辐射总量是逐渐减少的,人们从而分划出热带、温带和寒带,地球表面太阳辐射的分布与大气上界水平面太阳辐射的分布规律相似。
活动
活动
太阳常数是表示太阳辐射能量的物理量,即在地球大气上界,在日地平均距离条件下,垂直于太阳光线的1平方厘米的面积上,1分钟内所得到的太阳辐射能量。太阳常数为8.24焦/(厘米2 分)。计算:不考虑地球大气的作用,在将地球看作一个标准球体的前提下,每小时到达地球表面的太阳辐射相当于多少度电?
提示:1焦=1瓦 秒,1度=1千瓦 时。将地球面向太阳的半球的表面积换算成垂直于太阳光线的面积,就是地球上任何一个大圆的面积。
1.7503×千瓦 时(度)
中国太阳辐射能分布
①从东部沿海向西部内陆逐渐增强。
②高值中心在青藏高原,低值中心在四川盆地。
中国年太阳辐射分布
贫乏区<1200
可利用区(1200-1500)
较丰富区(1500-1700)
丰富区(>1700)
单位:KW·h/m2
南海诸岛
地势高,空气稀薄,大气透明度高,多晴朗天气
主要为南疆.陇西.青藏高原大部分和内蒙古高原西部,其中青藏高原为高值中心
我国年太阳辐射总量的空间分布
中国年太阳辐射分布
贫乏区<1200
可利用区(1200-1500)
较丰富区(1500-1700)
丰富区(>1700)
单位:KW·h/m2
南海诸岛
深居大陆内部,距海远,多晴朗天气,日照时间长
有要为北疆.内蒙古高原东部.华北平原大部分,甘肃南部.川西.川南.滇北一部分
我国年太阳辐射总量的空间分布
中国年太阳辐射分布
贫乏区<1200
可利用区(1200-1500)
较丰富区(1500-1700)
丰富区(>1700)
单位:KW·h/m2
南海诸岛
距海近,海洋影响大,多阴雨天
主要为东北大部分,东南丘陵地区,汉江流域,广西大部分,云南东南部,湖南东部
我国年太阳辐射总量的空间分布
中国年太阳辐射分布
贫乏区<1200
可利用区(1200-1500)
较丰富区(1500-1700)
丰富区(>1700)
单位:KW·h/m2
南海诸岛
盆地地形,多阴雨和大雾天气,日照时间短
主要为四川.重庆.贵州大部分地区,其中四川盆地为低值中心
我国年太阳辐射总量的空间分布
太阳辐射强弱的影响因素分析
影响因素
【考点:太阳辐射的分布和影响因素】
4.下图a是世界年太阳总辐射量分布图,b是我国年太阳总辐射量分布图读下图回答下列问题。
(1)图a中,世界太阳辐射强度较高的①区域是 ,该区域的太阳辐射强度高于赤道地区的原因是: 。
(2)图a中 所代表的西亚北非也是太阳辐射丰富的地区,其数值范围是___________,该区域太阳辐射强度高于赤道地区的原因是 。
(3)光伏发电是获取清洁能源的一种重要方式,从自然因素考虑,图b五城市中不适合布局光伏发电站的是哪里 其太阳能资源匮乏的原因是什么
答案:(1)青藏高原; 地势高,空气稀薄,大气透明度高,对太阳辐射削弱作用弱,太阳辐射强;
(2)200~220; 地处沙漠,气候干旱,晴天多,日照时间长,太阳辐射强;
(3)重庆;盆地地形,水汽不易扩散,多阴雨和雾天,日照时间短,大气对太阳辐射的削弱作用强,收获的太阳辐射总量少。
要点二:太阳活动与地球
太阳活动
内部结构
光 球 层
色 球 层
日 冕 层
黑子
耀斑、日珥
太阳风
太阳活动
太阳活动
太阳活动指太阳释放能量不稳定性所导致的一些明显现象,如太阳黑子、耀斑、日珥和太阳风等。这些现象分别出现在太阳外部不同圈层。
太阳黑子出现在光球层,耀斑和日珥出现于色球层,太阳风出现于日冕层。黑子和耀斑是太阳活动重要标志。
太阳风
日冕层温度超过100万摄氏度,它的高温使高能带电粒子向外运动,当运动速度超过350千米/秒时,就能脱离太阳引力飞向宇宙空间,形成带电粒子流,好像从太阳吹出来的一股“风”,这一现象称为太阳风。太阳活动峰年,太阳风强度相应增大,特别在耀斑爆发时,太阳风格外强烈。
太阳风到达地球时,受磁场作用,偏向极地上空,轰击高层大气,使大气电离,产生发光现象——极光
三、新授内容
划重点
【考点:太阳活动、周期及影响】3.读材料,回答问题。日本气象专家认为极端气候与太阳黑子活动有关。日本《现代周刊》上有一篇文章这样介绍:一种天体活动似乎也会对地球产生影响,那就是太阳黑子的活动。太阳黑子的活动以11年为一个周期。1988年,日本遭受冷夏的袭击,美国和欧洲却遭受酷暑和干旱的煎熬。在意大利,由于炎热而造成铁路变形、列车脱轨。美国从4月中旬到8月为止,几乎滴雨不下,密西西比河的水面不断下降,连船都无法航行。
(1)黑子发生在太阳大气的________层,它的形成原因是______________________________。与黑子活动同步的太阳活动还有________,它们被认为是太阳活动的主要标志。(2)一般认为太阳活动对地球的影响主要表现在三个方面:__________________、____________________和________________。(3)太阳黑子活动的周期约为11年。从图上可以看出,1970年是一个太阳活动高峰年,文章中说1988年又是峰年,对此应怎样解释?
【答案】 (1)光球;温度比周围温度低;耀斑 (2)影响地球天气;影响地球电离层;影响地球磁场 (3) 太阳黑子活动周期约为11年,是经过统计估算的出来数值,并不一定精准。
5.读“主要太阳活动现象图片”,回答问题。
(1) 甲所代表的太阳活动现象是__________,简述判断依据。 (2) 丁所代表的太阳活动现象是__________,简述其特点的成因。 (3) 乙所代表的太阳活动现象是__________,其发生在太阳大气的__________,简述该太阳活动现象的突出特点。 (4)丙所代表的太阳活动现象是__________,其出现在太阳大气的__________。长期的观测发现,该太阳活动现象与__________活动相关。(5)图中四种太阳活动现象,出现在同一太阳大气层的有__________A.甲与乙 B.甲与丙 C.甲与丁 D.丙与丁(6)图中四种太阳活动现象,会产生能量的有__________A.甲、乙、丁 B.甲、丁 C.甲、乙、丙 D.丙、丁
答案:(1)日珥;依据:其喷出的气体呈弧形,像太阳的耳朵一样。(2)太阳黑子;成因:黑子区域温度比周围低,因此颜色看上去深一些。(3)日冕物质抛射;日冕;向外抛射大量带电粒子,是规模最大、程度最剧烈的太阳活动现象。(4)太阳耀斑;色球;太阳黑子(5)B(6)C
四、训练检测