(共32张PPT)
第二节 太阳对地球的影响
课程标准:运用资料,描述太阳对地球的影响
太阳是个巨大炽热的气体星球。
主要成分:氢和氦
表面温度:6000K
太阳是距离地球最近(1.5亿千米)的一颗恒星。
太阳光到达地球只需8分多钟。
1.太阳概况
一、太阳辐射与地球
2.太阳辐射的概念
太阳以电磁波的形式向宇宙空间放射的能量,称为太阳辐射。
紫 蓝 青 绿 黄 橙 红
0.4 微米 0.76微米
太阳辐射的组成
紫外线(7﹪):0.15—0.4μm
可见光(50 ﹪):0.4--0.76μm
红外线(43 ﹪):0.76---4μm
宇航服的作用?
通常高于绝对零度的物质或粒子都有电磁辐射,物体温度越高,辐射中最强部分波长越短,但大多不能被肉眼观察到。
H
H
H
H
He
核聚变过程
太阳辐射的能量来源:
核聚变
太阳上主要是氢,占70%以上;其次是氦,其他元素加起来也只有1%。在太阳内部,每时每刻都在进行着氢聚变为氦的核反应。就在这种核聚变反应中,会释放出巨大的能量。
+
巨大能量
太阳有寿命吗?
有,约100亿年,现在太阳46亿岁。
3.太阳辐射的影响
(1)太阳辐射能维持着地表温度,是地球上的水循环、大气运动和生物活动的主要动力。
太阳辐射为大气运动和水体运动等提供能量
风
太阳辐射为大气运动和水体运动等提供能量
3.太阳辐射的影响
(2)为人类生产生活提供能源。
(1)直接为日常生活和生产提供能源:如太阳能电站、太阳灶、太阳能热水器等
煤 石油
(2)间接为人类提供能源:作为工业主要能源的煤、石油天然气等矿物燃料,是地质历史时期生物固定以后积累下来的太阳能。
煤炭是地质时期植物埋藏在地下经历了复杂的生物化学和物理化学变化逐渐形成的固体可燃性矿物,不可再生。
石油、天然气是地质时期海洋或湖泊中的生物经过漫长的演化形成,属于生物沉积变油,不可再生。
化石燃料:煤、石油、天然气
生物能
风能
水能
波浪能
过多的紫外线会伤害地球上的生物
1.读下表,完成相关任务。
(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
地球大气上界太阳辐射量由低纬向高纬递减。
纬度低,正午太阳高度角大,单位面积获得的太阳辐射多。
1.读下表,完成相关任务。
(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。
大气上界水平面太阳辐射的分布
有相关性。理由: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。
全球年太阳辐射的分布图
由此可见,全球年太阳辐射量总体由低纬向高纬递减。但是影响太阳辐射分布的因素还有其他。比如:我国年太阳辐射量最大的地方没有在海南,而是在青藏高原。
中国年太阳辐射空间分布
分布规律:
从总体上看,大致从东部沿海向西部内陆逐渐增强;西部非季风区多于东部季风区,地势高的地区多于地势低的地区。
高值中心:青藏高原
低值中心:四川盆地
等值线图读图技巧:宏观看趋势(与影响因素有关),微观看特殊
青藏高原太阳辐射丰富的原因:
拉萨“日光城”
纬度较低,正午太阳高度大;
海拔高,空气稀薄,水汽、云量、尘埃少,大气对太阳辐射削弱作用弱;
晴天多,日照时间长;到达地表的太阳辐射能量多。
雅安“雨城”
四川盆地太阳辐射贫乏的原因:
阴天、雾天较多,大气对太阳辐射削弱作用强;
盆地地形,水汽不易散发,空气中水汽含量多。
总结:影响太阳辐射的因素
纬度因素
昼长因素
地势因素
天气状况
纬度越低,正午太阳高度越大,获得太阳辐射量越多。
白昼越长,日照时间越长,太阳辐射量越多。
地势越高,大气层越薄,透明度越高,日照时间越长,大气对太阳的削弱作用越弱,太阳辐射越强。
晴天云少,大气削弱作用弱,日照时数长,太阳辐射多;阴天相反。
2.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 ﹡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。
太阳常数×垂直于太阳光线的大圆面积×60分钟
=8.24×3.14×(6371×100000)2×60
=1.7503×1014 千瓦/时(度)
一般来说,太阳辐射强的地方,热量较丰富,但有些特殊区域并非如此。如青藏高原,虽处于我国年太阳总辐射量的高值中心,但由于空气稀薄,大气吸收的地面长波辐射少,大气的保温作用弱,成为我国夏季气温最低的地区。
提示: 太阳辐射强的地区热量不一定丰富
二、太阳活动与地球
1.太阳活动概念
太阳释放能量的不稳定性所导致的一些明显现象。
日冕层
色球层
光球层
1、紫外线波段拍摄,边缘为色球层。
2、日全食时
拍摄的日冕层。
0 1
0 2
0 3
0 4
日冕物质抛射
2.太阳活动类型
光球层
色球层
色球层
日冕层
原因:温度比光球层平均温度低
太阳色球层出现短时间内突然增亮的斑块
实质是高能带电粒子流
太阳射电爆发和高能粒子喷发
周 期:11年
太阳黑子的多少和大小是太阳活动强弱的标志,耀斑爆发是太阳活动最激烈的显示。
太阳黑子
耀斑
日珥
太阳风
2.太阳活动的影响
当太阳活动增强时,耀斑爆发,太阳风也变得强劲,会扰动地球的磁场和大气层(电离层),产生磁暴、影响无线电短波通行和极光等现象
当这种扰动足够强烈时,还会对卫星导航、空间通信、电网、航空航天等人类活动产生灾害性的影响
中高纬地区的一些乔木年轮的疏密变化,有明显的11年周期性。
太阳活动影响地球气候变化
对两极地区永久冰层的钻探研究,证明了地质时期的气候变化有约11年的周期性。
(1)黑子数目的多少——与地球天气、气候变化有明显的相关性。
在太阳活动高峰年,地球上激烈天气现象出现的概率明显增加;
反之,地球上天气变化相对平稳。
(2)耀斑的强弱——影响短波通信、磁暴。
干扰电离层,影响无线电短波通信。
扰动地球磁场,产生磁暴现象。
(3)太阳风——产生极光现象。
太阳风到达地球时受地球磁场的作用,偏向极地上空,轰击高
层大气,使大气电离,高纬地区上空产生极光现象。
【总结】太阳活动对地球的影响:
太阳黑子活动与年降水量变化的关系
下图表示北半球三个不同纬度带的降水量变化和太阳黑子的相关性。分析回答:
1.不同纬度带的降水量与黑子相对数之间,有怎样的相关性?(正相关或负相关)
⑴12测站 ;
⑵22测站 ;
2.太阳黑子和降水量年际变化的周期大约为 年。
正相关
负相关
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【当堂检测】2021年至2022年是人类有记录以来第25个太阳活动周期的开始,探测和研究太阳活动,提出应对措施,可以降低或规避对地球的不利影响。
1.观察太阳活动的周期性变化规律主要是依据( )
A.黑子多少和大小 B.耀斑的强弱
C.日珥的大小 D.太阳风强弱
2.有关太阳活动对地球可能产生的影响有( )
①地球上发生磁暴 ②部分地区的无线电长波通信受到影响
③信鸽迷失方向 ④可能出现极光现象 ⑤日本阿苏火山喷发
A.①②⑤ B.②④⑤ C.①③④ D.②③⑤
A
C
【当堂检测】根据NOAA空间天气预测中心的数据,太阳在2021年10月9日爆发了太阳耀斑和CME(日冕物质抛射),风暴在10月11日晚间抵达地球。地磁暴活动达到G2(在G1到G5的范围之间)。这很可能是新太阳周期的第一个正面的CME撞击。科学家们预测,太阳活动的下一个高峰(太阳极大期)将在2025年中期达到。根据完成下面小题。
1.据材料推测上一次太阳活动高峰在( )
A.2012年 B.2013年 C.2014年 D.2015年
2.下列关于太阳活动说法正确的是( )
A.黑子和耀斑分别出现在太阳大气层的色球层、光球层
B.太阳活动会使地球上的无线电长波通信受到影响
C.2025年时增加户外活动时间,增强皮肤活力
D.太阳活动时极地地区可能出现美丽的极光
C
D