(共59张PPT)
第二节 太阳对地球的影响
太阳辐射
对地球的影响
学习目标:
1、了解太阳辐射的含义,能说出太阳辐射的波长范围及分布。
2、通过实例会分析太阳辐射对地球的影响。
学习重点: 太阳辐射对地球的影响、影响太阳辐射的因素
表面温度
6000 K①
主要成分
氢和氦
太阳辐射
以电磁波形式向宇宙放射能量
生命周期
以目前聚变的速率来看
太阳正处于稳定的壮年期
恒星状态
巨大、炽热的气体星球
能量来源
来自太阳内部的核聚变
①K为热力学温度单位,它与摄氏温度的换算公式为: t=T- To,其中To=273.15K,t为摄氏温度,单位为℃
太阳
二十二亿分之一
3、到达地球的太阳辐射能
虽然太阳辐射只有二十二亿分之一到达地球,但对地球和人类的影响却是不可估量的。
太阳辐射波长范围
紫外区(能量占比7﹪):0.15—0.4微米
可见光区(能量占比50 ﹪):0.4----0.76微米(红橙黄绿青蓝紫)
红外区(能量占比43 ﹪):0.76---4微米
观察图中太阳辐射的能量的分配情况如何?主要集中在哪个光区?
太阳辐射的波长范围及其构成
太阳辐射总量的分布
读图1.12,思考并回答:
描述北半球大气上界太阳辐射分布特征
图1.12 北半球大气上界太阳辐射的分布
赤道最多,极点最少,自低纬向高纬递减
低
高
注意:“分布特征”答法
①最值:xx多,xx少
②变化:自xx向xx递增(或递减)
③部分地区的弯曲状况
世界年太阳辐射总量的时空分布
总体特征
(1)空间分布:
①不同纬度分布:由低纬向高纬递减。
②相同纬度分布:由沿海向内陆递增;地势高处太阳辐射强,地势低处太阳辐射弱。
世界年太阳辐射总量的时空分布
总体特征
(2)时间分布:夏季太阳辐射强于冬季太阳辐射。
总结:影响太阳辐射的因素
②昼长
③地形地势
①纬度
④天气状况
纬度越低,正午太阳高度越大,获得太阳辐射越多
(太阳辐射从低纬向高纬递减)
白昼越长,日照时数越长 → (太阳辐射量越多)
海拔越高,大气越稀薄,对太阳辐射削弱越少
(高山高原区太阳辐射强)
晴天云量少,大气削弱作用弱,太阳辐射量多
(阴雨天相反)
中国太阳辐射能分布图
我国年太阳辐射总量的空间分布
中国太阳辐射能分布图
总体特征
从东部沿海向西部内陆逐渐增强。高值中心在青藏高原,低值中心在四川盆地。
我国年太阳辐射总量的空间分布
中国太阳辐射能分布图
为何青藏高原成为太阳辐射高值中心?
1、纬度较低,太阳高度大;
2、海拔高,空气稀薄,大气对太阳辐射削弱作用小;
3、晴天多,日照时间长;
4、大气中尘埃含量少,透明度高,到达地面的太阳辐射能量多。
特例分析
我国年太阳辐射总量的空间分布
中国太阳辐射能分布图
特例分析
四川盆地成为低值中心的原因:盆地地形,水汽不易散发,空气中含水汽多,阴天、雾天较多,对太阳辐射削弱作用强。
(2)中国年太阳辐射量
空间分布及成因图示
入藏前与入藏后
太阳辐射对地球的影响
①为地球提供光和热,维持地表温度.
太阳辐射对地球的影响
②是地球上水循环、大气运动和生命活动的主要动力
大气运动—云海
水的运动—河流
太阳辐射对地球的影响
③太阳辐射为人类的生产、生活提供能源
*日常所用的太阳灶、太阳能热水器、太阳能电站的主要能量来源。
*煤炭、石油等地质历史时期,生物固定积累下来的太阳能。
[特别提醒] 煤是地质历史时期接受太阳辐射的植被在地质作用下形成的一种能源,所以煤是地质时期被生物固定以后积累下来的太阳能。
太阳辐射对地球的影响
重点掌握
有利
影响:
不利
影响:
直接提供的光、热,维持地表温度,
促进地球上水、大气运动和生物活动。
是人类生产生活的重要能源
直接利用:太阳能
间接利用:煤和石油
风能、水能等
太阳辐射过强会对人体健康产生不良影响——白内障、皮肤癌等等。
非太阳能的能源:核能、地热能、潮汐能
[例2] (全国卷)太阳能光热电站(下图)通过数以十万计的反光板聚焦太阳能,给高塔顶端的锅炉加热,产生蒸汽,驱动发电机发电。据此完成(1)~(2)题。
(1)我国下列地区中,资源条件最适宜
建太阳能光热电站的是( )
A.柴达木盆地 B.黄土高原
C.山东半岛 D.东南丘陵
解析 柴达木盆地位于青藏高原上,海拔高,空气稀薄,大气对太阳辐射削弱少,太阳辐射强,太阳能资源丰富,其他三地位于季风区,降水多,阴天多,太阳辐射较少,故选A。
A
(2)太阳能光热电站可能会( )
A.提升地表温度
B.干扰飞机电子导航
C.误伤途经飞鸟
D.提高作物产量
解析 光热电站依靠光能集聚产生热能制造蒸汽,来推动发电机运转,强光和高热可能会误伤途经的飞鸟,故选C。
C
视角三 考查影响太阳辐射的因素
3.(经典真题)日照时数指太阳在某地实际照射的时间。图们江是中国与朝鲜的界河。下图为图们江流域日照时数年内变化柱状图。据此完成(1)~(2)题。
(1)该流域日照时数在7月出现低谷
的影响因素是( )
A.云量 B.海拔
C.下垫面 D.正午太阳高度
解析 某一地点日照时数的时间变化主要与
昼夜长短、天气状况等有关。该地7~8月受
锋面雨带影响阴雨天较多,云量多,因此日
照时数少,故A项正确。海拔、下垫面均不
会有季节变化,故B、C项错误;正午太阳高度影响太阳辐射强度,D错误。
A
(2)日照百分率为一个时段内某地日照时数与
理论上最大的日照时数的比值(%)。该流域
3月份的日照百分率约为( )
A.53% B.62%
C.70% D.78%
解析 3月份(31天)该地昼夜长短差别小,即
理论上平均昼长约12小时,即每天日照时数
约12小时,所以理论上最大日照时数为12×31=372(小时),图中3月份实际日照时数约为230小时,所以日照百分率约为62%,故B项正确。
B
D
(2021·安徽定远模拟)在德国和日本,随处可见厂房和大楼屋顶的黑色“硅板”,这就是太阳能屋顶。风和日丽的白天,“屋顶”将太阳能转化为电能,并把富余的电能并入电网。目前上海市正在推广“太阳能屋顶计划”,预计到2030年,上海市20%的用电将来自太阳能。据此完成5~6题。
5.上海市的年平均太阳辐射总量高于德国和日本,是由于上海市( )
A.地势高,空气稀薄 B.河湖纵横,太阳有效辐射强
C.地面裸露,比热容小 D.纬度偏低,太阳高度角大
解析 上海纬度比德国和日本低,正午太阳高度大;上海为亚热带季风气候,降水主要集中于夏季,晴天相对较多;德国全年受来自大西洋的西风影响,为温带海洋性气候,全年降水较均匀,阴雨日多;日本虽为温带和亚热带季风气候,但四面环海,受海洋影响大,具有海洋性特征,阴雨日多,D正确。
A
6.下列关于上海市积极推广“太阳能屋顶计划”的地理背景的叙述,正确的是( )
A.上海市常规能源短缺
B.上海市是我国太阳能资源最丰富的地区
C.太阳能清洁、可再生、能量集中
D.上海市人口自然增长率高,人口密集,能源消耗多
解析 上海市常规能源短缺,为缓解能源紧张状况,该市积极推广“太阳能屋顶计划”,A正确。
D
在全球光伏产业低迷的情况下,进军非洲是中国太阳能企业突围的一个新方向。读非洲某区域年等太阳辐射量分布曲线图。完成13~14题。
13.影响该地区年等太阳辐射量分布的
主要因素是( )
A.纬度高低 B.太阳高度
C.地形地势 D.天气气候
解析 根据图示经纬度和海陆轮廓,
可判断为非洲区域几内亚湾北岸及其
以北地区。南部为热带雨林气候区,多阴雨天气;北部为热带草原气候区,降水相对较少。因此影响该地区年等太阳辐射量分布的主要因素是天气气候。故选D。
B
14.某光伏企业派往图中甲城考察的小王发现,自己携带的GNSS信号机受到太阳活动影响出现故障,对此合理的解释是( )
A.太阳黑子使地球磁场发生“磁暴”现象
B.太阳风对地球电离层造成严重干扰
C.耀斑发出的强辐射使信号机内部电路中断
D.太阳辐射急剧增强使无线电波消失
解析 GNSS信号机出现故障的原因主要是太阳风等太阳活动扰动地球电离层,造成无线电短波通信的中断,故选B。
复习旧知:
1.影响太阳辐射的因素
2.世界年太阳辐射总量的时空分布
3.青藏高原成为高值中心的原因
4.四川盆地成为低值中心的原因
5.分布特征答法
6.概念辨析:太阳辐射强一定热量丰富
太阳辐射强的地方,热量不一定丰富。如青藏高原,由于海拔高,空气稀薄,水汽、尘埃少,晴天多,太阳辐射强,光照充足;但由于空气稀薄,大气吸收的地面长波辐射很少,大气的保温作用弱,成为我国夏季气温最低的地区。
太阳活动
对地球的影响
学习目标:
1.能说出太阳大气的分层及太阳活动的主要形式
2.通过材料会分析太阳活动对地球产生的影响及表现
学习重点:
太阳活动对地球产生的影响
太阳活动
太阳大气经常发生大规模运动的现象。
太阳内部
光球层
色球层
日冕层
由内而外厚度温度增加
由外而内亮度增加
光球层
边缘为色球层
日冕层
太阳大气结构 厚度 温度 亮度
观测
外 里 日冕层 约几个太阳半径(几百万千米) 100万度 光球层的百万分之一
色球层 约几千米 由400~5000度升高到几万度 光球层的千分之一
光球层 约500千米 6000K 最高
太阳的大气层由里向外厚度增大,温度升高、亮度减弱、密度减小
日全食或用特制的日冕仪可见
日全食或用特制的望远镜可见
肉眼可见
2.太阳活动类型
光球层—黑子
太阳活动强弱的标志
温度相对较低区域,颜色比周围深,黑子数量有周期性变化。
色球层—耀斑/色球爆发
大多数耀斑与太阳黑子活动相关
温度相对较高区域,一个耀斑短期内可以发出相当于十亿颗氢弹爆炸所产生的能量。
2.太阳活动类型
色球层—日珥
剧烈的太阳活动
喷射的气体呈弧状,日全食时可用肉眼观测到。日珥爆发时会喷射大量带电粒子。
日冕层—日冕物质抛射
日冕结构在几分钟到几小时内发生明显变化,向外抛射带电粒子,破坏太阳风的流动。
黑子和耀斑的活动都有周期
黑子活跃的年份耀斑也活跃
黑子活跃的区域耀斑也活跃
周期长约 11 周年
黑子和耀斑是太阳活动的标志
活动类型 所处位置 特点 对地球的影响
太阳黑子 光球层 太阳活动强弱的主要标志;活动周期约为11年 ①黑子、耀斑增多→电磁波扰动地球大气层→无线电短波通信受影响;②太阳大气抛出高能带电粒子→扰乱地球磁场→产生“磁暴”现象;③太阳大气抛出高能带电粒子→与极地高空大气碰撞→产生“极光”;④水旱等自然灾害的发生与太阳活动有关
活动类型 所处位置 特点 对地球的影响
太阳黑子 光球层 太阳活动强弱的主要标志;活动周期约为11年 ①耀斑增多→电磁波扰动地球电离层→无线电短波通信受影响;
②太阳大气抛出高能带电粒子→扰乱地球磁场→产生“磁暴”现象;③太阳大气抛出高能带电粒子→与极地高空大气碰撞→产生“极光”;④水旱等自然灾害的发生与太阳活动有关
耀斑 色球层 耀斑爆发是太阳活动最激烈的显示;时间短,释放巨大能量 太阳风 日冕层 带电粒子常脱离太阳引力飞向宇宙空间 2.太阳活动与地球
(1)分布
日冕
耀斑
太阳黑子
3.太阳活动影响地球
当太阳活动增强时,太阳风会变得强劲,会扰动地球的磁场和大气层,产生磁暴、极光等现象。
3.太阳活动影响地球
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。
案例:1989年3月13日,日冕物质抛射使得加拿大魁北克地区的电网受到严重损害,停电时间长达9小时。澳大利亚输油管道受损,大西洋和太平洋海底电缆受损,美国四颗卫星受损。
使两极地区产生“极光”现象
在低纬度地区能看到极光吗?
不能。极光产生的原因是太阳抛出的带电粒子被地球磁场捕获后,根据异性相吸原理,向地球磁场最强的两极地区运动,与高空空气分子碰撞,产生极光。所以,不能在低纬度地区看到极光。
许多自然灾害的发生也与太阳活动有关,如地震、水旱灾害等。
2.太阳活动及其影响
太阳大气层及太阳活动
对地球的影响 (1)太阳黑子数增多→太阳活动强烈→影响气候→地区降水量年际变化
(2)耀斑爆发→电磁波进入电离层→电离层扰动→干扰无线电短波通信
(3)太阳活动强烈→高能带电粒子增多
①高能带电粒子→扰乱地球磁场→产生“磁暴”现象→磁针不能正确指示方向;
②高能带电粒子→冲进两极高空→同稀薄大气相互碰撞→产生极光
(2021·江苏泰州模拟)下图为1964~2015年我国江淮地区太阳黑子数与梅雨强度的相关系数分布图。据此完成1~2题。
D
1.太阳黑子数与梅雨强度( )
A.在湖北省的东南部呈正相关
B.在安徽省的大部分地区呈负相关
C.在图中西北部的相关性最小
D.正相关最大值出现在图中东北部
解析 从图中可知,太阳黑子数与梅
雨强度在湖北省东南部呈负相关;在
安徽省的大部分地区呈正相关;在图中中部地区相关性最小;正相关最大值出现在图中东北部。
B
2.太阳黑子数达最大值时( )
A.江淮地区梅雨强度增大 B.通信卫星信号易受干扰
C.漠河地区出现极昼现象 D.耀斑爆发强度减弱
解析 太阳黑子数达最大值时,太阳活动最强,耀斑爆发强度增加,易影响无线电短波通信,即通信卫星信号易受干扰。极昼现象与地球公转运动相关;不同地区梅雨强度与太阳黑子数的相关性不同。
视角二 考查太阳活动的影响
2.(经典真题)2017年9月6日,太阳出现了一次强耀斑爆发。耀斑出现( )
A.较少的年份,短波通信常中断 B.较少的年份,农业生产倾向增产
C.较多的年份,“磁暴”现象出现多 D.较多的年份,地球上的降水较少
解析 耀斑爆发会引起大量带电粒子抛向宇宙空间,干扰地球电离层,影响地球短波通信,产生“磁暴”现象。统计数据表明耀斑等太阳活动多发的年份,农业生产倾向增产。太阳活动与地球上降水有一定的相关性,有的地区呈正相关,有的地区呈负相关。
C
(2021·河南省周口市中英文学校竞赛)太阳活动是指太阳大气的不稳定性所导致的一些明显现象,处于活动剧烈期的太阳释放出大量紫外线、X射线、粒子流等,因而往往引起地球上电离层扰动和“磁暴”等现象。据此完成9~10题。
D
9.读上图,下列有关太阳活动与昼夜电离层电子浓度的高度分布特征的叙述,正确的是( )
A.电离层电子浓度最高值出现的高度,白天高于夜间
B.电离层电子浓度太阳活动高年要大于太阳活动低年
C.100~200 km处电离层电子浓度随高度上升而增大
D.白天,100 km处电离层电子浓度约为1011 cm-3
解析 图中显示,电离层电子浓度最高值出现的高度,白天小于夜间,A错;在低空,太阳活动高年与低年电子浓度相同,B错;夜间100~200 km处电离层电子浓度随高度上升而降低,C错;白天100 km处电离层,太阳活动高年和低年的电子浓度均约为1011 cm-3,D正确。
C
10.太阳活动可能产生的影响不包括( )
A.气候异常 B.“磁暴”现象
C.长波通信中断 D.极光现象
解析 太阳活动会导致地球的气候变化异常,A错;耀斑爆发后,太阳大气抛出的高能带电粒子流,会导致地球磁场的强烈扰动,产生“磁暴”现象,B错;太阳活动会使电离层发生扰动,影响无线电短波通信,但不会导致长波通信中断,C正确;太阳活动产生的高能带电粒子流高速冲进地球高空大气层,同两极地区的大气原子相碰撞而产生极光现象,D错。
B创新综合练
太阳大气经常发生大规模的运动称为太阳活动。下图为太阳大气层的温度变化图,下表为国家天文台太阳活动预报中心发布的某时段太阳活动综述。据此完成11~12题。
太阳活动综述
在过去24小时中,太阳活动很低。日面上没有可视黑子。该时期无C级以上耀斑发生,地磁场平静。
(发布时间:2018年11月2日)
注:C级耀斑为弱耀斑。
D
11.图中太阳大气层的温度( )
A.从内向外降低
B.光球层持续升高
C.色球层变化最大
D.日冕层底部变化最大
解析 读图可知,从光球层到日冕层,太阳大气层
的温度大致呈现先降低后升高的特点,光球层从内向外温度整体呈现降低的特点,A、B错;色球层由内向外温度变化并不大,C错;读图可知,日冕层底部随着高度的升高,温度大幅度上升,日冕层底部温度变化最大,D正确。