(共23张PPT)
1.2 太阳对地球的影响
——高中地理人教版(2019)必修第一册
我国西藏阿里地区的冈底斯藏医学院,海拔高,自然环境恶劣,地理位置偏远,过去学校的电力供应一直比较紧张,每天最多只能供电三小时,学生们早晚读书受到很大影响。2015年,学校建成太阳能光伏电站,实现了24小时不间断供电。
除了利用太阳能发电,你知道太阳对我们的生存环境,以及生产、生活还有哪些影响吗?
了解太阳辐射的特点及其对地球环境和人们生产、生活的影响。
收集和分析太阳活动的资料,掌握太阳活动的特点。
了解太阳活动对地球层、磁场和气候等的影响。
根据收集的材料,描述太阳活人们生产、生活的影响。
运用辩证的思想看待太阳对地球的影响成科学、辩证的宇宙观、世界观。
学习目标
一、太阳辐射对地球的影响
1.太阳
太阳是我们赖以生存的能量源泉,谁能说说太阳到底是什么呢?
太阳是一颗巨大,炽热的气体星球,其主要成分是氢和氦,表面温度约为6000K。
2.太阳辐射
太阳源源不断地以电磁波的形式向宇宙空间放射能量,这种现象称为太阳辐射。
3.太阳辐射的能量
太阳的能量来自太阳内部的核聚变,以目前聚变的速率来看,太阳正处于稳定的壮年期。太阳辐射的能量是巨大的,它是地球及整个太阳系光和热的主要源泉,尽管只有二十二亿分之一到达地球,但是对于地球和人类的影响却是不可估量的。
4.太阳辐射对地球的影响
大家想想太阳辐射对我们的生产、生活有什么影响吗?
(1)地球上水、大气运动和生命活动的主要动力。
太阳辐射为地球提供光和热,维持着地表温度,是地球上水、大气运动和生命活动的主要动力。地球不同纬度地带接受的太阳辐射能不同,使得许多自然地理现象呈现纬度地带的差异。
(2)为我们生活、生产提供能量
太阳辐射为我们生活、生产提供能量。太阳辐射除了直接被吸收、转化成热能外,还可以被捕获并存储,转换成热能、电能等。人们大量使用的煤、石油等矿物燃料是地质历史时期生物固定并积累的太阳能。
5.影响太阳辐射的主要因素
(1)纬度位置小
纬度低则正午太阳高度角大,太阳辐射经过大气的路程短,被大气削弱得少,到达地面的太阳辐射就多;反之,则少。这是太阳辐射从低纬向高纬递减的主要原因。
(2)天气状况
晴朗的天气,由于云层少且薄,大气对太阳辐射的削弱作用弱,到达地面的太阳辐射就强;阴雨的天气,由于云层厚且多,大气对太阳辐射的削弱作用强,到达地面的太阳辐射就弱。
如赤道地区被赤道低压带控制,多对流雨,而副热带地区被副高控制,多晴朗天气,所以赤道地区的太阳辐射要弱于副热带地区。
(3)海拔高低
海拔高,空气稀薄,大气对太阳辐射的削弱作用弱,到达地面的太阳辐射就强;反之,则弱。如青藏高原成为我国太阳辐射最强的地区,主要就是这个原因。
(4)日照长短
日照时间长,获得太阳辐射强;日照时间短,获得太阳辐射弱。如我国夏季南北普遍高温,温差不大,是因为纬度越高的地区,白昼时间长,弥补了因太阳高度角低而损失的能量。
太阳的大气层,是人类能观测到的太阳的部分,从里到外分为光球、色球和日冕三个圈层(图1.16)。
二、太阳活动对地球的影响
1.太阳的大气层
图1.16太阳大气层结构
①日冕是太阳大气的最外层,可以延伸到几个太阳半径,甚至更远。它的亮度仅为光球的百万分之一,只有在日全食时或用特制的日冕仪才能用肉眼看见。
②光球是太阳大气的最底层。它发出的可见光最强,是用肉眼可以观测到的太阳表面。
③色球位于光球之外。由于色球发出的可见光总量不及光球的千分之一,因此人们平常看不到它,只有在日全食时或者用特殊的望远镜才能看到。
2.太阳风
太阳大气不断释放高速带电粒子流,这种带电粒子流被称为太阳风(图1.17)。正常情况下,地球的磁场能够阻挡太阳风,使地球免受太阳风的危害。
图1.17 吹向地球的太阳风
3.太阳活动
太阳大气的变化称为太阳活动。
太阳活动现象较多,主要有太阳黑子、太阳耀斑、日珥、日冕物质抛射等(图1.18),它们之间常有密切的联系。太阳黑子的多少和大小,可以作为太阳活动强弱的标志。太阳耀斑、日珥、日冕物质抛射等是剧烈的太阳活动现象。
图1.18 太阳活动现象举例
①太阳黑子
太阳黑子是出现在光球层上的黑斑点。太阳黑子区城温度比周围低,因此颜色看上去深一些,人们发现太阳黑子数量具有周期性变化,有的年份多,有的年份少(太阳黑子的变化周期约为11年)。
②太阳耀斑
太阳耀斑是色球表面忽然出现的大而亮的斑块。一个大的太阳耀斑在短期可以发出相当于10亿颗氢弹爆炸所产生的能量。长期的观测发现,大多数太阳耀斑和太阳黑子活动相关。
③日珥
日珥是在色球层上发生的一种剧烈太阳活动现象,喷射的气体呈弧状,像太阳的耳朵一样,由此得名。日全食时,可用肉眼观测火紅的日珥。日珥爆发时会喷射大量带电粒子。
④日冕
日冕物质抛射表现为日冕结构在几分钟至几小时内发生明显变化,向外抛射大量带电粒子。它使大范围日冕受到扰动,破坏了太阳风的流动,是规模最大、程度最剧烈的太阳活动现象。
4.太阳活动对地球的影响
太阳活动对地球有显著的影响。当太阳活动增强时,太阳风变得强劲,会扰动地球的磁场和大气层,产生磁暴、极光等现象。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(图1.19)。
(1)太阳黑子和耀斑增多时,发射的电磁波扰动地球上空的电离层,影响无线电短波通信。
(2)太阳大气抛出的高能带电离子会扰乱地球磁场,产生“磁暴”现象。
(3)太阳风形成的高能带电粒子流冲进两极地区的高空大气,产生“极光”现象。
(4)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。
1859年的太阳耀斑爆发是第一次有记录的太阳活动现象,这次太阳活动能量巨大,造成全球电报业务中断,在低纬度地区产生极光,但并没有对人类造成严重的危害。
1989年3月13日,一次日冕物质抛射使得加拿大魁北克地区的电网受到严重损坏,出现大范围的断电事故,停电时间长达9小时。当天,澳大利亚输油管道受损,大西洋和太平洋海底电缆受到冲击,美国四颗卫星受损。然而这次太阳活动的强度尚不及1859年的三分之一。
一些科学家预估,若与1859年强度相当的太阳活动发生在现代,全球的电力传输网络、无线电通信、卫星通信和传输、空间探测等可能会受到灾难性的影响。建立空间天气预报体系可对太阳活动进行监测和预报,帮助人类做好防护工作。
案例
不同历史时期太阳活动的影响
太阳对地球的影响
太阳辐射与地球
太阳活动与地球
太阳辐射的概念
太阳辐射对地球的影响
太阳辐射的分布及其影响因素
黑子、耀斑、太阳风
太阳活动对地球影响
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