内容正文:
第二节 太阳对地球的影响
[对应学生用书P9]
知识点一 太阳辐射与地球
1.太阳辐射
(1)定义:太阳以电磁波的形式向宇宙空间放射的能量。
(2)太阳辐射能量随波长的分布
波长及分区
太阳辐射的波长范围为0.15~4微米。
紫外区波长较短;可见光区波长适中;红外区波长较长
能量分布
太阳辐射能量主要集中在波长较短的可见光波段,约占总能量的50%
太阳常数
表示太阳辐射能量的物理量,太阳常数为8.24焦/(厘米2·分)
2.太阳辐射对地球的影响
(1)太阳辐射是地球大气运动、水循环的主要能源。
(2)太阳辐射为人类源源不断地提供能源。
(3)太阳辐射经植物的生物化学作用,可以转化成有机物中的生物化学能。
太阳辐射的“来”与“去”
(1)“来”:太阳辐射能量来源于太阳内部的核聚变反应。
(2)“去”:水能、风能是太阳能的转化形式。
知识点二 太阳活动与地球
1.太阳的外部结构:日冕层、色球层和光球层。
2.太阳活动
(1)概念:指太阳释放能量的不稳定性所导致的发生在太阳外部不同圈层的一些明显现象。
(2)重要标志:太阳黑子和耀斑。
(3)周期:约11年。
(4)太阳活动类型及分布
类型
位置
太阳大气层
活动特征
太阳
黑子
A
光球层
①太阳黑子温度比光球层平均温度低,在明亮光球的衬托下,显得暗淡一些;②黑子数目的变化大体上以11年为周期;③黑子数目最多的年份,称为太阳活动峰年;黑子数目最少的年份,称为太阳活动谷年
耀斑
B
色球层
①短时间内突然增亮的现象;②耀斑活动的周期也是11年,常随着太阳黑子的增多而增多;③激烈的能量爆发,以太阳射电爆发和高能粒子喷发等方式放出辐射能
日珥
向外猛烈地喷射出高达几万千米至几十万千米的红色火焰
太阳风
C
日冕层
①日冕层的高温使高能带电粒子向外运动,形成带电粒子流,好像是从太阳吹出来的一股“风”;②在太阳活动峰年,太阳风的强度相应增大
3.太阳活动对地球的影响
(1)引起大气电离层中强烈的电磁扰动——磁暴。
(2)扰动地球的电离层,影响短波通信,甚至威胁太空宇航器的安全。
(3)太阳风轰击极地上空的高层大气,产生极光现象。
(4)太阳活动与地球气候变化存在一定相关性。
◆自主检测
1.判断。
(1)太阳辐射强的地区,热量一定丰富。 ( × )
(2)地球上的能量全部来自太阳辐射。 ( × )
(3)汽车常用的汽油、柴油等燃料都是来自太阳辐射的能量。 ( √ )
(4)太阳黑子是黑色的。 ( × )
(5)极光现象出现在高纬地区的夜晚。 ( √ )
2.填图。
结合太阳外部大气层和太阳活动示意图,完善图中内容。
(1)太阳大气分层:A__________,B______________,C________。
(2)太阳活动类型:①__________,②__________,③________。
提示:(1)光球层 色球层 日冕层
(2)太阳黑子 耀斑 日珥
3.思考。
(1)太阳活动对地球的影响,白天和夜晚强度一样吗?
提示:不一样。太阳活动对无线电短波通信和地球磁场的影响白天较强。
(2)通常,太阳黑子和耀斑是同时爆发的吗?
提示:是。通常,太阳黑子活动增强的年份也是耀斑频繁爆发的年份,太阳黑子所在区域也是耀斑出现频率最多的区域。
[对应学生用书P11]
任务一__太阳辐射及其影响因素
“蜀犬吠日”出于唐·柳宗元《答韦中立论师道书》“屈子赋曰:‘邑犬群吠,吠所怪也。’仆往闻庸、蜀之南,恒雨少日,日出则犬吠,余以为过言。”意思是说屈原曾经作赋说:“邑犬之群吠兮,吠所怪也。”我过去听说庸和蜀地以南的地区,经常下雨,很少见到太阳,太阳一出来,狗便狂叫不止。
素有“日光城”之称的拉萨是西藏自治区首府,藏语意为“圣地”。拉萨位于雅鲁藏布江支流拉萨河中游北岸,海拔3 657米。这里属于高原干旱气候区,特点是气温偏低,降水较少,空气稀薄,日照时间长达3 000小时以上。
1.结合材料,请说出“蜀之南,恒雨少日”的原因。
提示:四川盆地空气潮湿,天空多云;四周群山环绕,中间平原的水汽不易散开。
2.四川盆地是我国年太阳辐射总量较低的区域,这一现象形成的主要原因是什么?
提示:四川盆地受西南季风的影响,降水量大,阴雨天较多,故年太阳辐射总量较低。
3.我们到拉萨旅游,会发现市区的路灯多为太阳能路灯,其主要原因是什么?
提示:拉萨所在地区降水少、晴天多,太阳能资源丰富。
1.影响太阳辐射的因素
地表获得太阳辐射量的多少直接取决于太阳辐射强度和日照时间,具体的影响因素包括纬度、天气、地势、大气透明度等。如下图所示:
2.太阳辐射对地理环境及生产、生活的影响
对地理环境的影响
太阳辐射是地球上大气能量的根本来源,维持着地表温度
太阳辐射是地球上的水、大气运动和生命活动的主要动力
自然界的岩石风化等与太阳辐射有关
从生物界来看,动植物的生长发育离不开太阳提供的光和热
对生产、生活的影响
生产和生活中所使用的能量主要是由石油、煤炭等矿物能源提供的,这些矿物能源都是地质历史时期生物固定以后积累下来的太阳能
太阳辐射也是人类生产、生活的直接能量来源,如人们可直接利用太阳辐射为太阳能热水器、太阳灶、太阳能光伏电站来提供能量
不利影响
过多的紫外线会危害地球生物
3.年太阳辐射总量的分布
(1)全球年太阳辐射总量分布
年太阳辐射总量最大值出现在回归线附近的沙漠地区,而不是出现在赤道地区。
世界各地年太阳辐射总量分布不均衡,总体分布特征如下:
②时间分布:夏季太阳辐射强于冬季。
(2)我国年太阳辐射总量的空间分布及原因
2023年3月16日,我国太阳能热利用行业年会在千年古城安徽寿县召开。时隔两年,各行业代表再聚首,共同探讨“双碳”之下太阳能光热行业的发展之路,推动太阳能热利用行业“砥砺前行,创新发展”。太阳能作为一种清洁的、可再生的新能源,人们对其利用也越来越广泛。据此完成1~2题。
1.下列属于人类对太阳能间接利用的有 ( )
①沼气 ②太阳灶 ③煤炭 ④太阳能热水器
A.②③ B.①④
C.①③ D.②④
2.下列地理事象与太阳辐射有关的是 ( )
①地球上水往低处流
②地球上植物的光合作用
③地球上水的蒸发
④地球上地热资源分布
A.①② B.②③
C.①④ D.③④
1.C 2.B 解析:第1题,太阳灶、太阳能热水器均属于人类对太阳能的直接利用,②④错误;沼气通过生物发酵获得,生物的生长需要太阳能;煤炭是地质时期被植被所固定以后积累的太阳能。沼气和煤炭均属于人类对太阳能的间接利用,①③正确。故选C项。第2题,地球上水往低处流与重力有关,①错误;地球上植物的光合作用需要利用太阳辐射,地球上的水蒸发需要吸收太阳辐射,②③正确;地球上地热资源的分布与地球内能有关,与太阳辐射无关,④错误。故选B项。
下表为我国四个城市12月与6月的太阳辐射强度表。据此完成3~4题。
3.①②③④代表的城市依次为 ( )
A.哈尔滨、西宁、上海、北京
B.北京、上海、西宁、哈尔滨
C.西宁、哈尔滨、北京、上海
D.上海、西宁、哈尔滨、北京
4.6月,影响③城市太阳辐射强度偏小的主要因素是 ( )
A.太阳高度 B.天气状况
C.地形地势 D.下垫面性质
3.A 4.B 解析:第3题,我国太阳辐射强度西部大于东部,夏季大于冬季。②城市冬夏季都是四个城市中太阳辐射强度最大的,所以是西宁;①城市夏季和冬季太阳辐射强度差异大,而冬夏季太阳辐射差异大小的影响因素主要是纬度,哈尔滨是四个城市中纬度最高的,故①城市为哈尔滨。故选A项。第4题,③城市在夏季的时候由于降水多,云层厚,大气的削弱作用强,到达地表的太阳辐射少。故影响③城市6月太阳辐射强度偏小的主要因素是天气状况。B项正确。
任务二__太阳活动的影响
美国国家海洋和大气管理局太空天气预报中心2024年5月14日更新消息说,当天太阳产生了强度达X8.7级的耀斑,这是从2019年开始的本轮太阳活动周期中最强的一次太阳耀斑。
1.太阳活动现象主要出现在太阳的内部还是外部?各有什么具体的表现?
提示:主要出现在太阳外部的大气层中。其中太阳黑子主要出现在太阳大气的光球层上,耀斑主要出现在色球层上,太阳风主要出现在日冕层上。
2.科学家认为2019年为太阳活动极小年,那么上一次太阳活动极小年是什么时候?
提示:因太阳活动周期约为11年,由此可推知上一次太阳活动极小年出现在2008年前后。
3.太阳活动会对地球产生哪些影响?
提示:影响无线电短波通信;使地球磁场产生磁暴现象;两极地区出现极光现象;影响天气、气候等。
1.太阳外部结构、特征及太阳大气的主要活动
2.太阳活动及其对地球的影响
读太阳及其大气结构示意图,完成1~2题。
1.关于太阳大气层,下列叙述正确的是 ( )
A.①层是色球层
B.②层为光球层
C.太阳黑子多发生在①层
D.耀斑多发生在③层
2.太阳活动时,用一般收音机收听短波广播,声音常常忽大忽小,甚至中断,主要是因为 ( )
A.太阳大气抛出的带电粒子流扰乱了地球磁场
B.太阳大气发射的电磁波扰乱了地球上空的电离层
C.短波在大气中传播时,被空气分子吸收
D.短波到达电离层后,被全部反射回到地面
1.C 2.B 解析:第1题,图中①层是光球层,②层为色球层,太阳黑子多发生在①光球层,耀斑多发生在②色球层,③层为日冕层,常见现象是太阳风。故选C项。第2题,太阳大气抛出的高能带电粒子流扰乱了地球磁场,会产生“磁暴”现象,“磁暴”的影响是使指南针不能正确指示方向;太阳大气发射的电磁波扰乱了地球上空的电离层,会干扰无线电短波通信。故选B项。
丹麦某大学利用我国科学大工程郭守敬望远镜数据取得了一项重大研究成果:太阳有一天可能会用比往常强烈数千倍万倍的超级耀斑“轰炸”地球,导致大气层沸腾,甚至让生命灭绝。被人们形象地称为“太阳发脾气”。据此完成3~5题。
3.下列关于材料中提到的“超级耀斑”,说法正确的是 ( )
A.出现在太阳色球层
B.每11年必爆发一次
C.温度比其他区域低
D.肉眼可以直接观测
4.“超级耀斑”导致大气层沸腾,甚至让生命灭绝的主要原因是 ( )
A.使地球产生磁暴现象
B.会影响地球无线电通信
C.带来大量能量,使得地球大气异常升温
D.会产生极光现象
5.到下列哪个国家旅行有可能欣赏到因“太阳发脾气”而形成的空中梦幻景观 ( )
A.加拿大 B.英国
C.意大利 D.巴西
3.A 4.C 5.A 解析:第3题,耀斑出现在太阳的色球层,是突然出现的大而亮的斑块,温度比其他区域高,不可用肉眼直接观测,A项正确,C、D项错误;太阳活动的周期约为11年,根据材料“太阳有一天可能会用比往常强烈数千倍万倍的超级耀斑‘轰炸’地球,导致大气层沸腾,甚至让生命灭绝”分析可知,“超级耀斑”不会周期性出现,B项错误。第4题,从材料中“大气层沸腾”可以判断“超级耀斑”会带来大量能量,使得地球大气异常升温,C项正确;产生磁暴、影响无线电通信和产生极光都不至于让生命灭绝,A、B、D项错误。第5题,因“太阳发脾气”而形成的空中梦幻景观即极光现象,应发生在高纬度地区的夜空,四个国家中加拿大纬度最高,因此在该国可以欣赏到极光,故选A项。
[对应学生用书P14]
[创新素材]
屋顶安装的太阳能系统,可使得管道中的水被加热。热水流到存储池后,通过水泵和管道输送到不同的房间(如图甲)。
世界上很多国家都建设了大规模的太阳能光伏电站。图乙为我国柴达木盆地中的太阳能光伏电站,装机容量达2 000多兆瓦。
[新题优选]
上海没有油田和煤矿,但有两亿平方米的屋顶,不能辜负了屋顶上这片免费的阳光。下图为屋顶太阳能发电装置景观图。图中屋顶的黑色“硅板”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,把富余的电能送入电网。据此完成1~2题。
1.下列自然现象与太阳辐射无关的是 ( )
A.生物的出现 B.水体的运动
C.火山的喷发 D.风的形成
2.上海积极推广“太阳能屋顶计划”是因为 ( )
A.上海是我国太阳能资源最丰富的地区
B.上海常规能源(煤炭、石油等)短缺,能源需求量大
C.太阳能资源清洁、可再生,能量集中
D.上海经济发达,能源蕴藏量大
1.C 2.B 解析:第1题,太阳辐射是促进地球上生命活动、水体运动、大气运动的主要动力,说明生物出现、水体运动、风形成的能量都来自太阳辐射,A、B、D项不符合题意;火山喷发来自地球的内能,与太阳辐射无关,C项符合题意。第2题,上海积极推广“太阳能屋顶计划”,是因为上海经济发达,煤炭、石油等常规能源短缺,能源需求量大,该计划可以缓解上海能源紧张的状况,B项正确,D项错误;我国太阳能资源最丰富的地区是青藏高原,A项错误;太阳能资源清洁、可再生,但是能量分散,C项错误。
[命题解读]
[对应学生用书P15]
读太阳辐射能量随波长的分布图,完成1~2题。
1.下列有关太阳辐射的叙述,正确的是 ( )
A.太阳辐射是太阳影响地球的主要方式之一
B.表示太阳辐射能量的主要物理量是波长
C.太阳常数是单位面积、单位时间到达地面的太阳辐射量
D.太阳辐射绝大部分可以到达地面
2.太阳辐射能量主要集中在图中的 ( )
A.红外区 B.紫外区
C.可见光区 D.微波区
1.A 2.C 解析:第1题,太阳辐射是地球的主要能量来源,是太阳影响地球的主要方式之一,A项正确;太阳常数是表示太阳辐射能量的常量,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平方厘米面积上,1分钟内所得到的太阳辐射能量,而不是到达地面的太阳辐射量,B、C项错误;到达地球的太阳辐射,约占太阳辐射总量的二十二亿分之一,是很少的一部分,D项错误。第2题,太阳辐射能量主要集中在可见光区,C项正确。
读我国年太阳辐射总量分布图,完成3~4题。
3.图中年太阳辐射总量 ( )
A.哈尔滨比济南多
B.分布呈东多西少
C.上海大于1 200千瓦·时·米-2
D.平原地区比高原地区丰富
4.只考虑自然因素,最不适合推销太阳能热水器的城市是 ( )
A.济南 B.拉萨 C.上海 D.重庆
3.C 4.D 解析:第3题,根据图例可知,图中年太阳辐射总量哈尔滨比济南少,A项错误;整体东少西多,B项错误;上海大于1 200千瓦·时·米-2,C项正确;年太阳辐射总量平原地区比高原地区少,D项错误。第4题,只考虑自然因素,太阳能热水器适宜分布在太阳能丰富的地区,最不适合推销太阳能热水器的城市是太阳能最贫乏的城市,四个选项中重庆太阳能最贫乏。故选D项。
读太阳的外部圈层结构特征变化与太阳活动示意图,完成5~6题。
5.下列有关太阳外部圈层结构特点的说法,正确的是 ( )
A.温度最高的是色球层
B.亮度最大的是太阳内部
C.厚度最厚的是色球层
D.温度最高的是日冕层
6.下列叙述正确的是 ( )
A.太阳黑子和耀斑都出现在太阳色球层上
B.新加坡的小朋友在晚上做作业时看到了美丽的极光现象
C.前一次太阳活动极大年到再一次太阳活动极大年的平均周期约为11年
D.太阳活动发射的电磁波会扰乱地球大气层,影响地面无线电短波通信
5.D 6.C 解析:第5题,太阳外部圈层中温度最高的是日冕层,A项错误、D项正确;亮度最大的是光球层,B项错误;厚度最厚的是日冕层,C项错误。第6题,太阳黑子出现在光球层,A项错误;新加坡位于赤道附近,不会出现极光现象,B项错误;前一次太阳活动极大年到再一次太阳活动极大年的平均周期约为11年,C项正确;太阳活动发射的带电粒子流会扰乱地球电离层,影响地面无线电短波通信,D项错误。
下图为太阳黑子相对数与温带乔木年轮相关性曲线图。据此完成7~8题。
7.此图反映出 ( )
A.太阳黑子数量越多,乔木生长越快
B.乔木生长速度与太阳活动强弱无相关性
C.太阳黑子活动越强,乔木生长越慢
D.太阳黑子释放高能带电粒子,抑制植物生长
8.下列现象中,主要由太阳活动引起的是 ( )
A.阴晴雨雪 B.地球磁暴
C.冰川融化 D.火山喷发
7.A 8.B 解析:第7题,读图可知,太阳黑子数量多的年份,乔木的年轮宽度增加,因此太阳黑子数量越多时,乔木生长越快,故选A项。第8题,阴晴雨雪是天气现象,不是由太阳活动引起的,A项错误;太阳耀斑爆发抛出高能带电粒子,会扰动地球磁场,产生磁暴现象,B项正确;冰川融化受太阳辐射的影响,与太阳活动关系不大,C项错误;火山喷发是地球内部能量的释放,D项错误。故选B项。
下图是我国30°N地区年太阳辐射总量分布图。读图并根据所学知识完成9~11题。
9.下列四地中,年太阳辐射总量差异最大的两地是 ( )
A.A地与B地 B.A地与C地
C.C地与D地 D.B地与C地
10.由图可知,下列四地最适宜建设太阳能发电站的地点是 ( )
A.A地 B.B地
C.C地 D.D地
11.造成C地比A地年太阳辐射总量低的原因主要是 ( )
①地形 ②河流 ③天气状况 ④纬度
A.①② B.③④
C.①③ D.②④
9.B 10.A 11.C 解析:第9题,读图可知,A、C两地年太阳辐射总量差异最大。故选B项。第10题,太阳能发电站应建在太阳能丰富的地区,相比其他三地,图示A地年太阳辐射总量最大,最适宜修建太阳能发电站。故选A项。第11题,A地位于青藏高原,海拔较高,空气稀薄,晴天多,大气对太阳辐射的削弱作用弱,到达地面的太阳辐射量多;C地位于四川盆地,水汽不易扩散,阴雨天气较多,大气对太阳辐射的削弱作用强,到达地面的太阳辐射量少。①③正确,故选C项。
下图为宁夏太阳能分布示意图(单位:MJ/m2·a)。读图,完成12~13题。
12.宁夏太阳能分布特点是 ( )
A.北部多于南部 B.东部多于西部
C.从南向北递增 D.中部多、四周少
13.宁夏太阳能丰富的主要影响因素是 ( )
A.海拔 B.纬度
C.降水 D.植被
12.A 13.C 解析:第12题,根据图中太阳能等值线的分布特征判断,宁夏太阳能资源北部多于南部。A项正确。第13题,宁夏位于我国西北地区,深居内陆,再加上重重山脉阻挡,受来自海洋的夏季风影响小,晴天多,降水少,所以太阳能资源丰富。C项正确。
日环食发生时太阳的中心部分黑暗,边缘仍然明亮,形成光环。2023年4月20日发生一次罕见的日全食与日环食混合发生的日全环食天象。这是一种特殊的日食。据此完成14~15题。
14.本次日环食发生时,人们能观测到的“金边”是 ( )
A.光球层 B.色球层
C.日冕层 D.对流层
15.当上述太阳大气层的太阳活动强烈时,太阳对地球的影响叙述正确的是 ( )
A.全球农业倾向于增产
B.地球上降水偏多
C.高纬地区极光消失
D.无线电短波信号增强
14.A 15.A 解析:第14题,光球层为平时所见的明亮的太阳,日环食发生时太阳没有被完全遮挡住,光球层仍然可见;色球层和日冕层被光球层的光芒所覆盖,只有日全食时才可见到。A项正确,B、C项错误;对流层属于地球大气层,D项错误。第15题,光球层上太阳活动的标志是太阳黑子。当太阳出现大片太阳黑子的时候,会引起地球上气候的变化,在某些地方,如干旱地区降水会增多,水分条件会改善,农业会增产;太阳黑子增多时,有些地方降水增多,有些地方降水减少,因此不能说地球上降水偏多,A项正确,B项错误;造成地球高纬地区上空出现绚丽多彩的极光的太阳活动是太阳风,C项错误;无线电短波受电离层扰动影响,太阳活动强烈时,可能会使无线电短波通信中断,D项错误。
地球上的极光是太阳风被地球磁场捕获,轰击大气层,使大气电离产生的发光现象。金星是我们观测到的除日、月之外的最亮天体,金星大气层比地球大气层浓密,导致只有少量的太阳辐射能到达金星表面。据此完成16~17题。
16.太阳黑子、耀斑、太阳风分别发生在太阳的 ( )
A.光球层、色球层、日冕层
B.光球层、日冕层、色球层
C.日冕层、色球层、光球层
D.色球层、光球层、日冕层
17.金星上没有极光现象,其最合理的解释是 ( )
A.大气层浓密 B.质量小
C.没有磁场 D.亮度高
16.A 17.C 解析:第16题,太阳黑子和耀斑都是太阳活动的主要标志,太阳黑子出现在太阳大气层的光球层上,耀斑出现在色球层上,太阳风出现在日冕层上。A项正确。第17题,极光是太阳风被磁场捕获,轰击大气层,使大气电离产生的发光现象。金星磁场为地球的十万分之一,磁场太弱,可以忽略不计,所以没有极光;大气层密度、质量、亮度对极光影响不大。故选C项。
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