内容正文:
第二节 太阳对地球的影响
一、必备知识基础
2021年我国能源局印发了关于整县(市、区)屋顶分布式光伏开发的通知,要求做到分布式光伏“宜建尽建”与“应接尽接”。图1为皖南某村屋顶分布式光伏开发景观图,图2为集中式光伏发电景观图。据此完成1~3题。
1.皖南地区各月光伏发电度数结算差异较大,发电量最高的月份是( )
A.2月 B.5月
C.8月 D.11月
2.与集中式光伏发电相比,屋顶分布式光伏发电( )
A.占用土地少 B.输电损耗大
C.受天气影响大 D.清洁无污染
3.从发电稳定性角度考虑,分布式光伏“宜建尽建”的地区是( )
A.西南地区
B.青藏地区
C.长江中下游地区
D.四川盆地
广东省北部和西部多为山地和丘陵,夏季多地形雨,南部和东部以平原和台地为主。广东经济发达,近年来积极发展“光伏+农业”产业模式,形成了陆地区“农光互补”、沿海区“渔光互补”的新型农业发展格局,为乡村振兴注入新动力。读广东省年太阳辐射量空间分布示意图,完成4~5题。
4.影响广东省东、西部年太阳辐射量差异的主要因素是( )
A.海拔 B.海陆位置
C.天气状况 D.纬度位置
5.仅考虑太阳辐射量,广东省发展“光伏+农业”产业模式效果最差的城市为( )
A.连州 B.罗定
C.阳山 D.汕头
[2025·湖南张家界高一期末]2024年是太阳活动的“大年”,太阳还会有“大事”。1月1日,中国天气监测预警中心发布耀斑黄色预警,本次耀斑是6年多来的最强耀斑。据此完成6~7题。
6.太阳还会有“大事”,是指( )
A.太阳活动剧烈
B.太阳运行轨道改变
C.太阳黑子数量减少
D.肉眼可观察色球层
7.强耀斑产生的影响是( )
A.出现壮观的日全食现象
B.航空航天设备遭受损坏
C.导航设备定位更加准确
D.极光出现范围更加狭小
太阳射电流量(F107)是太阳10.7 厘米波长附近的辐射通量值,具有11年左右的周期,与太阳活动水平呈正相关。下图为2009—2023年太阳10.7厘米射电流量月均值。据此完成8~9题。
8.根据图文资料,下列说法最可信的是( )
A.2009年仅1个月就出现3个X级(最高级别)大耀斑
B.2014年较上年太阳活动水平更低,进入太阳活动低谷年
C.2019年太阳表面惊现巨大黑子,或导致全球电网瘫痪
D.2023年绚丽多姿!我国北方多地上演“极光秀”
9.2023年11月30日,中国气象局国家空间天气监测预警中心发布大磁暴预警,下列指数受此影响明显的有( )
①洗车指数 ②短波收听指数 ③交通指数 ④信鸽飞行指数 ⑤穿衣指数 ⑥北斗导航指数
A.①③⑤ B.②④⑥
C.①②③ D.④⑤⑥
二、关键能力提升
我国年太阳辐射总量分布不均,近四十年来东部地区存在明显减少的趋势。下图示意我国年太阳辐射总量分布。据此完成10~11题。
10.我国年太阳辐射总量的分布状况是( )
A.平原大于盆地
B.哈尔滨多于上海
C.南方多于北方
D.济南大于1 500 kW·h/m2
11.近四十年来,我国东部地区年太阳辐射总量减少,主要原因是( )
A.全球变暖的影响
B.大气污染物增加
C.降水量显著增加
D.植被覆盖率增加
中国首条零碳运营高速公路——山东济潍高速公路充分利用路边坡、隧道入口、服务区等空间,综合布局光伏发电(下图)和储能系统,实现服务区、隧道及相关设备电力自给自足。据此完成12~13题。
12.济潍高速公路沿线采用光伏发电对环境的主要影响是( )
A.减轻边坡水土流失
B.增加植被覆盖率
C.增加耕地资源占用
D.保护生物多样性
13.与夏季相比,影响济潍高速沿线区域冬季光伏发电量的主导因素是( )
A.纬度 B.昼长
C.云量 D.地形
江苏省某中学天文社开展了“太阳耀斑与地球电离层突变监测”研究。下图为某年7月8日监测到的一个M6.5级耀斑爆发引发的电离层突变效应(图中黑圈处)。结合所学知识,完成14~16题。
14.下列说法正确的是( )
A.耀斑爆发可能中断有线电视信号传输
B.耀斑是色球层中激烈的能量爆发
C.耀斑发生的周期为十几秒
D.耀斑爆发使地球形成特大暴雨
15.以下选项中,受太阳活动影响较小的是( )
A.通信部门 B.航天部门
C.纺织工业 D.气象部门
16.这种现象强烈时,人类有效的防范措施是( )
A.增加户外活动
B.做好应急准备
C.扩大电信网络建设
D.保护宇宙环境
17.阅读图文材料,完成下列各题。
能源利用的必然趋势是转向以可再生能源为主。光伏树是将光伏发电系统与各种仿生树相结合,具有各种功能的多用途发电装置。光伏树有利于实现城市发展的“生态化、绿色化、智能化”。图1为光伏树,图2为我国年太阳辐射总量空间分布图。
图1
图2
(1)说出光伏树发电的季节变化和日变化。
(2)与煤炭发电相比,简述城市采用光伏树发电的优劣点。
(3)从太阳辐射的角度看,拉萨是最适合建设光伏树的城市之一,请分析其原因。
三、学科素养培优
气象研究专家通过1961—2009年云贵高原太阳辐射观测站观测资料,将逐月太阳总辐射量累加得出当地太阳辐射季总量。下表示意1961—2009年云贵高原6个太阳辐射观测站不同季节太阳总辐射量(单位:MJ/m2)。据此完成18~19题。
站名
春季
夏季
秋季
冬季
昆明
1 714
1 340
1 123
1 249
丽江
1 853
1 570
1 376
1 409
腾冲
1 576
1 246
1 342
1 354
景洪
1 631
1 440
1 326
1 234
蒙自
1 684
1 470
1 248
1 229
贵阳
1 047
1 307
839
517
全部站点平均
1 584
1 396
1 209
1 165
18.下列城市中,与北半球大部分地区四季太阳辐射的特征最符合的是( )
A.昆明 B.腾冲
C.蒙自 D.贵阳
19.研究发现,云贵高原大多数地区3—5月的太阳辐射量远大于6—8月,其主要影响因素是( )
A.纬度 B.天气
C.地形地势 D.昼长
参考答案
1.C 2.A 3.B 解析 第1题,光伏发电是将太阳辐射能转化为电能的技术,太阳辐射越强,发电量越高。对于皖南地区来说,7、8月一般有伏旱天气,天气晴朗,故四个选项中,8月太阳辐射总量最大,发电量也最大。第2题,与地面光伏发电相比,屋顶分布式光伏发电占地面积小;集中式光伏发电、屋顶分布式光伏发电输电损耗差异不大,对于同一地点来说,其受到的输电损耗、天气影响是相同的;光伏发电是清洁无污染的,只是发电方式不同。第3题,青藏地区晴天多,太阳能资源丰富、发电较稳定,是分布式光伏“宜建尽建”的地区。西南地区、长江中下游地区、四川盆地降水多,云量大,不如青藏高原发电稳定。
4.C 5.A 解析 第4题,读图联系材料“广东省北部和西部多为山地和丘陵,夏季多地形雨,南部和东部以平原和台地为主”可知,广东省太阳辐射量东多西少,是因为西部多山地和丘陵,夏季多地形雨,云雨和大雾天气较多,太阳辐射弱;东部地形平坦,对夏季风及海风的抬升作用不明显,降雨天气相对更少,因此影响东、西部年太阳辐射量差异的主要因素是天气状况;广东在第三级阶梯,海拔差异对太阳辐射强弱的影响小;海陆位置不是影响广东太阳辐射的主要因素;东西部的纬度差异小。第5题,读图可知,连州的年太阳辐射量数值最小,仅考虑太阳辐射量,连州的“光伏+农业”产业模式效果最差。
6.A 7.B 解析 第6题,联系已学可知,太阳还会有“大事”说明太阳活动剧烈;太阳活动情况与太阳运行轨道无关,同时无材料说明太阳运行轨道改变;太阳活动大年,太阳黑子数量增多;通常情况下肉眼可观察的是太阳的光球层。第7题,联系已学可知,日全食现象的出现与日、地、月相对位置有关,与太阳活动无关;出现最强耀斑时,太阳大气释放高能粒子,会对宇航器和卫星上的电子元件造成损害;耀斑发生时会产生磁暴,影响航天器正常工作,导航设备定位精度下降,出现极光等现象,极光范围扩大。
8.D 9.B 解析 第8题,读图可知,太阳10.7厘米射电流量月均值在2023年达到峰值,因为其与太阳活动水平呈正相关,所以2023年太阳活动达到峰值,受太阳活动影响我国北方多地上演“极光秀”;2009年太阳10.7厘米射电流量月均值处于较低值,太阳活动水平较低,且无法判断耀斑数量;2014年较上年太阳活动水平更高;2019年太阳10.7厘米射电流量月均值处于较低值,太阳活动水平较低。第9题,据材料可知,2023年11月30日出现大磁暴现象,太阳活动高峰值时,发射的电磁波进入地球大气层,会引起大气层扰动,使地球上无线电短波通信受到影响,短波收听指数、北斗导航指数会受影响,②⑥正确;太阳大气抛出的高能带电粒子会扰乱地球磁场,影响信鸽飞行,信鸽飞行指数会受影响,④正确;洗车指数、穿衣指数主要受天气状况影响,①⑤错误;交通指数主要受人口、时间等因素影响,③错误。
10.D 11.B 解析 第10题,根据图片和题干信息可知,平原地区的年太阳辐射总量不一定大于盆地地区,比如图中塔里木盆地就比长江中下游平原高;依据图中信息可知,上海和哈尔滨都位于太阳辐射的可利用区,两者辐射总量大致相当;南方地区纬度较低,但阴雨天气多,北方地区晴天多,年太阳辐射总量较南方地区多;从图中可以看出,济南所处位置的年太阳辐射总量大于1 500 kW·h/m2。第11题,全球变暖不会影响太阳辐射总量;近四十年来,我国东部地区经济发展速度较快,工业发展快,大气污染增加,大气透明度降低,年太阳辐射总量减少;近四十年降水增加并不明显;植被覆盖率的增加可以改善局地气候,但对太阳辐射总量的影响相对较小。
12.A 13.B 解析 第12题,读图可知,济潍高速公路沿线采用光伏发电的集热板有些是覆盖在公路沿线的边坡上的,可以减少降水、地表径流等对边坡造成的水土流失;集热板占地较多,不能增加植被覆盖率和保护生物多样性;集热板并没有占用耕地。第13题,纬度和地形并没有明显的季节变化;与夏季相比,冬季昼长更短,接受的太阳辐射量少,会影响光伏发电量,济潍高速沿线区域冬季光伏发电量较夏季少;冬季云量较少,有利于光伏发电,因此云量不是影响冬季光伏发电量的主导因素。
14.B 15.C 16.B 解析 第14题,耀斑爆发可能中断无线电短波信号传输;耀斑是发生在色球层上突然增亮的斑块,是激烈的能量爆发;耀斑发生的周期约为11年;影响地球上气候的太阳活动主要是太阳黑子,但其不一定会使地球形成特大暴雨。第15题,太阳活动会干扰无线电短波通信,对航天器及通信具有较大影响,还会影响地球上的气候变化,因此通信、航天、气象等受太阳活动影响较大;太阳活动对纺织工业影响较小。第16题,在太阳活动高峰年,要减少户外活动;太阳活动高峰年,自然灾害等可能会增加,要加强监测和预报,做好应急准备;耀斑爆发时释放出的带电粒子到达地球,干扰电离层,使无线电短波通信中断,影响网络通畅,不应扩大电信网络建设;太阳活动的影响与保护宇宙环境无关。
17.答案 (1)冬季发电效果差,夏季发电效果好;白天发电效果好,晚上发电效果差。
(2)优点:可再生、无污染(清洁)。不足:不稳定(受环境、天气影响大)、能量密度低。
(3)海拔高,空气稀薄;晴天多,日照时间长;大气中尘埃含量少,透明度高;纬度较低,太阳辐射强。
解析 第(1)题,光伏树发电是利用太阳能进行发电,太阳辐射有明显的季节变化,冬季太阳辐射较夏季少,因此冬季发电效果差,夏季发电效果好;地球有昼夜交替现象,白天发电效果好,晚上没有太阳辐射,发电效果差。第(2)题,煤炭为矿物能源,属于非可再生能源,且燃烧过程中对环境污染较大,而太阳能属于可再生的清洁能源,无污染;但太阳辐射具有不稳定的特点,受环境(如不同季节、昼夜更替)和天气状况影响大,且太阳能较分散,能量密度低。第(3)题,拉萨位于青藏高原,被誉为“日光城”,海拔高,空气稀薄,太阳辐射强;降水较少,晴天多,日照时间长;工业污染少,大气中尘埃含量少,透明度高,太阳辐射强;纬度较低,太阳辐射强。
18.D 19.B 解析 第18题,北半球大部分地区一年四季中,夏季太阳辐射量最多,春、秋季次之,冬季最少。由材料可知,整体来说,云贵高原太阳辐射量春季最多,夏季次之,景洪、蒙自、贵阳三个观测站太阳辐射量秋季>冬季,而昆明、丽江、腾冲三个观测站太阳辐射量冬季>秋季。只有贵阳站的太阳辐射量夏季>春季>秋季>冬季,大致符合北半球大部分地区太阳辐射的季节分布规律。第19题,整体来说,云贵高原太阳辐射量春季最多,夏季比春季少。这与天气有关,云贵高原春季晴天多、湿度小,夏季云雨天气多,湿度大。云贵高原纬度、整体地形地势没有季节变化,对太阳辐射的影响是稳定的;3—5月和6—8月相比,6—8月昼长较长,理论上太阳辐射量应该更多。
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