内容正文:
西藏冈底斯藏医学院的太阳能光伏电站
西藏阿里地区的冈底斯藏学院,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了很大影响。
2015年,学校建成太阳能光伏电站,实现了24小时不间断供电。
1.阿里地区以前为什么缺电?现在为什么选择太阳能光伏电站发电?(位置、地形)
2. 除了利用太阳能发电,太阳辐射对我们的生存环境以及生产、生活有哪些影响?
——太阳对地球的影响
探险太阳系
2
活动1:了解太阳辐射
名称 │ 太阳
性质 │
主要成分 │
表面温度 │
太阳辐射 │
能量来源 │
阶段:稳定的壮年期
气体星球
氢、氦
约6000K
太阳源源不断地以电磁波的形式向宇宙空间放射能量的现象
太阳内部的核聚变
太阳辐射对地球和人类生产、生活的影响
为地球提供光、热资源
维持地表温度,是地球上的水、大气运动和生命活动的主要动力
为人类生产和生活活动提供能源,如煤、石油等
活动1:了解太阳辐射
0°
10°
20°
30°
40°
50°
60°
70°
80°
90°N
年总辐射量(×109J/㎡)
0
3
9
12
15
6
生物量
27kg/㎡
亚寒带针叶林
热带雨林
生物量
9kg/㎡
北半球大气上界太阳辐射分布图
热带雨林和亚寒带针叶林生物量的差异图
北半球大气上界太阳辐射分布有何规律?
生物量与大气上界太阳辐射的分布有什么样的关系?
大气上界太阳辐射量自低纬度向高纬度递减
正相关;太阳辐射大的低纬地区生物量要比太阳辐射小的高纬地区多
(明图名,找横纵坐标含义、找最值、找趋势、)
全球年太阳辐射空间分布规律
合作探究一
1.读图描述世界太阳辐射总量分布有什么特点?
空间分布 不同纬度分布
相同纬度分布
时间分布
大致由低纬向高纬递减
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
夏季太阳辐射强于冬季
“分布特征”答法
①总体分布特征:总体分布均匀/不均匀
②极值:xx多(高),xx少(低)
③变化规律:从xx向xx递增(或递减)/从xx向xx波状递增(或递减)
纬度不同导致太阳高度角的差异,致使太阳辐射的分布差异
上课过程中标出太阳高度角
7
中国太阳辐射空间分布规律
合作探究一
2.说出我国年太阳辐射总量的空间分布特征?
①总体上来说,西北内陆地区 较多,东南沿海地区较少
②由东南沿海向西北内陆递增。
③最丰富的区域在青藏高原,最贫乏的在四川盆地
中国太阳辐射空间分布规律
合作探究一
3.为什么太阳辐射量最丰富的区域在青藏高原,最贫乏的在四川盆地?
青藏高原(丰富区)
该地区海拔高,空气稀薄,大气对太阳辐射的削弱作用小
晴天多,日照时间长,大气中水汽、尘埃含量少
透明度高,到达地面的太阳辐射多
四川盆地(贫乏区)
原因:盆地地形,水汽不易散发;阴天、雾天多,大气中水汽含量多,大气削弱作用强
影响太阳辐射的因素还有哪些呢?
中国年太阳辐射总量分布图
结合生活实际回答:
①家里的太阳能热水器什么时候温度更高 (阴天、晴天、雨天、多云)
天气状况对太阳辐射的影响
②家里的太阳能热水器在什么季节需要打开电源用电力辅助加热(春季、夏季、秋季、冬季)
太阳高度和日照时间对太阳辐射的影响
合作探究一
影响太阳辐射的因素
纬度因素
日照时间
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。
中国年平均气温分布图
太阳辐射高≠气温高
中国年太阳辐射总量分布图
活动1:了解太阳辐射
太阳辐射包括可见光区、紫外光区、红外光区等。
适量紫外线照射有益于健康,在生成维生素D中起着至关重要的作用。但过度暴露于紫外线辐射则有导致皮肤癌、DNA损伤、晒伤、老年黄斑变性、加剧白内障等不良影响。
光球
色球
日冕
太阳大气最底层
可见光最强
肉眼可观测
光球层之外
可见光不及光球的千分之一
日全食或特殊望远镜可见
可延伸到几个太阳半径
亮度仅为光球的百万分之一
日全食或日冕仪可观测
太阳大气的圈层结构
活动2:介绍太阳大气圈层和太阳活动
光球
色球
日冕
日冕物质抛射
太阳耀斑、日珥
黑子
太阳活动
活动2:介绍太阳大气圈层和太阳活动
太阳黑子区域温度比周围低,因此颜色看上去深一些
太阳黑子的多少和大小可以作为太阳活动强弱的标志。
太阳黑子
色球表面出现的大而亮的斑块,可在短期内发出相当于10亿颗氢弹爆炸说产生的能量。
太阳耀斑
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,日珥爆发时会喷射大量带电粒子。
日珥
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。
日冕物质抛射
太阳风是指从太阳上层大气射出的超声速等离子体带电粒子流。太阳风是一种连续存在,来自太阳并以200-800km/s的速度运动的高速带电粒子流。这种物质是由比原子还小的基本粒子——质子和电子等组成,但它们流动时所产生的效应与空气流动十分相似,所以称它为太阳风。
太阳风
强调正常情况下,地球的磁场能够阻挡太阳风,使地球免受太阳风的危害。
活动3:太阳活动对地球的影响
卡灵顿事件(Carrington Event):卡灵顿事件[1]是在1859年9月1-2日,第10太阳周期(1855-1867年)期间的一场强大地磁风暴。太阳的日冕物质抛射撞击地球磁场,并诱发有纪录以来最大的地磁风暴。英国天文学家理查·卡灵顿和理查·霍奇森观测与纪录了太阳光球中相关的"白光闪焰"。这场风暴造成强烈的极光,并对电报系统造成严重破坏。这种规模的太阳风暴如果发生在现代,将造成大范围的电力中断。
魁北克电力系统中断: 1989年3月磁暴是发生在第22太阳周期,造成魁北克水力发电厂系统瓦解的一个强烈磁暴。
这次磁暴是1989年3月9日发生的日冕物质抛射导致的结果。在3.5天之后的1989年3月13日2:44,强烈的磁暴袭击了地球 。磁暴首先在极区引发了激烈的极光,连远在美国南方的德州都能看见。其次,加拿大一处电力系统受到磁暴的干扰引发设备故障,造成魁北克全省停电9个小时。太空中同样损失惨重:人们发现,多颗卫星的功能出现了异常。
活动3:太阳活动对地球的影响
2.太阳风:正常情况下,地球的磁场能够 ,使地球免受太阳风的干扰。
3.当太阳活动增强时,太阳风变得强劲,会扰动地球的 和 ,产生 、 等现象,还会对 、 、 、 等人类活动产生灾害性的影响。
阻挡太阳风
磁场
大气层
磁暴
极光
卫星导航
空间通信
电网
航空航天
北半球•极光最佳观测地带
Best observation zone of Aurora in Northern Hemisphere
思考:极光的观测的条件(地点、时间)?
极光观测条件:
①太阳活动强烈的时候
②高纬度地区
③夜间时期(极夜)
活动4:太阳活动的周期变化
10年
10年
12年
27个波峰,平均间隔11年
1710年
2010年
1975年
1985年
1995年
2007年
阅读课本P13图表,小组讨论,分析太阳黑子的变化周期,完成1~3题。
1970-2015年的太阳黑子数和18世纪以来的太阳黑子数的基本规律一致:太阳黑子数呈波动变化,消长周期约为11年
总结和反思
太阳对地球的影响
提供光和热,维持地表温度
为人类的生活、生产提供能量(直接或间接)
是地球上水、大气运动和生命活动的动力
影响地理环境,使许多自然地理现象呈现纬度地带的差异
太阳辐射
太阳活动
太阳大气
光球
(黑子)
色球
(耀斑、日珥)
日冕
(日冕物质抛射)
扰动地球的磁场和大气层
产生磁暴、极光等现象
卫星导航、空间通信、电网、航空航天等出现故障
监测和预报
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