内容正文:
第一章 宇宙中的地球
太阳对地球的影响
目录页
太阳辐射与地球
太阳活动与地球
01
02
课堂导入
太阳辐射与地球
1、太阳概况
(1)形状:巨大、炽热的气体星球。
(2)主要成分:________。
(3)表面温度:约6 000 K。
氢和氦
太阳辐射与地球
探究新知
2、太阳辐射
(1)概念:太阳源源不断地以________的形式向宇宙空间放射能量的现象。
(2)能量来源:太阳内部的________。
(3)生命周期:以目前聚变的速率来看太阳正处于_______的壮年期
电磁波
核聚变
稳定
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。
2、太阳辐射
(4)波长范围 :
0.15~4微米,分为紫外光、可见光和红外光三部分
紫 蓝 青 绿 黄 橙 红
0.4 微米 0.76微米
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%,所以称作短波辐射。
7%
50%
43%
太阳辐射与地球
探究新知
3.太阳常数
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。
太阳辐射与地球
7
阅读课本19页内容,思考:
计算:不考虑地球大气的作用,在将地球看作一个标准球体的条件下,每小时到达地球表面的太阳辐射相当于多少度电?
提示:1焦=1瓦·秒,1度=1千瓦·时。将地球面向太阳的半球的表面积换算成垂直于太阳光线的面积,就是地球上任何一个大圆的面积。
每小时到达地球表面的太阳辐射能量
=太阳常数✖垂直于太阳光线的大圆面积✖1小时
=8.24✖3.14✖(6371✖100000)2✖60
=6.301✖1020焦
=1.75✖1014度
探究活动二
太阳辐射与地球
阅读课本19页内容,思考:
大气上界水平面太阳辐射的分布
纬度 0° 10° 20° 23.5° 30° 40° 50° 60° 66.5° 70° 80° 90°
年总辐射量
/(×109焦/米2) 13.17 12.99 12.45 12.18 11.58 10.41 9.01 7.49 6.58 6.26 5.64 5.48
(1)根据表格数据,绘制大气上界太阳辐射量随纬度分布的统计图,据此归纳地球大气上界太阳辐射的分布规律。
探究活动三
太阳辐射与地球
地球大气上界太阳辐射量由低纬向高纬递减。
太阳辐射与地球
太阳辐射与地球
活动
活动
直射时,照射面积最小,单位面积所获得的太阳辐射则多
斜射时,照射面积大
单位面积上获得的太阳辐射则少
“世界年太阳总辐射量分布”
【特别提醒】
(1)到达大气上界的太阳辐射分布规律由低纬向高纬递减。
(2)全球年太阳辐射的最大值不是出现在赤道地区,而是出现在回归线附近的沙漠地区及青藏高原地区。
太阳辐射与地球
拓展
1、全球太阳辐射分布:
(1)空间分布:
①不同纬度分布:由副热带地区向南北两侧递减
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;
(全球太阳年辐射总量的最大值并不是出现在赤道地区,而是出现在回归线附近的沙漠地区及青藏高原地区)
(2)时间分布:
夏季太阳辐射强于冬季。
3
太阳辐射分布规律
世界年太阳辐射总量世界上年太阳辐射总量的最高值在北非撒哈拉沙漠地区。
赤道地区,虽然纬度越低,年平均正午太阳高度角就较大,太阳辐射能量更集中,同时经过大气的路径较短,到达地面的太阳辐射就较多。
但是赤道地区多阴雨天气,太阳辐射被削弱的多,到达地面的太阳辐射反而少。
Q:为什么世界年太阳辐射总量世界上年太阳辐射总量的最高值不是赤道地区呢?
分析影响太阳辐射的因素?
探究活动五
太阳辐射与地球
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。
从东南沿海向西北内陆逐渐增强。
主要影响因素是:天气状况
(1)观察并描述中国年太阳辐射总量的空间分布?其主要影响因素是?
4、中国太阳辐射能的分布
太阳辐射与地球
4、中国太阳辐射能的分布
太阳辐射与地球
(2)中国年太阳辐射的低值中心和高值中心分别在哪个地形区?
高值中心在青藏高原,低值中心在四川盆地
4、中国太阳辐射能的分布
太阳辐射与地球
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。
(3)为何青藏高原成为太阳辐射高值中心?
中国年太阳辐射分布
贫乏区<1200
可利用区(1200-1500)
较丰富区(1500-1700)
丰富区(>1700)
单位:KW·h/m2
南海诸岛
盆地地形,水汽不易散发,多阴雨和大雾天气,大气对太阳辐射的削弱作用强。
年太阳辐射分布贫乏区主要为四川、重庆、贵州大部分地区,其中四川盆地为低值中心
原因
“蜀犬吠日”
(4)为何四川盆地成为太阳辐射低值中心?
4、中国太阳辐射能的分布
太阳辐射与地球
4、中国太阳辐射能的分布
太阳辐射与地球
一般来说,太阳辐射强的地方,热量较丰富,但有些特殊区域并非如此。如青藏高原,虽处于我国年太阳总辐射量的高值中心,但由于空气稀薄,大气吸收的地面长波辐射少,大气的保温作用弱,成为我国夏季气温最低的地区。
温馨提示:太阳辐射强的地区热量不一定丰富!
中国7月气温分布图
太阳辐射与地球
光伏发电
煤
波浪
风能
水能
针叶林
雨林
石油
5、太阳辐射对地球的影响
举例说明太阳辐射对地球和人类的影响。
太阳辐射与地球
5、太阳辐射对地球的影响
22
二十二亿分之一
①直接提供光热、维持地表温度;绿色植物进行光合作用的必要条件。
5、太阳辐射对地球的影响
太阳辐射与地球
5、太阳辐射对地球的影响
太阳辐射与地球
水的循环运动
②是促进地球上的水循环、 大气运动和生物活动的主要动力。
太阳辐射与地球
煤
石油
③ 为人类生产生活提供重要能源。包括太阳能、生物质能、化石能源(煤、石油、天然气等)、风能和水能等。
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。
图中哪些是直接利用太阳辐射?哪些又是间接利用太阳能?
太阳灶、太阳能光热电站、太阳能热水器是直接利用。
煤炭、石油、天然气、风能、水能都是间接的太阳能。
有利
影响
不利
影响
直接提供光、热,维持地表温度,
促进地球上水循环、大气运动和生物活动。
为人类生产生活提供能源
直接利用:太阳能
间接利用:生物质能、化石能源、风能、
水能等
太阳辐射过强影响人体健康
——白内障、皮肤癌等等。
课堂练习
(24-25高一上·北京东城·期末)光热发电是利用熔盐吸收太阳辐射,再转化为电能的发电模式。下图为新疆哈密市国家光热示范项目——熔盐塔式50兆瓦光热发电站景观图。读图,完成下面小题。
2.新疆的能源类型多样。下列能源的形成与太阳辐射相关的是( )
①伊犁州的风能②塔什库尔干县的地热能
③若羌县的水能④塔里木盆地的石油
A.①②③ B.①②④ C.②③④ D.①③④
(24-25高一上·云南昭通·期中)读图我国年太阳辐射总量分布图,完成下面小题。
3.下列地区中年太阳辐射最少的是( )
A.四川盆地 B.华北平原
C.东北平原 D.云贵高原
课堂练习
4.甲地区太阳辐射总量多于同纬度东部地区,对其原因分析正确的是( )
①纬度高,太阳高度角大
②地势高,离太阳近,太阳辐射强
③地势高,空气稀薄,大气对太阳辐射的削弱作用小
④晴天多,大气透明度高,日照时间长
A.①③ B.①④ C.③④ D.②③
(24-25高一上·云南昭通·期中)读图我国年太阳辐射总量分布图,完成下面小题。
课堂练习
太阳活动与地球
TAIYANGHUODONGYUDIQIU
02
1.什么是太阳活动?
2.了解太阳的外部结构及特征
3.掌握太阳活动的类型和分布
4.太阳活动对地球的影响有哪些?
太阳活动
定义:太阳活动,是指太阳释放能量的不稳定性所导致的一些明显现象,如太阳黑子、耀斑、日珥和太阳风等。
太阳大气层: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。
2.3太阳活动的类型和分布
Part2
太阳大气结构
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
日冕
色球
光球
厚度增加
亮度减弱
温度升高
太阳黑子:光球层表面的黑斑点(因温度低于周围而显得黯淡),黑子数目的变化大致以11年为周期,太阳活动强弱的标志
耀斑:色球层的某些区域短时间内突然增亮的现象(温度高),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。耀斑的活动周期为11年,与黑子同步起落。
日珥:色球层中猛烈喷射的红色火焰,形态多变。
太阳黑子和耀斑是太阳活动的重要标志。
3.太阳活动类型
黑子
⑴太阳黑子:太阳光球表面出现的暗黑的斑点。
⑵11年为一个周期。
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
阅读书本17,思考太阳黑子分布有什么规律?
时间分布:
空间分布:
动态分布:
周期11年
分布相对集中,主要分布在太阳南北纬30°内,南北对称
在一个周期内,太阳黑子从南北纬35°逐渐向太阳赤道位置集中
活动探究
太阳黑子“蝴蝶”图
【过渡】在峰年和谷年对地球产生怎样的影响?
太阳
耀斑
耀斑的温度比太阳表面温度高几十倍
是色球层中激烈的能量爆发,以太阳射电爆发和高能粒子喷发等方式放出辐射能
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
日冕是太阳最外围大气。日全食时,黑暗的太阳外围是银白色的光芒,像帽子似地扣在太阳上,称为日冕。
日冕
日冕层温度超过100万摄氏度,它的高温使高能带电粒子向外运动,当运动速度超过350千米/秒时,就能脱离太阳的引力飞向宇宙空间,形成带电粒子流,好像是从太阳吹出来的一股“风”,这一现象称为太阳风。
太阳风
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
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。
日冕抛射物质
太阳活动
太阳黑子出现在光球层上的黑斑点
太阳黑子数目的变化,大体以11年为周期
太阳内部
光球层
色球层
日冕层
耀斑和日珥出现于色球层
太阳风出现于日冕层
太阳黑子和耀斑是太阳活动的重要标志
太阳黑子的多少和大小是太阳活动强弱的标志
太阳活动对地球的影响
3
影响地球气候变化,太阳活动高峰年激烈天气现象出现的概率增加。
正相关
负相关
太阳黑子与年降水量随时间变化关系图
(1)读图——图名、图例、如何读--坐标轴
(2)影响——翻书做笔记
【过渡】太阳活动强度的另一个标志性活动是?
2.4太阳活动对地球的影响
Part2
干扰地球磁场,引发磁暴现象
2.4太阳活动对地球的影响
Part2
使两极地区产生“极光”现象
太阳活动对地球的影响(耀斑)
3
影响地球上的电离层,导致无线电短波通信中断
(1)太阳射电爆发导致的
(2)注意点:无线、短波——日常生活中的体现:探测器信号错误解读、通讯中断、导航定位不准
太阳活动对地球的影响
(1)太阳电磁波扰动电离层,影响无线电短波通讯;
(2)带电粒子流扰动地球磁场,产生磁暴;
(3)带电粒子进入地球大气层,产生极光;
(4)影响地球自然环境,产生自然灾害。
【小结】
课堂总结
太阳风
新华社呼和浩特2019年7月30日电 科研人员在太阳耀斑爆发前兆研究中取得一项新成果。他们发现,耀斑爆发前,太阳活动区域边沿的紫外热辐射存在的脉动现象,与耀斑期间爆发源区的脉动现象之间存在强烈的物理联系。据此完成3~4题。
3.该太阳活动会导致( )
A.地表温度明显升高 B.大气电离层受到电磁扰动强烈
C.水循环动力减弱 D.大气逆辐射作用增强
4.该太阳活动爆发之后数天,是观看和拍摄极光的最佳时机。下列地点中为较佳观看地的是( )
A.赤道附近 B.北冰洋沿岸
C.青藏高原 D.撒哈拉沙漠
B
B
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