1.2 太阳对地球的影响（AI智学·情境教学课件）地理人教版必修一（江苏专用）

该高中地理课件聚焦“太阳对地球的影响”，涵盖太阳辐射的能量来源、分布规律及对地球的影响，太阳活动的类型、周期及地球效应。通过盐城光伏基地、卡林顿事件等双线情境导入，构建“太阳辐射利—太阳活动弊—人地协调”的逻辑脉络，为学生提供清晰的学习支架。 其特色在于以核心素养为导向，通过区域认知对比江苏南北太阳辐射差异、中国东西部分布，结合地理实践力设计查询太阳活动预警、统计社区光伏安装等任务，落实人地协调观。采用探究活动与图表分析结合的教学方法，帮助学生提升综合思维，教师可借助结构化知识框架与本土案例优化教学。

太阳对地球的影响 第一章宇宙中的地球第二节 授课人：[您的名字] 适用教材：2019版人教版高中地理必修第一册 综合思维 地理实践力 掌握查询紫金山天文台太阳活 动预警、统计社区家用光伏 安装比例的方法，能尝试提出 本地太阳能开发的小建议。 人地协调观 结合江苏太阳能开发利用、 太阳活动防灾案例，树立 “合理利用自然资源、趋利避 害”的可持续发展观念。 区域认知 能对比我国东西部、江苏 南北部太阳辐射分布差 异，理解光伏产业布局的 区域适配性逻辑。 能从要素综合角度分析太阳 辐射分布的影响因素，从时 空综合角度梳理太阳活动的 周期规律与多重影响。 【学习目标】核心素养导向 迁移应用：人地协调，趋利避害 主情境：太阳作为距离地球最 近的恒星，如何深刻影响地球 的自然环境与人类活动? 课堂总结与实践：知识重构与知行合一 【情境目录】双线并行探究 分情境二：太阳活动的“弊” — 卡林顿事件与江苏地磁暴的关联 分情境一：太阳辐射的“利” 盐城国家级光伏发电基地的布局逻辑 太阳辐射的“利” ——盐城国家级光伏发电基地的布局逻辑 第一部分 盐城黄海滩涂光伏基地 · 盐城拥有全省最长的海岸线和广阔的滩涂资源。在这里，一排排光伏板如蓝色的海洋，源源不断地将太阳能转化为电能。 3 · 思考：为什么要在广袤的滩涂上 建设如此庞大的“蓝色矩阵”? 这背后依赖的是哪种自然力量? 【情境导入】感知江苏本土的“追光者” 江苏盐城国家级光伏发电基地 太阳能 电能 太阳辐射差异率 【情境介绍】政策驱动动江光伏蓝图 数据 目标：到2025年，全 省光伏装机容量达到 3500万千瓦 惠民政策：2024年江苏 家用分布式光伏补贴政 策持续推进，鼓励居民 屋顶“生金” 《江苏省“十四五”可再生能源发展规划》 苏北地区：1400-1600 kWh/m 苏南地区：1200-1400 kWh/m 2.为什么全省最大的 集中式光伏基地布局 在苏北盐城，而不是 经济更发达、用电需 需求更大的苏南? 第7页：【驱动问题】探寻光伏布局的底层逻辑 让我们带着这些问题，走进“太阳辐射”的世界。 1.为什么江苏要大力 力发展光伏发电?太 阳能究竟从何而来? 【知识探究】什么是太阳辐射? ·太阳辐射的概念 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。 · 关键特征： 1. 传播速度：光速(约3×10⁵ km/s) 2. 到达地球的时间：约8分钟 3. 能量占比：到达地球的太阳辐射仅占 太阳总辐射量的二十二亿分之一，但 对地球意义重大。 太阳发光 8分钟 到达地球 【文字内容】: ·能量密码：核聚变反应 · 太阳内部在高温(约1500万度)、高压环境下，发生着剧烈的核聚变反应。 · 反应过程：4个氢原子核聚变为 高 压 1个氦原子核。 · 能量转化：在聚变过程中，部分质 量发生亏损，根据爱因斯坦质能方程 (E=mc² ), 亏损的质量转化为巨大的能量释放出来。 【知识探究】太阳辐射的的能量来源 Energy (能量释放) 高温 1500万度 ~ 【文字内容】: ● 影响一：提供光热资源，维持地表温度 · 太阳辐射是地球表面最重要的热量来源。 · 它不仅为地球带来了光明，还维持着适宜的温度，是地球上水、大气运动和生命活动的主 要动力。 ● 案例：万物生长靠太阳，植物通过光合作用将太阳能转化为生物化学能。 【知识探究】太阳辐射对地球的影响(一) 太阳光+ 二 氧 化 碳 + 水 → 氧 气 + 有机物 二氧化碳 水 太阳光 有机物 氧气 第11页：【知识探究】太阳辐射对地球的影响(二) 影响二：促进地球表层物质循环与能量转换 太阳辐射是维持地表环境的“发动机” 大气运动：太阳辐射在不同纬度分布不 均，导致地表受热不均，从而产生风 (大气环流) 大气环流 风 受热上升 赤道 水汽输送 水循环：太阳辐射使水体蒸发，水汽 凝结降落，形成生生不息的水循环 太阳辐射 极 地 下 沉 降水 植物蒸腾 极 地 冷却 海洋蒸发 径 流 小 现代转化：风能、水能(由太阳辐射 驱动形成) 历史转化(化石能源):煤炭、石油、 天然气(地质历史时期生物固定并 积累的太阳能) 太阳中对富的能源 直接利用 间接利用 (转化) 光伏发电 太阳能热水器 太阳能热水器、光伏发电(如盐 城光伏基地)、太阳灶 盐城广场 第12页： 【知识探究】太阳辐射对地球的影响(三) 太阳能(Solar Energy) 影响三：为人类生产生活提供丰富的能源 风力发电机 水坝 【文字内容】 **小组合作任务**: ·1.梳理太阳辐射对地球的3类有 利影响。 · 2.辨析以下能源中，哪些属于 “间接的太阳能”?为什么? 。选项：煤炭、地热能、风能、 核能、水能、潮汐能 **核心结论： ·1. 梳理太阳辐射对地球的3类有利影响。 · 2.辨析以下能源中，哪些属于“间接的太阳能”?为什么? · 选项：煤炭、地热能、风能、核能、潮汐能 水能、地能、水能 【探究活动1】能源的“太阳辐射溯源” (放射性元素衰变) (水循环) (天体引力) 属于：太阳能 (古代生物储存) 属于：太阳能 (大气运动) 不属于： (地球内部) 属于：太阳能 不属于： 不属于： 总体规律：由低纬(赤道)向高纬(两极)递减 原因分析 ·纬度越低，正午太阳高度角越大 ·太阳辐射经过大气的路 径越短 ● 被大气削弱得越少， 到达地面的太阳辐射越多 极值区 极值区：副热带高压控制，晴天多 【知识探究】全球年太阳辐射分布规律 全球视角：空间分布不均 总体规律 极值区：副热带高压控制，晴天多 赤道地区：多云雨， 大气削弱作用强 全球年太阳辐射量分布图 0 200 400 600 80010001200/hi Page 14 ```markdown ``` 【文字内容】 ●中国视角：西多东少，北多南少 ● 我国年太阳辐射总量的空间分布具有 有明显的地域差异 ● 高值区：青藏高原、西北内陆地区 ● 低值区：四川盆地、云贵高原 ● 读图技巧：观察等值线的走向与数值 化，寻找闭合中心的极大值与极小值 背 海 青海高嬴原 四川盆地 低值区 云贲高原 云南高州 300 北 海 第15页：【知识探究】中国年 太阳辐射分布规律 流MJ/m²a 8000 4000 高值区 西北内陆地区 8000 100 200 极值点 澎 糊 图 太阳糯射量(MJ/m²·a) 高>6500 MJ/m²- a 高>6500 MJ/m²a 隔>6000 MJ/m²-a 低<4000 MJ/m²-a 假<4000 MJ/m²-a 极值点 2000 4000 MJ/m-a 中国年太阳辐射总量分布图 “西多东少，北多南少”总结图 Page 15 2000 最低值：四川盆地 ```markdown ``` · 盆地地形，水汽不易散发。 ● 阴天、雾天多，大气对太阳辐射削弱 作用强。 · 日照时间短。 ● 海拔高，空气稀薄，大气透明度好， 对太阳辐射削弱少。 ● 晴天多，日照时间长。 ● 纬度较低，太阳高度角较大。 【知识探究】中国太阳辐射的“极值之谜” 最高值：青藏高原 ■ 纬度 纬度低→正午太阳高度角大→辐射强 天气/ 气候 晴天多，云层薄 日照时长个与大气削弱↓ →辐射强 地势/海拔 海拔高→空气稀薄→大气削弱少 大气透明度高→辐射高→辐射强 日照时长 受纬度、季节、天气综合影响 → 白昼长→辐射强 【知识归纳】影响太阳辐射强弱的核心因素 大气透明度 受污染、沙尘等影响 →大气透明度高→辐射强 太阳辐射 强弱 多要素综合分析框架 季 季 风 苏 北( 盐城)苏南 VS 太阳辐射差异分析 苏北降水较少 苏南降水较多 【探究活动2】解密江苏光伏布局逻辑 天气因素 ●盐城拥有广阔的沿海滩涂 ●地势平坦 ●土地成本低 ●适合大规模集中连片 建设光伏阵列 结论：盐城在太阳辐射资源和土地空间上均优于苏南，是集中式光伏基地的绝佳选址。 ·苏北受夏季风影响时间相对较短 ● 降水天数少于苏南 晴天较多 日照时间更长 地形与土地 苏 北 夏 季 风 第二部分 太阳活动的“弊” —卡林顿事件与江苏地磁暴的关联 【情境导入】1859年卡林顿太阳风暴之谜 人类记录的最强太阳风暴 >1859年9月1日，英国天文学家卡林顿在观测太阳时，发现太阳表面突然出现两道极其明亮的白光。 **随之而来的灾难**: 几小时后，全球多地夜空亮如白昼，甚至能在半夜借着极光看报纸。 >欧洲和北美的电报系统全面瘫痪，电报员遭到电击，电报纸自燃。 > 思考：太阳表面的一个“亮斑”,为何能摧毁地球的通讯系统? Richard Caringtons original 18S9 dunapot+fare cbereationa. 2.7 .Mame zune 6o 。? lange. Bichanl CGurringlcm /859 hand demont anepot + obreroutiena ;duricaery 1859. Richard Carringlend original 1859 hand drauon hand drawen dunofpot +cluepes and flare oloervaliend. Ey 无线电爱好者论坛 授聚慢家 首页 无线电爱好者论坛 UserA 求助!短波通信突然中断，无法进行跨区域通联! 2023-01-XX 前发 UserA 隐私的信息 南京表示全断 BD4ABC 隐私的信息 苏州也断了! BD4ABC 隐私的信息 好像是全省大范围 … |官方警警 太阳活动预警公告 (2023-01-XX) 近期太阳爆发了强烈的耀 斑和日冕物质抛射，引发了地 球电离层扰动和地磁暴。 建议相关部门注意通信与导 航影响。 【情境导入】2023年江苏的“太空来客” 现代代危机：地磁暴影响江苏 紫金山天文台圆顶观测室(南京) 中科院紫金山天文台 核心疑问： 1. 太阳表面到底发生了什么剧烈变化? 2. 太阳活动是如何跨越1.5亿公里的太空， 精准“打击”地球的电报、无线电和磁场的? *要解开这些谜团，我们需要先了解太阳的 大气层结构。* 【驱动问题】跨越星际的“隐形攻击” 无线电 电报 【知识探究】太阳大气层结构 从内到外的三层“外衣” 我们肉眼看到的太阳，其实只是它 的大气层。太阳大气层从里向外 分为三层： 1.光球层：最底层，肉眼可见的明亮表面。 2.色球层：中间层，呈玫瑰 红色，平时肉眼不可见(日全食时可见)。 3.日冕层：最外层，极其稀薄， 延伸很广，平时肉眼不可见(日全食或用日冕仪可见)。 34 日冕层 色球层 光球层 日全食时可见的色球层照片 日冕真实照片(日全食) . 【知识探究】太阳大气层特征对比 厚度、温度与亮度的反差 亮度 厚度 厚度 温度 大气分层 位置 厚度 温度 亮度 观测条件 光球层 最内 最薄 最低(约6000K) 最高 肉眼可见 色球层 中间 较厚 较高 较低 日全食/特制仪器 日冕层 最外 最厚 最高(百万度) 最低 日全食/日冕仪 规律总结：从内向外，厚度越来越大，温度越来越高，但亮度越来越暗。 --- 》》【知识探究】太阳活动类型——太阳黑子 光球层上的“暗斑”:太阳黑子 温度对比 周围区域 (Photosphere) ■位置：光球层。 ■ 成因：并非真的变黑，而是该区域温度比周围光球层低 (约低1000-2000度),在明亮光球的衬托下显得暗淡。 ■意义：太阳黑子的多少和大小，是太阳活动强弱的标志。 l - 温度差异： 约1000-2000K 6000K 4000K 黑子区域 (Sunspot) 学校学校 touvee*osr 25/Total] 释放极其巨大的能量 (相当于百亿枚百吨级氢弹) 色球层上的“闪光”:太阳耀斑 ■位置：色球层。 ■特征：色球层某些区域突然出现的大而亮的斑块。 ■ 能量：爆发时间短(几分钟到几十分钟),但释放出极其巨大的能量 (相当于百亿枚百吨级氢弹爆炸),是太阳活动最剧烈的显示。 【知识探究】太阳活动类型——太阳耀斑 · 关联：卡林顿当年看到的“亮斑”正是超级耀斑。耀斑常与黑子相伴发生。 关联：卡林顿事件的“亮斑” ```markdown ``` 日珥(色球层) 突出在日面边缘的红色火焰状发光气体。 太阳风(日冕层) ● 位置：日冕层。 ●特征：日冕层温度极高，气体膨胀，不断向 外抛射的高能带电粒子流。 ●速度：极快(可达数百至数千公里/秒),当 太阳活动剧烈时，太阳风的强度和速度会大幅 增加(日冕物质抛射)。 【知识探究】太阳活动类型——日珥与太阳风 【知识探究】 太阳活动的周期规律 11年的“心跳” 太阳黑子相对数变化折线图 太阳活动并非杂乱无章，而是具有明显的 140 周期性。 周期：约 11年。 太阳活动峰年：黑子数量最多、耀斑频繁 爆发的年份，对地球影响最大。 太阳活动谷年：黑子数量最少、太阳相对 平静的年份。 注：我们正处于第25个太阳活动周期 中，2024-2025年达到峰值。 太阳活动谷年 1950 1960 1970 1970 1980 1990 2000 2010 2015 2020 2025 太阳活动峰年 峰年预测 (2024-2025) 太阳黑子相对数 约11年 年 份(Year) ```markdown ``` 120 --- *小组合作任务 * 请将太阳大气层的三层结构与对应的太阳活动类型进行连线，并标出其核心特征 (强弱标志，温度较低) 光球层 太阳黑子出现点 (最剧烈，释放巨大能量) 色球层 释放耀斑 太阳巨大能量 太阳黑子 【探究活动3】太阳大气与活动的“对号入座” 日冕层 会有太阳风的粒子 (高能带电粒子流) · 【文字内容】 · 原理：太阳耀斑爆发时发射的强烈电磁波，以光速(8分钟)到达地球，强烈干扰地球高空的电离层。 · 后果：依赖电离层反射的无线电短波信号被吸收或散射，导致通信衰减甚至中断。 · 回应情境：这就是2023年江苏无线电爱好者无法通联，以及航海、航空短波通信受阻的原因。 【知识探究】 太阳活动对地球的影响(一) 扰动电离层：无线电短波通信中断 地面发射站 闪电状 电磁波 地面发射站 正常情况 接收站 耀斑爆发 电离层 信号丢失 接收站 穿透/被吸收/散射 电离层 正常情况 爱好者示例 扰动地球磁场：磁暴与极光 磁暴 高能带电粒子流 高能带电粒子流 磁暴：太阳风到达地球，强烈冲击地球磁场，引 起地磁场剧烈波动，导致指南针失灵、电网过载 载。 极光：部分高能带电粒子被地球磁场捕获，导向南北两极的高空，与稀薄大气碰撞发光，形成绚丽的极光。 【知识探究】太阳活动对地球的影响(二) 【知识探究】太阳活动对地球的影响(三) 影响地球气候与自然灾害 ●气候相关性：科学研究表明，地球上许多地区降水量的年际变化，与太阳黑子的11年周期存在一 定的相关性(正相关或负相关)。 自然灾害：太阳活动高峰年，地球上极 端天气(如洪涝、干旱)和地质灾害 (如地震)的发生概率可能会增加。 航天安全：高能粒子流会损坏人造 卫星的电子设备，威胁宇航员的 生命安全。 年降水量 8 2 0 1990 2000 2010 2020 一太阳黑子数 160 —— 年降水量 140 120 100 80 60 40 20 0 1960 1970 1980 太阳黑子相对数与某地年降水量变化曲线对比图 太阳黑子相对数 时间(11年) 年 降 水 量 ( r m ) 第三部分 迁移应用与人地协调 一合理开发，趋利避害 强调人类面对太阳影响时的智慧与应对 实战任务(二选一): 任务B (天文台视角):假设你是紫金山天文台科 普宣传员，近期太阳活动进入峰年，请给社区居民 写一段100字以内的太阳风暴防灾小贴士。 提示：关注预警、减少短波通信依赖、保护精密电 电子设备。 实战任务(二选一): 任务A ( 能源局视角):假设你是江苏省能源局工 工作人员，结合江苏南北太阳辐射差异及土地资源 现状，写一段100以内的光伏产业布局建议。 提示：苏北集中式，苏南分布式(屋顶)。 【迁移应用】知行合一，学以致用 第四部分 课堂总结与课后实践 —知识重构，探索不止 · 电磁波 · 内部核聚变 ·提供光热 ·大气水运动动力 ●各类能源 ·全球：赤道向两极递减 ·我国：西多东少、北多南少 (青藏最高、四川盆地最低) ● 纬度 ● 天气 ●海拔 · 日照时长 ●大气透明度 ●光球→色球→ 日冕 (从内到外) · 黑 子(光球，11年周期， 强弱标志) · 耀斑(色球，最剧烈) · 太阳风(日冕) · 扰动电离层(通信中断) · 扰动磁场(磁暴/极光) ·影响气候 ·干扰电力 概念与 能量来源 对地球 的影响 分布规律 影响因素 太阳大气 结构 太阳活动 类型 对地球 的影响 人地协调 合理开发太阳能 建立预警体系 实现趋利避害 太阳对地球 的影响 【课堂总结】知识结构图 太 阳 活 动 ： 避 害 太阳辐射 ： 趋利 1.天文观测者：登录中科院紫金山天文台 官网(或国家空间天气监测预警中心), 查询最近一周的太阳活动预报，记录黑子相对数和耀斑爆发情况。 记录数据 【课后实践】探索身边的地理 2. 社区调研员：统计自家居住小区的家用 分布式光伏(如太阳能热水器、屋顶光伏 板)安装比例，拍摄3张相关照片，下节课 与同同学分享你的发现。 课后实践作业 分享发现 感谢聆听! 保持好奇，继续探索宇宙与地球的奥秘。 授课人：[您的名字] $