第二节太阳对地球的影响讲义2026-2027学年高中地理人教版必修第一册
2026-09-04
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摘要:
本讲义聚焦太阳对地球的影响这一核心知识点,系统梳理太阳辐射的概念、能量来源及对地球环境和人类活动的影响,分析影响太阳辐射的主要因素及我国区域差异,进而阐述太阳大气分层、太阳活动类型及对地球电离层、磁场等的具体影响,构建完整知识支架。
该资料通过数据表格对比不同纬度太阳辐射与生物量关系,结合青藏高原和四川盆地案例培养区域认知,多维度分析影响因素渗透综合思维,典型例题附解析助力课后查漏补缺,课中辅助教师清晰授课,提升学生地理学科核心素养。
内容正文:
高中地理讲义 · 太阳对地球的影响
第二节 太阳对地球的影响 讲义
本节学习目标
① 说出太阳辐射的概念、能量来源,说明太阳辐射对地球环境和人类活动的影响;
② 结合图表,分析影响太阳辐射(到达地面)的主要因素,并解释我国青藏高原、四川盆地的差异;
③ 说出太阳大气的分层结构,识别黑子、耀斑等主要太阳活动及其活动周期;
④ 举例说明太阳活动对地球(电离层、磁场、极光、气候等)的具体影响。
一、太阳辐射对地球的影响
1. 什么是太阳辐射
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的现象,称为太阳辐射。
1. 能量来源:太阳内部的核聚变反应(4个氢原子核聚变为1个氦原子核,质量亏损转化为能量)。
1. 能量组成:按波长由短到长分为紫外线、可见光、红外线三部分;能量主要集中在波长较短的可见光区,约占总能量的50%,因此太阳辐射属于短波辐射。
1. 太阳常数:在日地平均距离处,地球大气上界垂直于太阳光线、单位面积单位时间接收到的太阳辐射约为1368瓦/米²。
2. 太阳辐射对地球和人类的影响
知识要点
① 提供光和热:维持地表温度(全球年均约15℃),是生物生长发育所需光、热的来源。
② 提供动力:是地球上水循环、大气运动和生命活动的主要动力;不同纬度获得的太阳辐射不同,自然地理现象呈现纬度地带性差异。
③ 提供能源:为人类生活、生产提供能量。可归纳为三类——
能源类型
含义
举例
直接利用型
直接捕获、转化太阳辐射
太阳能热水器、太阳能光伏电站、太阳灶
转化型
太阳辐射经大气、水、生物转化
风能、水能、生物能
化石(积累)型
地质历史时期生物固定的太阳能
煤、石油、天然气等化石燃料
特别提醒:并非所有能源都来自太阳。地热(地球内部放射性衰变)、潮汐能(天体引力)与太阳辐射无关;风能、水能、煤炭、石油等则与太阳辐射有关。
3. 太阳辐射的分布规律
教材探究:结合“北半球大气上界太阳辐射分布”和“世界生物量分布”两幅图,思考二者的关系。
纬度(°N)
0°
10°
20°
30°
40°
50°
60°
70°
80°
90°
年辐射总量(相对值)
321
317
303
283
254
220
183
152
138
133
▲ 北半球大气上界年太阳辐射总量随纬度升高而递减(柱状图示意)
纬度地带
典型植被
生物量(以赤道为100)
低纬度
热带雨林
100
中纬度
温带森林
45
高纬度
亚寒带针叶林
15
▲ 低纬度太阳辐射强→生物量大;高纬度太阳辐射弱→生物量小
结论:① 到达大气上界的太阳辐射,总体上从低纬向高纬递减;② 太阳辐射量随纬度变化,导致不同纬度生物量不同——低纬太阳辐射强、生物量大(如热带雨林),高纬太阳辐射弱、生物量小(如亚寒带针叶林)。
4. 影响(到达地面的)太阳辐射的主要因素
地表实际获得的太阳辐射,取决于“太阳辐射强度”和“日照时数”两方面,主要受以下因素影响:
影响因素
关系(规律)
纬度(太阳高度)
纬度低→正午太阳高度大、辐射穿过大气路程短→被削弱少→太阳辐射强;反之则弱。
天气(云量)
晴天多、云量少→大气削弱作用弱→到达地面辐射多;阴雨天气则弱。
海拔(地势)
海拔高→空气稀薄、尘埃少、透明度高→大气削弱作用弱→太阳辐射强。
日照时长
白昼越长,获得的太阳辐射越多(注意极昼区)。
地形(坡向等)
阳坡多于阴坡;背风坡降水少,往往多于迎风坡。
5. 我国年太阳辐射总量的分布
总体格局:从东部沿海向西部内陆逐渐增强,
1. 高值中心——青藏高原:海拔高、空气稀薄;晴天多、日照时间长;纬度较低、太阳高度较大;大气中尘埃少、透明度高,到达地面的太阳辐射最多。
1. 低值中心——四川盆地: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,太阳能资源最贫乏。
记忆口诀
青藏高原——“高、薄、少、小”:海拔高、空气薄、云量少、削弱小;
四川盆地——盆地地形水汽难散,云雾多、削弱强。
二、太阳活动对地球的影响
1. 太阳大气层的结构
从内到外分为三层,亮度依次降低、密度依次减小:
分层(由内→外)
观测特征
主要太阳活动
光球层
肉眼可见,太阳光主要来源
太阳黑子
色球层
日全食时呈玫瑰色,可观测
耀斑、日珥
日冕层
最外层,需日冕仪观测
太阳风、日冕物质抛射
2. 主要的太阳活动
太阳活动
所在层
特征
黑子
光球层
局部温度低于周围而显“暗”,是太阳活动强弱的标志;数量越多,太阳越活跃。
耀斑
色球层
局部突然剧烈增亮的爆发,是最激烈的太阳活动;释放大量高能粒子。
日珥
色球层
呈弧形喷射的炽热气体,形态如“火焰喷泉”。
太阳风
日冕层
日冕持续向外抛出的高能带电粒子流(等离子体)。
核心结论
黑子和耀斑是太阳活动的主要标志,二者同步起落、联动演化,活动周期均约为 11 年(平均约11.1年)。黑子越多、越大,太阳活动越强烈。
黑子数年变化特征
• 黑子相对数随时间呈明显的起伏变化,相邻高峰(或相邻低谷)之间的时间间隔约为 11 年;
• 一个周期内,前约4年黑子不断产生、活动加剧,后约7年大黑子群逐渐减弱、消失;
• 国际上规定从1755年(黑子数最低点)开始的11年周期称为第1周,目前已进入第25个太阳活动周。
▲ 太阳黑子数年变化曲线示意:峰谷交替,周期约11年
3. 太阳活动对地球的影响
四方面影响(简答标准答案)
① 扰动电离层:耀斑释放的电磁波(X射线、紫外辐射)使电离层电子密度变化,导致无线电短波通信衰减甚至短暂中断(影响导航、卫星通信、航空航海短波联络)。
② 扰动地球磁场:高能带电粒子流冲击地磁场,引发磁暴(地磁暴),使指南针不能正确指向、电网产生异常电流。
③ 产生极光:高能粒子进入两极高空大气,与原子、分子碰撞发光,形成极光(主要出现在高纬度、极地夜空)。
④ 影响气候:黑子活动周期与全球降水、气温变化存在一定相关性,活动高峰年极端天气概率上升。
拓展:太阳风暴的“三轮攻击”
第一轮:耀斑释放的电磁辐射(光速,约8分钟到达地球)→ 扰动电离层;
第二轮:亚光速的高能带电粒子流(数十分钟至数小时)→ 冲击磁场;
第三轮:日冕物质抛射的等离子体云(约1~3天)→ 引发强地磁暴、极光。
4. 易错辨析
1. 黑子并不真的是“黑色”——它只是温度比光球层其他区域低(约低1000~1500K),在明亮背景衬托下显得暗。
1. 极光并非全球可见——主要出现在高纬度(极地)夜空;中低纬度一般看不到极光。
1. 影响无线电短波通信的是“耀斑(电磁波)”,不是黑子;黑子是太阳活动强弱的标志。
1. 太阳活动对地球的影响利弊共存:一方面干扰通信、导航、电网和航天,另一方面也使高纬地区可见壮美极光。
本节小结
• 太阳辐射:源于太阳内部核聚变,以电磁波形式放射;为地球提供光热、动力和能源。
• 影响地表太阳辐射的因素:纬度、天气、海拔、日照时长、地形等。我国:青藏高原高值、四川盆地低值。
• 太阳大气层:光球(黑子)—色球(耀斑、日珥)—日冕(太阳风);黑子、耀斑是主要标志,周期约11年。
• 太阳活动影响:扰动电离层(短波通信)、扰动磁场(磁暴)、产生极光、影响气候。
三、典型例题(附解析)
【例1】下列关于太阳辐射及其对地球影响的叙述,正确的是( )
A. 太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应
B. 煤炭、石油等矿物燃料与太阳辐射无关
C. 青藏高原是我国太阳辐射的高值中心
D. 太阳辐射是地球表面一切现象的唯一能量来源
解析
选 C。A错:太阳辐射能量来自核聚变(非核裂变);B错:煤、石油是地质历史时期生物固定的太阳能,与太阳辐射有关;D错:地热、潮汐能等并非来自太阳辐射。青藏高原海拔高、空气稀薄、晴天多,为我国太阳辐射高值中心,C正确。
【例2】耀斑爆发时,对地球产生的影响主要有( )
① 干扰电离层,使无线电短波通信中断 ② 扰乱地球磁场,产生磁暴 ③ 高纬度地区出现极光 ④ 引起海平面上升
A. ①②③ B. ①②④ C. ①③④ D. ②③④
解析
选 A。耀斑爆发释放高能带电粒子流和电磁波,会扰动电离层(①)、扰乱磁场产生磁暴(②)、使高能粒子在两极高空大气碰撞形成极光(③);海平面上升主要与全球变暖有关,④不选。
【例3】阅读材料,回答问题。
材料:青藏高原被称为“世界屋脊”,太阳能资源极其丰富;四川盆地多云雾阴雨,有“蜀犬吠日”之说,太阳能资源贫乏。
试从大气削弱作用的角度,解释青藏高原与四川盆地太阳能资源差异的原因。
参考答案
青藏高原海拔高,空气稀薄,大气中水汽、尘埃含量少,晴天多、日照时间长,大气对太阳辐射的削弱作用弱,到达地面的太阳辐射多,故太阳能丰富;四川盆地地处盆地,水汽不易散发,阴天、雾天多,云量多,大气对太阳辐射的削弱作用强,到达地面的太阳辐射少,故太阳能贫乏。
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