内容正文:
太阳
对地球的影响
The influence of the sun on the earth
第1章 第2节
Chapter1 section 2
地 理 新 人 教 版 必 修 一 第 一 章 第 二 节
影响:正,负
2
本节目标
教学目标和要求
掌握太阳辐射分布及对各要素影响。
说明太阳辐射对地球和人类的意义。
掌握太阳活动在太阳大气上的表现。
说明太阳活动对地球和人类的影响。
运用资料,说明太阳对地球的影响。
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(1)能量来源
能量来源:内部的核聚变反应
4H He+能量
(2)能量体现:
二十二亿分之一到达地球 太阳辐射
高温
高压
(3)能量分布:
可见光区辐射能量最强,约占总能量的50%,太阳辐射属于短波辐射。
紫 蓝 青 绿 黄 橙 赤
0.4 微米 0.76微米
太阳辐射对地球的影响
4
(p34注释)太阳辐射的99%集中在0.17-4μm,而地球和大气的辐射有95%以上集中在3.3~80μm,所以在大气科学中以4μm为界限,太阳辐射为短波辐射,地面和大气辐射为长波辐射。
辐射强度
3
4
5
6
8
10
20
30
40
50
250K
300K
波长/μm
0
0.5
1.0
1.5
2.0
6000K
辐射强度
波长/μm
太阳辐射对地球的影响
靠窗时脸部为什么感觉炙烤?为什么夏天必须吹空调解暑?短波辐射可穿透玻璃进入室内,而长波辐射不可穿透玻璃,因此室内大气获得的热量不断积累。
5
教材p9 图1.12
北半球大气上界年太阳辐射分布
在北半球大气上界太阳辐射各纬度间分布不均,从低纬向高纬递减,最大值出现在赤道,最小值出现在北极。
太阳辐射对地球的影响
正相关,低纬度地区,太阳辐射量较大,热带雨林高大旺盛,数量较多,生物量相对较多。
热带雨林和亚寒带针叶林生物量的差异
6
太阳辐射对地球的影响
煤炭石油等化石能源是工业燃料的源泉,太阳能路灯、热水器等可供人们生活用能。
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太阳辐射对地球的影响
热
冷
风能、波浪能
生物能
化石能源(煤、石油、天然气)
光、热
维持地表温度
水能
蒸发主要发生在非生物体表面,如水面、土壤表面等,是纯粹的物理过程。
蒸腾则特指发生在植物体表面,尤其是叶片上的水分散失过程。不仅受到外界环境的影响,还受到植物内部生理机制的调节和控制。
8
地热能和温泉
火山爆发
核能
山体隆起
潮汐能
太阳辐射对地球的影响
记忆三种能量:地热能,主要来自地球内部放射性元素衰变,这些元素在地球形成时就已经存在,与太阳无关
潮汐能,来自日月对地球的天体引力
9
太阳辐射对地球的影响
热带雨林带
热带稀树草原带
热带荒漠带
亚热带常绿硬叶林带
温带落叶阔叶林带
亚寒带针叶林带
极地苔原、冰原带
日冕层
光球层
色球层
内
外
光球层
太阳最底层大气,肉眼可观测
色球层
太阳最外层大气,日全食或天文仪器观测
日冕层
光球外,日全食时可见,或天文仪器观测
太阳活动对地球的影响
太阳活动是指太阳大气的变化。
太阳活动主要有太阳黑子、太阳耀斑、日珥、日冕物质抛射等
日冕层
光球层
色球层
光球层
太阳活动类型分布
太阳黑子
光球层上温度较低的地方的“暗斑”。
有周期性(~11年)
战国时期《甘石星经》记载“日中有立人之象。”
13
日冕层
光球层
色球层
太阳耀斑
色球层上忽然出现的大而亮的“斑块”。
大多数随太阳黑子增多而增多
色球层
太阳活动类型分布
耀斑的温度比太阳表面温度高几十倍
14
光球层
色球层
日珥
色球层上剧烈喷射的弧状气体。
爆发时会喷射大量带电粒子。
日冕层
色球层
太阳活动类型分布
太阳大气不断释放高速带电粒子流,为太阳风。
正常情况下,地球的磁场能够阻挡太阳风。
太阳风
日冕层
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光球层
日冕物质抛射
日冕向外抛射带电粒子流
规模最大,程度最剧烈
可破坏太阳风
日冕层
日冕层
太阳活动类型分布
色球层
太阳风连续存在,强度弱些;
日冕物质抛射间歇存在,强度强些。
# 太阳黑子活动周期 (11年) 教材P13 图1.20
太阳黑子数目的变化,大体上以11年为周期。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。
数量和大小是太阳活动强弱的标志
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理解太阳活动通过太阳风对地球的影响(p12)
The influence of solar activity on the earth.
随着人类科技的发展,太阳活动对人类影响也更加显著。
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干扰地球磁场,引发磁暴现象,指南针不能指示方向,干扰一些动物
对自然的影响(磁场)
磁暴:高层大气中电离层的强烈电磁扰动
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扰动地球大气层,使两极甚至高纬地区产生“极光”,可发展旅游业
对自然的影响(大气)
星空有约丨我国多地出现罕见极光-新华网 (news.cn)
太阳风到达地球时受到地球磁场作用,偏向极地上空,轰击高层大气,使得大气电离。
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太阳活动可能诱发部分自然灾害,如地震、旱涝灾害等
对自然的影响(自然灾害)
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对自然的影响(气候)
太阳活动影响降水:太阳黑子数量的周期性变化与降水量的周期性变化呈现出一定的相关性。
太阳黑子相对数
年降水量平均超额量
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p12资料窗
一些科学家预测,如果在现代发生于1859年强度相当的太阳活动,全球电力传输网络、无线电通信、卫星通信导航、空间探测等可能会受到灾害性的影响。简历空间天气预报体系可对太阳活动进行监测和预报,帮助人类做好防护工作。
读图1.19和p12资料窗,将图中内容与资料窗进行一一对应。
活动
干扰地球电离层,影响无线电短波通信。扰乱卫星导航信号、损害航天器、冲击电网、干扰海底光缆通信、损害输油管道
对人类的影响
粒子辐射
(如:太阳风)
电磁辐射
(电磁波)
能量来源
影响
太阳对地球的影响
影响因素
太阳辐射
全球分布
太阳活动
变 化
太阳大气层
主要类型
周期 ~11年
分层
由内向外
光球层
色球层
日冕层
太阳黑子、太阳耀斑、日珥、日冕物质抛射
影 响
地球气候异常、扰动磁场产生磁暴干扰动物和指南针、扰动两极高空大气产生极光,扰动大气电离层影响无线电短波通信,带电粒子冲击电网、损害航天器、输油管道、海底光缆通信
本节小结
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课后思考题:光伏扶贫是国务院确定的十大精准扶贫项目之一,2015年全国光伏精准扶贫试点建设规模达1836兆瓦,年均收益22.6亿元,近43万建档立卡贫困户实现增收。下图为我国年太阳辐射总量分布示意图。“光伏扶贫”主要是在住房屋顶和农业大棚上铺设太阳能电池板获取电能,农民可以自用,也可将多余的电量卖给国家电网,即“自发自用、多余上网”。
指出卖给国家电网电量最少的季节并说明理由。
冬季,太阳高度角较其他季节小,白昼时间较其他季节短,太阳能电池板发电量最少,冬季照明和取暖用电量大,导致自给量可能不足,因此卖给国家电网的电量最少。
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Lavf58.20.100
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