1.2 太阳对地球的影响 讲义 2026-2027学年高一上学期 地理 人教版 必修一

第二节 太阳对地球的影响 讲义 一、课程标准与学习目标 【课标要求】运用资料，说明太阳对地球的影响。 本节的落脚点只有一个：把太阳与地球之间的“能量供给”和“活动扰动”两条关系链讲清楚、用得对。 1. 核心素养目标 素养维度 在本节的具体表现 综合思维 能从能量来源—传输过程—地面接收三个环节，分析太阳辐射的形成与分布 区域认知 比较不同纬度、不同地形区的太阳辐射差异，解释青藏高值中心与四川盆地低值中心 人地协调观 理解人类利用太阳能的方式及光伏开发对生态的双向影响 地理实践力 读大气上界辐射分布图、黑子数年际变化图，归纳规律、说明现象 二、本节知识框架（先搭骨架） 太阳辐射：能量来源——核聚变（氢聚变为氦）；存在形式——电磁波；波段主体——可见光（约占总量 50%）。 对地球：①提供光、热，维持地表温度；②是水循环、大气运动和生命活动的主要动力；③为人类提供能源（太阳能直接利用 + 地质时期固定的太阳能，如煤、石油）。 太阳活动：大气变化——光球（黑子，活动强弱标志）→ 色球（耀斑、日珥，最剧烈）→ 日冕（日冕物质抛射、太阳风）；周期——约 11 年。 对地球：扰动电离层 → 短波通信受扰；扰动磁场 → 磁暴；带电粒子冲向两极高空大气 → 极光；强烈时影响卫星导航、空间通信、电网与航天。 三、太阳辐射对地球的影响 1. 太阳概况与太阳辐射 项目 内容 太阳实质 巨大、炽热的气体球，处于壮年期，状态稳定 主要成分 氢和氦（氢约占质量的 71%、氦约占 27%） 表面温度 约 6000 K（≈6000 ℃） 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，亏损的质量转化为能量 辐射形式 以电磁波形式向宇宙空间放射能量，称为太阳辐射 波段构成 能量集中在短波波段；可见光约占 50%，红外线约占 43%，紫外线约占 7% 日地距离 日地平均距离约 1.5 亿千米（1 个天文单位），到达地球的太阳辐射仅占其总辐射的 22 亿分之一 ※ 易错点：核聚变 ≠ 核裂变。太阳辐射能量来自氢核聚变；我们见到的太阳辐射不是太阳活动，它是持续、稳定的常态过程。 2. 太阳辐射为地球提供能量 （1）维持地表环境 直接提供光、热资源，维持地表温度，是地表环境的“温度底线”。 为地球上的水循环、大气运动和生命活动提供主要动力。 经光合作用进入生物界，驱动植物的生长、动物的生存与演化。 （2）服务人类生产生活 直接利用：太阳能热水器、太阳灶、太阳能光伏电站等，把太阳能转化为热能、电能。 间接利用：煤、石油等矿物燃料，是地质历史时期生物固定并积累下来的太阳能。 衍生能源：风能、水能的根本来源也是太阳辐射（大气运动、水循环的动力）。 图 太阳能光伏电站 图注：光伏电站把太阳辐射直接转化为电能。注意强光、高热可能对途经飞鸟等生物造成影响，属于开发中的生态问题。 图 家庭太阳能供热系统 图注：集热器吸收太阳辐射加热传热介质，再经换热器加热生活用水，是太阳能光热利用的典型方式。 3. 太阳辐射的分布规律 （1）大气上界：天文辐射 假设大气不存在、地表均一，到达大气上界的太阳辐射称为天文辐射。它只取决于三个天文因素：太阳高度角、日地距离、白昼长短。 纬度分布：全年以赤道获得的辐射最多，随纬度增高而递减，极地最少。 季节变化：北半球夏半年（夏至）辐射总量大，且在一定纬度带内差异不大；冬半年（冬至）总量小，极圈内出现零值；夏半年与冬半年差值随纬度升高而增大。 日变化：一天中正午前后最大，夜间为零。 日地距离影响：1 月初地球位于近日点附近，获得的太阳辐射比 7 月初远日点时多约 7%；但因南北半球季节相反，日地距离不是地表四季温差的主因。 图 北半球大气上界太阳辐射随纬度的分布示意 图注：实线为夏至、冬至，虚线为春分、秋分。读图要点：同一日期随纬度升高辐射减少；同一纬度冬夏差异随纬度升高而加大。 读图方法：横轴是纬度、纵轴是辐射量，不同线代表不同日期（二分、二至）。判断“由低纬向高纬递减”与“冬夏差值随纬度增大”两条规律，是本节读图的高频考点。 （2）地表：实际到达的太阳辐射 太阳辐射穿过大气时被吸收、反射、散射，受到削弱。就全球平均而言，到达地表的太阳总辐射约为大气上界的 45%。因此，地面辐射分布与大气上界分布并不完全一致。 典型反例——赤道并非全球辐射最强：赤道地区终年受赤道低压控制，多云雨，对太阳辐射削弱强；而南北纬 20°～30° 的副热带大陆荒漠区，晴天多、云量少，年辐射总量反而更大。 4. 影响地表太阳辐射的五大因素（核心方法） 因素 作用机制 实例 纬度（太阳高度） 纬度低→正午太阳高度大→光线穿越大气路程短、散布面积小→削弱少、强度大 由低纬向高纬递减 天气（云量） 晴天多、云量少→大气削弱弱→到达地面多 赤道多云雨弱于副热带 海拔 海拔高→空气稀薄、尘埃少→削弱弱 青藏高原为我国高值中心 日照时间 白昼长→获得辐射多；高纬夏季白昼长可弥补高度角不足 我国夏季南北温差小 大气透明度 透明度高、污染轻→削弱弱 浮尘天气辐射明显减弱 ※ 答题模板：判断一个地区太阳辐射强弱，依次回答“纬度—天气—海拔—日照时长—大气透明度”，并说明大气对辐射的削弱作用。 5. 案例：青藏高原与四川盆地 地区 太阳辐射状况 主要原因 青藏高原 我国太阳辐射高值中心 海拔高、空气稀薄；水汽与尘埃少、晴天多、日照长；大气削弱作用弱 四川盆地 我国太阳辐射低值中心 盆地地形，水汽不易散发；阴天、雾天、多云天气多；大气削弱作用强 拓展思考：我国年太阳辐射总量总体呈“西高东低、北高南低”的态势；非季风区高于季风区，地势高峻区高于平原洼地。 6. 案例：生物量与太阳辐射的相关性 教材用“世界陆地自然带生物量差异”说明太阳辐射的空间差异会影响地理环境。低纬度地区太阳辐射量大，热带雨林植物生长旺盛，生物量远大于高纬度的亚寒带针叶林；两者之间存在明显的相关性。 结论归纳：太阳辐射由低纬向高纬递减 → 热量条件由低纬向高纬变差 → 植被生产力与生物量由低纬向高纬减少，形成自然地理的纬度地带性差异。 四、太阳活动对地球的影响 1. 太阳的大气层结构 圈层 位置与特征 观测方式 光球层 太阳大气最内层，厚度约 500 千米；发出的可见光最强，我们平时看到的太阳光几乎全来自这里 肉眼可直接观测（须用减光设备） 色球层 位于光球之外，厚度约 2000 千米；发光的可见光不及光球层的千分之一 日全食时或用色球望远镜 日冕层 最外层，可延伸到几个太阳半径甚至更远；亮度仅为光球的百万分之一；温度达百万度以上 日全食时或用日冕仪 图 太阳大气层结构示意 图注：由内向外依次为光球层、色球层、日冕层；色球层与日冕层平时肉眼难以看到。 ※ 易错点：太阳的大气层是“光球—色球—日冕”，不要与太阳的内部结构（核心、辐射层、对流层）混淆。 2. 太阳活动类型与对应关系 太阳活动类型 发生圈层 基本特征与意义 太阳黑子 光球层 光球上的暗黑斑点，温度约 4500 K（光球其余部分约 6000 K），因温度较低而显黑；是太阳活动强弱的重要标志 太阳耀斑 色球层 色球某些区域突然增亮的现象；释放巨大能量，是最剧烈的太阳活动之一 日珥 色球层 从色球层向外延伸的弧形炽热气体；往往与耀斑相伴发生 日冕物质抛射（CME） 日冕层 上千亿吨物质被高速抛向宇宙空间，是规模最大、程度最剧烈的太阳活动现象 太阳风 日冕层 日冕高温使粒子获得足够动能，持续向外发射的高速带电粒子流（不是平常说的“风”） 规律：黑子最多的年份称太阳活动极大年，最少的年份称极小年。长期观测表明，太阳黑子的数量具有周期性变化，平均周期约为 11 年；大多数耀斑与黑子活动相关。 图 太阳黑子与日珥、耀斑 图注：暗黑斑点即太阳黑子；边缘腾起的弧形炽热气体为日珥。黑子是太阳活动强弱的重要标志。 3. 太阳活动影响地球的“三轮打击” （1）扰动电离层——影响短波通信 耀斑爆发产生的强电磁辐射（以光速传播，约 8 分钟到达地球）使地球电离层电子密度剧烈变化，干扰依靠电离层反射传播的无线电短波通信，甚至造成短暂中断。卫星通信走微波、沿直线传播，基本不受影响。 （2）扰动地球磁场——磁暴 伴随耀斑爆发的日冕物质抛射（CME）携带的高速等离子体云冲击地球磁层，使地磁场发生剧烈扰动，即“磁暴”。磁暴会干扰卫星导航定位精度，影响电网安全，也会使依靠地磁导航的信鸽、候鸟等迷失方向。 （3）带电粒子冲向两极——极光 太阳风携带的带电粒子受地球磁场作用，偏向极地上空，与高层大气中的氧、氮原子碰撞激发而发光，形成极光。极光多出现在高纬度（磁纬约 60°～75° 的极光椭圆带内），最佳观测条件是冬半年晴朗的夜晚。 图 吹向地球的太阳风与地球磁层 图注：太阳风是日冕层持续发射的高速带电粒子流；地球磁场可阻挡大部分粒子，使其偏往两极。 ※ 易错点：太阳活动强烈时，极光可在较低纬度被观测到——低纬度出现极光恰恰说明太阳活动异常强烈，是常见设陷阱选项。 4. 影响程度受社会发展阶段制约 太阳活动本身并无“善”“恶”之分，其影响程度与人类社会的技术依赖程度密切相关： 技术依赖越高（卫星导航、远程通信、超高压电网、航天活动），受扰动的社会经济损失越大。 太阳活动剧烈时，电网可能过载、卫星与空间站需调整姿态、航空极区航线通信受影响。 因此世界各国都重视太阳活动的观测与预报，力求把不利影响降到最低。 案例材料：1859 年“卡林顿事件”、1989 年加拿大魁北克大停电、2003 年万圣节太阳风暴，都是太阳活动对现代技术系统产生灾害性影响的典型案例。 五、太阳辐射与太阳活动对比（必背） 比较项 太阳辐射 太阳活动 本质 太阳以电磁波形式放射能量 太阳大气局部发生的剧烈变化 特征 持续、稳定 周期性、偶发性，平均约 11 年 空间 向宇宙空间持续放射 集中在太阳大气层 主要表现 可见光为主体（约占 50%） 黑子、耀斑、日珥、日冕物质抛射、太阳风 对地球 提供光热、动力与能源 磁暴、极光、短波通信受扰 能量来源 太阳内部核聚变 太阳大气能量的剧烈释放 记忆口诀：辐射是常态，活动是插曲；光球看黑子，色球看耀斑，日冕看太阳风。 六、本节小结 太阳是炽热气体球，主要成分为氢和氦，表面温度约 6000 K，能量来自核聚变。 太阳辐射以电磁波形式向外放射，可见光约占 50%，是短波辐射。 对地球的三方面影响：光热、动力、能源。 大气上界辐射分布规律：全年赤道最多、向两极递减；夏半年多于冬半年，差值随纬度增大。 地面太阳辐射受纬度、天气、海拔、日照时长、大气透明度共同影响。 太阳大气由内向外：光球—色球—日冕；对应活动：黑子—耀斑/日珥—日冕物质抛射/太阳风。 太阳活动周期约 11 年；对地球的影响：短波通信受扰、磁暴、极光。 青藏高值为“高、稀、晴、长”，四川盆地低值为“盆地、多云雾”。 第 页 学科网（北京）股份有限公司 $