内容正文:
第一章 宇宙中的地球
第二节 太阳对地球的影响
来自宇宙的赐福
学习目标:
1.结合课本P8-9页等图文资料,说明太阳辐射对地球的重要意义。
2.结合课本P9-11页图文资料,描述太阳大气的结构及主要的
太阳活动现象。
3.结合课本P11-12页与生活实际,举例说出太阳活动对地球的影响。
知识框架
太阳辐射
太阳活动
基本特征
影响
基本特征
影响
太阳
地球
西藏冈底斯藏学院
太阳能光伏电站
西藏阿里地区的冈底斯藏学院,海拔高,自然环境恶劣,地理位置偏远,过去学校的电力供应一直比较紧张,每天最多只能供电三小时,学生们早晚读书受到了很大影响。
2015年,学校建成太阳能光伏电站,实现了24小时不间断供电。除了利用太阳能发电,你知道太阳对我们的生存环境,以及生产、生活还有哪些影响吗?
01 太阳辐射对地球的影响
太阳的身份证
名称 │ 太阳
性质 │ 气体星球
主要成分 │ 氢、氦
表面温度 │ 约6000K
太阳辐射 │ 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
能量来源 │ 太阳内部的核聚变
阶段:稳定的壮年期
此环节导入时说:要进行太阳系探险,了解太阳辐射对地球的影响,首先要知道一些太阳辐射的基本信息。由此开始介绍:通过预习,已经知晓太阳辐射的基本性质和特征以及其对地球的影响,介绍光和热以及太阳对地球的大气运动和生物活动提供动力支持。
7
太阳辐射对地球和人类生产、生活的影响
1、为地球提供光、热资源
2、维持地表温度,是地球上的水、大气运动和生命活动的主要动力
3、为人类生产和生活活动提供能源,如煤、石油等
太阳辐射是地球上大气能量的根本热源,维持地表温度。
为生物繁衍生长提供能量
为大气运动和水体运动等提供能量
直接为地表提供光能、热能,如太阳能发电
太阳能光伏电站利用太阳能电池板方阵将太阳能直接转化为电能。世界上有很多国家都建设了大规模的太阳能光伏电站。
间接为人类生产生活提供能源,如石油、煤炭等
“太阳辐射有百利而无一害”这种看法是否正确?为什么?
不正确。
太阳辐射虽然对地球的影响具有巨大的正面影响,但也有一些负面作用,例如太阳辐射中过多的紫外线会危害地球生物等。
太阳辐射包括可见光区、紫外光区、红外光区等。
适量紫外线照射有益于健康,在生成维生素D中起着至关重要的作用。但过度暴露于紫外线辐射则有导致皮肤癌、DNA损伤、晒伤、老年黄斑变性、加剧白内障等不良影响。
太阳辐射有很多种类型,同学们站在太阳下,除了可见光之外?还有紫外光、红外光和X射线、γ射线等,这些辐射波长都很短,以纳米为单位,其中红外光波长较长,紫外光波长较短,能量也相对较高,如果过量照射,会造成皮肤癌、加剧白内障等不良影响,在进行探索太阳系的过程中,势必会遭遇大量紫外线照射,那我们怎么怎么防范呢?我们来做个实验(引出下一环节)——模拟紫外线照射。
16
影响太阳辐射的因素
纬度因素
昼长因素
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。
纬度不同导致太阳高度角的差异,致使太阳辐射的分布差异
上课过程中标出太阳高度角
18
读图思考:北半球大气上界太阳辐射分布有何规律?
生物量与大气上界太阳辐射的分布有什么样的关系?
活动探究一
图1.12 北半球大气上界太阳辐射的分布
图1.13 热带雨林和亚寒带针叶林生物量的差异图
大气上界太阳辐射量自低纬度向高纬度递减
正相关;太阳辐射大的低纬地区生物量要比太阳辐射小的高纬地区多
02 太阳活动对地球的影响
太阳大气圈层及太阳活动
太阳大气结构由内到外分为光球层、色球层、日冕层,主要有太阳黑子、太阳耀斑和日珥、日冕物质抛射等太阳活动。不同太阳活动发生圈层有所不同。
光球层 色球层 日冕层
黑子 耀斑 日冕物质
日珥 抛射
外
外
外
厚度:渐厚 温度:渐高
亮度:渐弱
太阳大气
太阳
介绍此页ppt,要稍微多花一点时间
21
黑子
太阳风
日冕层
耀斑
日珥
光球层
色球层
温度极小值
日核
太阳大气圈层及太阳活动
肉眼可见
日全食、特制望远镜可见
日全食、
日冕仪可见
黑子
太阳黑子是出现在光球层上的黑斑点。太阳黑子区域温度比周围低,因此颜色看上去深一些。有周期性变化,有的年份多,有的年份少。
地球大概这么大
太阳黑子的多少可以作为
太阳活动强弱的标志。
日珥是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。爆发时会喷射大量带电粒子。
日珥
太阳耀斑是色球层表面忽然出现的大而亮的斑块。一个大的太阳耀斑在短期可以发出相当于10亿颗氢弹爆炸所产生的能量。
耀斑
日冕物质抛射表现为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。
日冕物质抛射
26
太阳风是指从太阳上层大气射出的 。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
高速带电粒子流
提问学生,太阳风对地球有何影响呢?引出下文通过材料完成表格信息填写
27
太阳风:正常情况下,地球的磁场能够 ,使地球免受太阳风的干扰。
阻挡太阳风
太阳活动对地球的影响
介绍太阳活动对地球的影响,启发学生思考,正常情况下都没有大问题,那什么时候不正常呢?多久不正常一次呢?引出下一环节太阳活动的周期性变化。
28
活动探究二:总结材料信息
卡灵顿事件(Carrington Event):卡灵顿事件是在1859年9月1-2日,第10太阳周期(1855-1867年)期间的一场强大地磁风暴。太阳的日冕物质抛射撞击地球磁场,并诱发有纪录以来最大的地磁风暴。英国天文学家理查·卡灵顿和理查·霍奇森观测与纪录了太阳光球中相关的"白光闪焰"。这场风暴造成强烈的极光,并对电报系统造成严重破坏。这种规模的太阳风暴如果发生在现代,将造成大范围的电力中断。
魁北克电力系统中断: 1989年3月磁暴是发生在第22太阳周期,造成魁北克水力发电厂系统瓦解的一个强烈磁暴。
这次磁暴是1989年3月9日发生的日冕物质抛射导致的结果。在3.5天之后的1989年3月13日2:44,强烈的磁暴袭击了地球 。磁暴首先在北极区引发了激烈的极光,连远在美国南方的德州都能看见。其次,加拿大一处电力系统受到磁暴的干扰引发设备故障,造成魁北克全省停电9个小时。太空中同样损失惨重:人们发现,多颗卫星的功能出现了异常。
29
根据提供的太阳活动历史事件信息,填写信息表格,课上分享:
事件名称 卡灵顿事件 、魁北克事件等
事件日期 指明事件发生的确切日期或时间范围。
太阳活动因素 描述导致事件的具体太阳活动因素,如太阳黑子、太阳耀斑等。
地理位置 指明事件发生的地理位置,例如卡拉拉尔风暴和魁北克事件的地点。
事件影响(例如,对通信系统、导航、电力系统的影响) 概括事件对地球的影响,包括电磁活动、极光现象、通信、电力系统、导航系统等方面的影响。
活动探究二:总结材料信息
学生的注释和总结 学生可以在这里添加任何其他他们认为重要的信息或观察。
30
干扰地球磁场,引发磁暴现象
使两极地区产生“极光”现象
许多自然灾害的发生也与太阳活动有关,如地震、水旱灾害等
太阳黑子周期性变化
10年
10年
12年
27个波峰,平均间隔11年
1710年
2010年
1975年
1985年
1995年
2007年
阅读课本P13图表,小组讨论,分析太阳黑子的变化周期,完成1~3题。
1970-2015年的太阳黑子数和18世纪以来的太阳黑子数的基本规律一致:太阳黑子数呈波动变化,消长周期约为11年
活动探究三 分析太阳黑子的变化周期
科学家通过观测统计,绘制出了太阳黑子数量变化图,一眼看去,发现太阳黑子数量变化很大,在1970到2015年间,找了几个波谷之间相差大约就是11年左右,时间尺度再放大一些,找了1710年到2010年中间,共出现了27个波峰,平均间隔11年左右。这就是太阳黑子数量变化规律。太阳黑子数多的一年,太阳活动也剧烈的多。
35
图1.9 太阳活动强烈时对地球的影响
太阳活动增强时
太阳风变得强劲
太阳风暴
扰动地球的磁场和大气层
产生磁暴、极光等现象
对人类活动产生灾难性影响
卫星导航、空间通信、电网、航空航天等出现故障
太阳活动对地球的影响总结
巧记:电磁光灾
36
太阳能光热电站通过数以十万计的反光板聚焦太阳能,给高塔顶端的锅炉加热,产生蒸汽,驱动发电机发电。
1.我国下列地区中,资源条件最适宜建太阳能光热电站的是
A.柴达木盆地 B.黄土高原
C.山东半岛 D.东南丘陵
2.太阳能光热电站可能会
A.提升地表温度 B.干扰飞机电子导航
C.误伤途经飞鸟 D.提高作物产量
考法一
结合太阳能的应用考查太阳辐射的分布和对人类活动的影响
考法二
通过日照时数年内变化柱状图考查影响太阳辐射的因素
3.该流域日照时数在7月出现低谷的影响因素是
A.云量 B.海拔
C.下垫面 D.正午太阳高度
日照时数指太阳在某地实际照射的时间。图们江是中国与朝鲜的界河。下图为图们江流域日照时数年内变化柱状图。完成第3题。
总结和反思
太阳对地球的影响
提供光和热,维持地表温度
为人类的生活、生产提供能量(直接或间接)
是地球上水、大气运动和生命活动的动力
影响地理环境,使许多自然地理现象呈现纬度地带的差异
太阳辐射
太阳活动
太阳大气
光球
(黑子)
色球
(耀斑、日珥)
日冕
(日冕物质抛射)
扰动地球的磁场和大气层
产生磁暴、极光等现象
卫星导航、空间通信、电网、航空航天等出现故障
监测和预报
39
Lavf56.15.102
Lavf56.15.102
$