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第1章 宇宙中的地球
1.2太阳对地球的影响
军训的时候，你站在炎炎烈日下，
那时那刻，你的心里在想什么？
暴晒你们的“罪魁祸首”是谁？
1、了解太阳辐射的含义，识记太阳辐射波长范围及分布。2、通过案例分析，理解太阳辐射对地球的影响。3、掌握太阳大气的分层及太阳活动的主要形式。4、掌握太阳活动对地球产生的影响及表现。
01
太阳辐射对地球的影响
The influence of solar radiation on the earth.
太阳的基本概况:1.太阳是距离地球最近的一颗恒星2.物质组成：炽热的气体球3.表面温度：约为6000K。在太阳的中心，温度高达1500万摄氏度。4.主要成分：氢（H）和氦（He）5.能量来源：核聚变反应太阳的能量是以什么形式向四周发射的？能量来源
核聚变反应
太阳辐射的能量来源
在太阳的中心，温度高达1500万摄氏度，气压达到3000多亿个大气压
太阳源源不断地以______的形式放射能量，这种现象称为________。
太阳辐射的能量巨大，只有 _____________ 到达地球。
二十二亿分之一
电磁波
太阳辐射
太阳辐射能量随波长的分布
类型：
太阳辐射能量主要集中在波长较短的 （0.4～0.76微米),约占总能量的
50％
辐射能力/[焦/（厘米·分·微米）]
12
10
8
6
4
2
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.5
2.0
3.0
1.0
波长/微米
红外区
可见光区
紫外区
紫蓝青绿黄橙红
太阳辐射
可见光
紫外光、可见光、红外光
0.4
0.76
太阳辐射主要为短波辐射！
太阳是在大约45.7亿年前在一个坍缩的氢分子云内形成
太阳寿命时间总共大约为100亿年；约50亿年后进入红巨星阶段
太阳继红巨星阶段之后，形成行星状星云；最终冷却黯淡演化成白矮星
太阳 恒星生命演化周期 Solar stellar life cycle
光热温度
太阳辐射为地球提供光和热，维持着地表温度，是地球上水、大气运动和生命活动的主要动力
地球不同纬度地带接受的太阳辐射能不同，使得许多自然地理现象呈现纬度地带的差异
01
活动
1.读下表，完成相关任务。
大气上界水平面太阳辐射的分布 纬度 0° 10° 20° 23.5° 30° 40° 50° 60° 66.5° 70° 80° 90°
年总辐射量 /(×109焦/米2) 13.17 12.99 12.45 12.18 11.58 10.41 9.01 7.49 6.58 6.26 5.64 5.48
(1)根据表格数据，绘制大气上界太阳辐射随纬度分布的统计图，据此归纳地球大气上界太阳辐射的分布规律。
在不考虑其他影响因素情况下，全球年太阳辐射量从低纬向高纬递减
因为纬度越高，正午太阳高度角越小，获得的太阳辐射越少
北半球大气上界太阳辐射的分布
世界年太阳辐射总量的分布特征空间分布时间分布：①不同纬度分布：由低纬向高纬递减夏季太阳辐射强于冬季。②相同纬度分布：由沿海向内陆递增；　地势高处太阳辐射强，地势低处太阳辐射弱
Biomass of tropical rain forest and coniferous forest in sub frigid zone
热带雨林与亚寒带针叶林生物量
①生物量是单位面积内生物体的总质量(千重)，单位为kg/m2
从总体上看，大致从东部沿海向西部内陆逐渐增强
西部非季风区多于东部季风区,地势高的地区多于地势低的地区
中国年太阳辐射空间分布
——SD of China annual solar radiation
——Spatial distribution of China annual solar radiation
活动2：我国的太阳能电站应该建在哪里？我国有哪些地区的太阳辐射量最大？哪些地区的太阳辐射量最少？原因？
青藏高原多：纬度
海拔
天气
大气透明度
四川盆地少：地形
天气
影响太阳辐射的因素
①纬度：纬度低，太阳辐射多。
②地形地势：海拔高，大气稀薄，对太阳辐射削弱少，太阳辐射多。
③天气：晴天多，云量少，对太阳辐射削弱少，太阳辐射多。
④昼长：白昼长，日照时间长，太阳辐射多。
⑤大气透明度：大气透明度好，尘埃杂质少，太阳辐射强。
时间分布 具体的某个时间段——昼长的变化对太阳辐射/日照时数的影响
一天内随时间的变化——天气因素及太阳高度的日变化
一天内不同朝向、不同坡度的变化——太阳高度、方位等因素
空间分布 看整体空间分布的均衡性（总体分布是否均匀）
看分布趋势，如从**向**递增
看极值，如青藏地区太阳辐射总量最大
方法技巧：太阳辐射分布类题目的分析思路
那么，问题来了？
Qusetion Two：
阴天有太阳辐射吗？
Qusetion One：
太阳辐射强的地方，热量是否一定丰富？
解析：太阳辐射强的地方，热量不一定丰富。例如，青藏高原是我国太阳辐射最强的地区，但青藏高原海拔高，成为我国夏季气温最低的地区。
解析：阴天也有太阳辐射。太阳辐射的能量来源于太阳内部的核聚变反应，有无太阳辐射与天气状况无关，但阴天空气中水汽含量大，使达到地面的太阳辐射减少。
… …
… …
太阳辐射为我们生活、生产提供能量
太阳辐射除了直接被吸收，转化成热能外，还可以被捕获并存储，转换成热能、电能等
02
能量辐射
Energy radiation
太阳能光伏电站利用太阳能电池板方阵将太阳能直接转换为电能
世界上很多国家都建设了大规模的太阳能光伏电站；图为太阳能电池板装机容量达2000多兆瓦
柴达木盆地太阳能光伏电站
——Solar p-power station in Qaeda Basin
——Solar photovoltaic power station in Qaidam Basin
2.太阳能电站建设的区位条件
能量密度低、分散
受天气、季节影响大
转化成本高
电站占地广
储存难
能量巨大
无污染
可再生
太阳能
优点
缺点
太阳能资源丰富与否，从纬度、海拔和天气等角度分析。
靠近市场
资金雄厚、技术水平高
地价较低的地区
区位条件
… …
… …
人们大量使用的煤、石油等矿物燃料是地质历史时期生物固定并积累的太阳能
煤炭是古代植物埋藏在地下经历了复杂的变化逐渐形成的固体可燃性矿物
03
化石能源
Fossil energy
思考：太阳辐射对地球有什么影响？太阳辐射对地球的影响：（本节重点）（1）提供光热资源（2）维持地表温度，（3）是地球上水、大气运动和生命活动的主要动力（4）地球能量之源（直接或间接）太阳辐射：太阳源源不断地以电磁波的形式释放能量
/ 02
太阳大气层结构与太阳活动
Solar atmospheric structure and solar activity.
二、太阳活动与地球太阳外部结构示意图思考：1、太阳外部分为哪几层？2、什么是太阳活动？3、太阳活动对地球会产生什么影响？
太阳内部
光球
色球
日冕
由内而外厚度、温度增加
由外而内亮度增加
太阳大气层的结构
光球层
日冕层
色球层
太阳最底层大气，发出的可见光最亮，肉眼可观测。
最薄：几百公里厚
6000 K
光球层之外，黯淡，日全食或特制仪器观测。
大约1500公里厚
4600~几万 K
最外层大气，最暗，日全食或特制仪器观测。
最厚：可以延伸到几个太阳半径（70万公里）
日冕层温度可达100万 K
太阳的外部结构
太阳外部结构 厚度 亮度 观测难易程度
光球层
色球层
日冕层
内 ← 外
小 ← 大
高 ← 低
肉眼可见
日全食时或用特殊的望远镜可见
日全食时或用特制的日冕仪可见
2、什么是太阳活动？太阳活动，是指太阳释放能量的不稳定性所导致的一些明显现象，如太阳黑子、耀斑、日珥和太阳风等。
太阳活动
光球层上的黑斑点 周期11 年
黑子温度比周围低，因此颜色看上去深一些
太阳黑子的多少和大小，可以作为太阳活动强弱的标志
黑子
光球层
色球层
日冕层
黑子影响气候（年轮）
太阳活动
色球表面出现的大而亮的斑块
能量巨大；在强耀耀斑期间，紫外和X射线辐射可增强100倍。可在短期内发出相当于10亿颗氢弹爆炸所产生的能量
大多数太阳耀斑和太阳黑子活动相关
耀斑
光球层
色球层
日冕层
太阳活动
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，由此得名
日珥
光球层
色球层
日冕层
太阳风
太阳大气不断释放的高速带电粒子流
主要由质子和电子组成
产生于日冕层的冕洞
日冕内部的温度高达100万度，日冕离太阳表面较远，受到的引力较小，它的高温使高能带电粒子向外运动（400~800km/s），不断地飞逸到行星际空间，好像是从太阳吹出来的一股“风”，所以叫做“太阳风”。
正常情况，地球的磁场能够阻挡太阳风
太阳风
日珥太阳活动主要类型及其位置
03
太阳活动对地球的影响
The influence of solar activity on the earth.
太阳大气抛出的高能带电粒子会扰乱地球磁场，使地球磁场突然出现“磁暴”现象，导致罗盘指针剧烈颤动，不能正确指示方向
磁暴现象
magnetic storm
如果太阳大气抛出的高能带电粒子高速冲进两极地区的高空大气，并与那里的稀薄大气相互碰撞，还会出现美丽的极光
极光现象
Aurora phenomenon
北半球 极光最佳观测地带
Best observation zone of Aurora in Northern Hemisphere
人类第一次成功拍摄到记录地球南北极两端同时出现美丽极光景象的图片。
当太阳黑子和耀斑增多时，其发射的电磁波进入地球大气层，会引起大气层电离层的扰动，使地球上无线电短波通信受到影响，甚至出现短暂的中断
干扰无线
Interference radio
黑子与降水的关系磁暴：冲击电网、干扰海底光缆通信、损害输油管道电离层扰动：扰乱卫星导航信号带电粒子流：损害航天器、辐射影响航空电子设备指南针失灵信鸽迷路扰动地球电离层
太阳活动对地球的影响
（1）影响气候：地球降水发生年际变化；
（2）影响通信：扰乱地球电离层，干扰无线电短波通讯；（主要受耀斑影响）
（3）产生磁暴：磁针不能准确指示方向；（主要受耀斑影响；白天较强）
（4）极光现象：带电粒子进入极地高空，与大气摩擦产生极光；（主要受太阳风影响；常出现在高纬度地区冬半年的夜晚）
（5）干扰设备：威胁航天器的运行以及海底电缆的安全。
太阳大气层位置太阳活动活动周期对地球的影响光球里色球中日冕外黑子耀斑、日珥太阳风11年11年（1）黑子、耀斑增多——电磁波扰动地球大气层——无线电短波通信受到影响（3）太阳大气抛出高能带电粒子——与极地高空大气碰撞——产生“极光”（2）太阳大气抛出高能带电粒子——扰乱地球磁场——产生“磁暴”现象（4）太阳活动对地球气候的影响总结：（本节重点）小结
课堂作业
据美国有关部门发布的一篇报告称，2011年美国政府提供了21亿美元贷款帮助美国某公司建立位于南加利福尼亚州的当时全球最大的太阳能发电站。据此回答1-3题。
1、太阳能量巨大，是因为（ ）
A.内部有核聚变反应 B.内部有核裂变反应
C.内部有岩浆活动 D.内部有放射性元素
2、与建设核电站相比，建太阳能电站的优势是（ ）
A.投资少，建设快 B.技术要求低 C.工期短，收效快 D.没有污染
3、目前工业所使用能源的大部分归根结底是来自（ ）
A.太阳能 B.地球内部能量 C.核能 D.潮汐能
课堂作业
【题目】读太阳及其大气结构示意图，完成下题。
1.关于太阳大气层，叙述正确的是()
A.①层是色球层 B.②层为光球层
C.太阳黑子多发生在①层 D.耀斑多发生在③层
2.太阳活动时，用一般收音机收听短波广播，声音常常忽大忽小，甚至中断，主要是因为()
A太阳大气抛出的带电离子流扰乱了地球磁场
B.太阳大气发射的电磁波扰乱了地球上空的电离层
C.短波在大气中传播时，被空气分子吸收
D.短波到达电离层后，被全部反射回到地面

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