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第2节 太阳对地球的影响
人教版. 必修一
第1章 宇宙中的地球
太阳辐射对地球的影响
1
西藏冈底斯藏医学院的
太阳能光伏电站
我国西藏阿里地区的冈底斯藏医学院，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
冈底斯藏医学院位置
？
能量巨大
太阳：炽热的气体球
主要成分：氢和氦
表面温度：约为6000K。
在太阳的中心，温度高达1500万摄氏度。
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
重氢
超重氢
核聚变
（超高温高压）
巨大能量
氦
中子
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：紫外光、可见光、红外光
太阳辐射能量主要集中在波长较短的可见光波段，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
7
太阳辐射对地球的影响
为地球提供光和热，维持着地表温度
地球生命存在的重要条件，距离太阳太远和太近都无法繁衍生命
光热资源
电影《流浪地球》中，地球远离太阳后最明显的一个现象就是气温下降，地面到处被冰雪覆盖
生命活动
水循环
大气运动
太阳辐射对地球的影响
是地球上水、大气运动和生命活动的主要动力
图1.12北半球大气上界太阳辐射的分布
活动1：大气上界太阳辐射&生物量
Q2.热带雨林和亚寒带森林生物量有什么差异？
热带雨林的生物量远远大于亚寒带针叶林。
生物量0.8kg/(m2·a)
生物量2kg/(m2·a)
生物量9kg/(m2)
生物量27kg/(m2)
活动1：大气上界太阳辐射&生物量
生物量9kg/(m3)
生物量27kg/(m3)
一般，太阳辐射越多的地区，生物量也多。
Q3 生物量与大气上界太阳辐射的分布有什么样的关系？
活动1：大气上界太阳辐射&生物量
12
活动2：我国的太阳能电站应该建在哪里？
13
从总体上看，从_________向___________逐渐增强
___________地区太阳辐射量最大，___________太阳辐射量最小。
青藏高原
西北内陆
东南沿海
四川盆地
①纬度因素（正午太阳高度、
昼夜长短）
②地形
③天气（云量、雾霾、沙尘）
活动2：我国的太阳能电站应该建在哪里？
B-02
中国年太阳辐射空间分布 SD of China annual solar radiation
丰富区
该地区海拔高，空气稀薄，大气对太阳辐射的削弱作用小
晴天多，日照时间长，大气中水汽、尘埃含量少
透明度高，到达地面的太阳辐射多
… …
… …
B-02
中国年太阳辐射空间分布 SD of China annual solar radiation
较丰富区
分布特征：主要为北疆，内蒙古高原东部，华北平原大部分,黄土高原大部分，甘肃南部,川西、川南滇北一部分
原因：深居大陆内部，距海远，多晴朗天气，日照时间长
… …
… …
B-02
中国年太阳辐射空间分布 SD of China annual solar radiation
可利用区
分布特征：主要为东北大部分东南丘陵地区，汉水流域，广西大部分，川西、黔西一部分，云南东南部，湖南东部地区
原因：距海近、受海洋影响大，多阴雨天气
… …
… …
B-02
中国年太阳辐射空间分布 SD of China annual solar radiation
贫乏区
分布特征：主要为四川、重庆、贵州大部分地区，其中四川盆地为低值中心
原因：盆地地形，水汽不易散发；阴天、雾天多，大气中水汽含量多，大气削弱作用强
… …
… …
18
思考：生活中有哪些直接利用太阳能辐射的例子？
水 能
风 能
19
关于煤炭和石油的形成
地质历史时期，
生物固定并积累的太阳能。
——间接利用太阳能
20
2、太阳辐射对地球的影响：
小结
太阳辐射：太阳源源不断地以电磁波的形式释放能量
太阳辐射对地球的影响
1）提供光和热
2）维持地表温度
3）是地球上水、大气运动和生命活动的动力
4）地球能量之源（直接或间接）
太阳活动对地球的影响
2
太阳并不宁静
它实际上是个不停翻腾咆哮的气体星球
太阳大气的变化
太阳
活动
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
太阳最低层大气，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
日冕层
色球
用单色光观测，可以看见它是一个美丽的玫瑰红色的气层，因而得名色球层。
在发生日全食的时候，在暗黑日轮的边缘可以看到一弯红光，仅持续几秒钟，这就是色球的光辉
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
日冕气体温度很高，足以克服太阳引力，以400~800km/s的典型速度离开太阳，好像是从太阳吹出来的一股“风”。
正常情况，地球的磁场能够阻挡太阳风
太阳风
太阳活动现象列举
0 1
Sunspot
0 2
Solar flares.
0 3
Solar Prominences
0 4
Coronal Ejection
日冕物质抛射
太阳活动
当出现哪些现象，说明太阳活动变得更剧烈了呢？
光球层
色球层
日冕层
太阳活动
光球层上的黑斑点
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
太阳黑子
光球层
色球层
日冕层
年份
1700
1750
1800
1850
1950
1900
2000
年份
太阳黑子数/个
50
150
200
250
100
0
1970
1975
1980
1985
1990
1995
2000
2005
2010
2015
50
200
250
300
100
0
150
太阳黑子数/个
a.1970-2015年的太阳黑子数
b.18世纪以来太阳黑子数
（1）在a图中找出相邻的两个波谷的时间间隔
（2）在b图中找出最左侧和最右侧波谷的年份，数出这两个年份间的波峰
个数，计算相邻两个波谷间的平均时间间隔
（3）对比1、2两题的结果，总计太阳黑子数变化规律
1976-1986（10年） 1986-1996（10年） 1996-2008（12年）
最左侧 1711年 最右侧 2008年 一共27个波峰 297÷27≈11（年）
黑子周期约为11年
分析太阳黑子的变化周期
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黑子的变化周期？
请预测下一次太阳活动剧烈的年份吗？
黑子数量具有周期性变化，11年。
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
太阳耀斑
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
太阳活动
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。
可抛出10亿吨物质，喷发速度可达2000km/s
规模最大、程度最剧烈的太阳活动现象
日冕物质抛射
光球层
色球层
日冕层
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太阳活动对地球的影响:太阳活动强烈时
正常情况下，地球的磁场能够阻挡太阳风，使地球免受太阳风的危害。
太阳活动对地球的影响：太阳活动强烈时
（1）产生极光现象（通常在较高纬度地区出现）
高速带点粒子流到达地球时，受地球磁场的作用，偏向极地上空
带电粒子轰击高层大气，使大气电离，产生发光现象
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太阳活动对地球的影响：太阳活动强烈时
（2）产生磁暴现象
指南针失灵
信鸽迷路
太阳的高能带电粒子能扰乱地球磁场
磁暴：地球磁场全球性的剧烈扰动。磁针剧烈震动，无法正确指示方向。
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太阳活动对地球的影响：太阳活动强烈时
（3）扰动地球电离层，影响无线电短波通信、卫星通信
太阳活动→电磁波、高能带电粒子突增→电离层电离增强 →短波无线电通信衰减或中断
电离层：地球高层大气的一部分，因受太阳的紫外线、X射线和带电粒子辐射而电离，能反射无线电波。高度范围：60~1000km。
1859年的太阳耀斑爆发是第一次有记录的太阳活动现象，这次太阳活动能量巨大，造成全球电报业务中断，在低纬度地区产生极光，但并没有对人类造成严重的危害
1989年3月13日，一次日冕物质抛射引发的强磁暴，使电网受到冲击，出现大范围的断电事故，停电时间长达9小时。当天，澳大利亚输油管道受损，大西洋和太平洋海底电缆受到冲击，美国四颗卫星受损；然而这次太阳活动的强度尚不及1859年的三分之一
不同历史时期太阳活动的影响
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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
39
40
空间天气预报
预报太阳活动对地球及近地区域所造成的影响。
41
小结
42

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