資源簡介

(共42張PPT)
第2節 太陽對地球的影響
人教版. 必修一
第1章 宇宙中的地球
太陽輻射對地球的影響
1
西藏岡底斯藏醫學院的
太陽能光伏電站
我國西藏阿里地區的岡底斯藏醫學院，海拔高，自然環境惡劣，地理位置偏遠，過去學校的電力供應一直比較緊張，每天最多只能供電三小時，學生們早晚讀書受到很大影響
2015年，學校建成太陽能光伏電站,實現了24小時不間斷供電
岡底斯藏醫學院位置
？
能量巨大
太陽：熾熱的氣體球
主要成分：氫和氦
表面溫度：約為6000K。
在太陽的中心，溫度高達1500萬攝氏度。
能量來源
核聚變反應
太陽輻射的能量來源
在太陽的中心，溫度高達1500萬攝氏度，氣壓達到3000多億個大氣壓
重氫
超重氫
核聚變
（超高溫高壓）
巨大能量
氦
中子
太陽源源不斷地以______的形式放射能量，這種現象稱為________。
太陽輻射的能量巨大，只有_____________到達地球。
二十二億分之一
電磁波
太陽輻射
太陽輻射能量隨波長的分布
類型：紫外光、可見光、紅外光
太陽輻射能量主要集中在波長較短的可見光波段，約占總能量的
50％
輻射能力/[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
波長/微米
紅外區
可見光區
紫外區
紫藍青綠黃橙紅
太陽輻射
7
太陽輻射對地球的影響
為地球提供光和熱，維持著地表溫度
地球生命存在的重要條件，距離太陽太遠和太近都無法繁衍生命
光熱資源
電影《流浪地球》中，地球遠離太陽后最明顯的一個現象就是氣溫下降，地面到處被冰雪覆蓋
生命活動
水循環
大氣運動
太陽輻射對地球的影響
是地球上水、大氣運動和生命活動的主要動力
圖1.12北半球大氣上界太陽輻射的分布
活動1：大氣上界太陽輻射&生物量
Q2.熱帶雨林和亞寒帶森林生物量有什么差異？
熱帶雨林的生物量遠遠大于亞寒帶針葉林。
生物量0.8kg/(m2·a)
生物量2kg/(m2·a)
生物量9kg/(m2)
生物量27kg/(m2)
活動1：大氣上界太陽輻射&生物量
生物量9kg/(m3)
生物量27kg/(m3)
一般，太陽輻射越多的地區，生物量也多。
Q3 生物量與大氣上界太陽輻射的分布有什么樣的關系？
活動1：大氣上界太陽輻射&生物量
12
活動2：我國的太陽能電站應該建在哪里？
13
從總體上看，從_________向___________逐漸增強
___________地區太陽輻射量最大，___________太陽輻射量最小。
青藏高原
西北內陸
東南沿海
四川盆地
①緯度因素（正午太陽高度、
晝夜長短）
②地形
③天氣（云量、霧霾、沙塵）
活動2：我國的太陽能電站應該建在哪里？
B-02
中國年太陽輻射空間分布 SD of China annual solar radiation
豐富區
該地區海拔高，空氣稀薄，大氣對太陽輻射的削弱作用小
晴天多，日照時間長，大氣中水汽、塵埃含量少
透明度高，到達地面的太陽輻射多
… …
… …
B-02
中國年太陽輻射空間分布 SD of China annual solar radiation
較豐富區
分布特征：主要為北疆，內蒙古高原東部，華北平原大部分,黃土高原大部分，甘肅南部,川西、川南滇北一部分
原因：深居大陸內部，距海遠，多晴朗天氣，日照時間長
… …
… …
B-02
中國年太陽輻射空間分布 SD of China annual solar radiation
可利用區
分布特征：主要為東北大部分東南丘陵地區，漢水流域，廣西大部分，川西、黔西一部分，云南東南部，湖南東部地區
原因：距海近、受海洋影響大，多陰雨天氣
… …
… …
B-02
中國年太陽輻射空間分布 SD of China annual solar radiation
貧乏區
分布特征：主要為四川、重慶、貴州大部分地區，其中四川盆地為低值中心
原因：盆地地形，水汽不易散發；陰天、霧天多，大氣中水汽含量多，大氣削弱作用強
… …
… …
18
思考：生活中有哪些直接利用太陽能輻射的例子？
水 能
風 能
19
關于煤炭和石油的形成
地質歷史時期，
生物固定并積累的太陽能。
——間接利用太陽能
20
2、太陽輻射對地球的影響：
小結
太陽輻射：太陽源源不斷地以電磁波的形式釋放能量
太陽輻射對地球的影響
1）提供光和熱
2）維持地表溫度
3）是地球上水、大氣運動和生命活動的動力
4）地球能量之源（直接或間接）
太陽活動對地球的影響
2
太陽并不寧靜
它實際上是個不停翻騰咆哮的氣體星球
太陽大氣的變化
太陽
活動
太陽內部
光球
色球
日冕
由內而外厚度、溫度增加
由外而內亮度增加
太陽大氣層的結構
光球層
日冕層
色球層
太陽最低層大氣，發出的可見光最亮，肉眼可觀測。
最薄：幾百公里厚
6000 K
光球層之外，黯淡，日全食或特制儀器觀測。
大約1500公里厚
4600~幾萬 K
最外層大氣，最暗，日全食或特制儀器觀測。
最厚：可以延伸到幾個太陽半徑（70萬公里）
日冕層溫度可達100萬 K
日冕層
色球
用單色光觀測，可以看見它是一個美麗的玫瑰紅色的氣層，因而得名色球層。
在發生日全食的時候，在暗黑日輪的邊緣可以看到一彎紅光，僅持續幾秒鐘，這就是色球的光輝
太陽風
太陽大氣不斷釋放的高速帶電粒子流
主要由質子和電子組成
產生于日冕層的冕洞
日冕氣體溫度很高，足以克服太陽引力，以400~800km/s的典型速度離開太陽，好像是從太陽吹出來的一股“風”。
正常情況，地球的磁場能夠阻擋太陽風
太陽風
太陽活動現象列舉
0 1
Sunspot
0 2
Solar flares.
0 3
Solar Prominences
0 4
Coronal Ejection
日冕物質拋射
太陽活動
當出現哪些現象，說明太陽活動變得更劇烈了呢？
光球層
色球層
日冕層
太陽活動
光球層上的黑斑點
黑子溫度比周圍低，因此顏色看上去深一些
太陽黑子的多少和大小，可以作為太陽活動強弱的標志
太陽黑子
光球層
色球層
日冕層
年份
1700
1750
1800
1850
1950
1900
2000
年份
太陽黑子數/個
50
150
200
250
100
0
1970
1975
1980
1985
1990
1995
2000
2005
2010
2015
50
200
250
300
100
0
150
太陽黑子數/個
a.1970-2015年的太陽黑子數
b.18世紀以來太陽黑子數
（1）在a圖中找出相鄰的兩個波谷的時間間隔
（2）在b圖中找出最左側和最右側波谷的年份，數出這兩個年份間的波峰
個數，計算相鄰兩個波谷間的平均時間間隔
（3）對比1、2兩題的結果，總計太陽黑子數變化規律
1976-1986（10年） 1986-1996（10年） 1996-2008（12年）
最左側 1711年 最右側 2008年 一共27個波峰 297÷27≈11（年）
黑子周期約為11年
分析太陽黑子的變化周期
29
黑子的變化周期？
請預測下一次太陽活動劇烈的年份嗎？
黑子數量具有周期性變化，11年。
太陽活動
色球表面出現的大而亮的斑塊
能量巨大；在強耀耀斑期間，紫外和X射線輻射可增強100倍。可在短期內發出相當于10億顆氫彈爆炸所產生的能量
大多數太陽耀斑和太陽黑子活動相關
太陽耀斑
光球層
色球層
日冕層
太陽活動
色球層上發生的一種劇烈太陽活動現象。
噴射的氣體呈弧狀，像太陽的耳朵一樣，由此得名
日珥
光球層
色球層
日冕層
太陽活動
日冕結構在幾分鐘至幾小時內發生明顯變化，向外拋射大量帶電粒子。
可拋出10億噸物質，噴發速度可達2000km/s
規模最大、程度最劇烈的太陽活動現象
日冕物質拋射
光球層
色球層
日冕層
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太陽活動對地球的影響:太陽活動強烈時
正常情況下，地球的磁場能夠阻擋太陽風，使地球免受太陽風的危害。
太陽活動對地球的影響：太陽活動強烈時
（1）產生極光現象（通常在較高緯度地區出現）
高速帶點粒子流到達地球時，受地球磁場的作用，偏向極地上空
帶電粒子轟擊高層大氣，使大氣電離，產生發光現象
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太陽活動對地球的影響：太陽活動強烈時
（2）產生磁暴現象
指南針失靈
信鴿迷路
太陽的高能帶電粒子能擾亂地球磁場
磁暴：地球磁場全球性的劇烈擾動。磁針劇烈震動，無法正確指示方向。
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太陽活動對地球的影響：太陽活動強烈時
（3）擾動地球電離層，影響無線電短波通信、衛星通信
太陽活動→電磁波、高能帶電粒子突增→電離層電離增強 →短波無線電通信衰減或中斷
電離層：地球高層大氣的一部分，因受太陽的紫外線、X射線和帶電粒子輻射而電離，能反射無線電波。高度范圍：60~1000km。
1859年的太陽耀斑爆發是第一次有記錄的太陽活動現象，這次太陽活動能量巨大，造成全球電報業務中斷，在低緯度地區產生極光，但并沒有對人類造成嚴重的危害
1989年3月13日，一次日冕物質拋射引發的強磁暴，使電網受到沖擊，出現大范圍的斷電事故，停電時間長達9小時。當天，澳大利亞輸油管道受損，大西洋和太平洋海底電纜受到沖擊，美國四顆衛星受損；然而這次太陽活動的強度尚不及1859年的三分之一
不同歷史時期太陽活動的影響
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磁暴：沖擊電網、干擾海底光纜通信、損害輸油管道
電離層擾動：擾亂衛星導航信號
帶電粒子流：損害航天器、輻射影響航空電子設備
39
40
空間天氣預報
預報太陽活動對地球及近地區域所造成的影響。
41
小結
42

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