第一章第2课时 太阳对地球的影响
内容索引基础落实•必备知识全过关重难探究•能力素养全提升学以致用•随堂检测全达标
课标导引课程标准运用资料,说明太阳对地球的影响。目标导引1.掌握太阳的大气成分、太阳能量来源及太阳辐射与波长范围。(地理实践力)2.结合太阳辐射的纬度分布示意图,掌握太阳辐射的纬度分布规律及太阳辐射对人类的重要意义。(综合思维)3.结合太阳的外部圈层结构示意图,了解太阳的大气层及太阳活动的主要标志。(地理实践力)4.结合太阳活动的具体案例,理解太阳活动对地球的影响。(综合思维)
知识建构
基础落实•必备知识全过关
必备知识一、太阳辐射对地球的影响1.太阳概况(1)状态:巨大的炽热。(2)主要成分:和氦。(3)能量来源:太阳内部在高温、高压状态下,发生反应,释放出巨大的能量。(4)外部圈层结构:从里到外依次为层、层、日冕层。气体球氢核聚变光球色球
2.太阳辐射概况(1)概念:太阳源源不断地以________的形式向宇宙空间释放能量。(2)下图中A表示紫外区,B表示,C表示。其中,B光区的波长范围为_________微米。太阳辐射能主要集中在可见光部分,约占太阳辐射总量的。太阳辐射的波长分布电磁波可见光区红外区0.4~0.7650%
3.太阳辐射的影响(1)太阳为地球提供和。(2)太阳辐射维持着地表温度,为地球上的、、提供动力,是地理环境形成和变化的重要影响因素。【思考感悟】结合教材P9图1-1-7“太阳辐射的纬度分布”,说明年太阳辐射总量的纬度分布有什么规律。光热水循环大气运动生物和人类活动提示全球年太阳辐射总量的纬度分布规律为由赤道向两极递减。
二、太阳活动对地球的影响1.太阳活动概况(2)太阳活动强弱的标志:的大小和多少。(3)太阳活动强弱变化的平均周期:约为。太阳的外部圈层结构示意要点笔记黑子数目最多的年份,称为太阳活动峰年(极大年),黑子数目最少的年份,称为太阳活动谷年(极小年)。太阳黑子并不黑的原因是太阳黑子温度比光球层表面其他地方温度低A耀斑太阳黑子11年
2.太阳活动对地球的影响(1)对地球气候的影响:地球上的气候变化与活动有一定的对应关系。(2)对地球电离层的影响:耀斑爆发时会发射强烈的电磁波,这些电磁波以光速传播到地球,会强烈地干扰地球高空的,导致通信、卫星通信、短波广播、航天航空等信号质量下降甚至中断。太阳黑子电离层短波
(3)对地球磁场的影响①当太阳活动增强时,来自太阳的——太阳风会干扰地球磁场,产生使磁针剧烈震动而无法正确指示方向的现象。②当高能带电粒子流到达地球上空时,受到地球磁场的作用,分成两股,分别向地球南、北极上空“吹”去。这些带电粒子“轰击”地球高层大气,使空气分子发生电离,导致大气发光,在南极和北极上空出现美丽的现象。高能带电粒子流磁暴极光
自主检测1.判断正误并纠错(1)太阳辐射是指太阳源源不断地以电磁波的形式向宇宙空间放射能量。()(2)太阳辐射能主要集中在红外光部分。()(3)太阳黑子的温度并不比周围低,只是显得暗一些。()(4)来自太阳的高能带电粒子“轰击”地球高层大气,使空气分子发生电离,导致大气发光,从而在南极和北极上空出现极光现象。()√×提示太阳辐射能主要集中在可见光部分,约占太阳辐射总量的50%。×提示太阳黑子的温度比周围低,所以显得暗一些。√
在十字路口处,我们经常见到右图所示的太阳能电池板交通信号灯。据此完成第2~3题。2.有同学注意到,在一周内中午放学时,同一交通信号灯的亮度会发生变化,你认为影响因素主要是()A.海拔B.电网供电C.天气状况D.交通流量3.下列哪一城市最适合设置这种交通信号灯?()A.拉萨B.重庆C.大庆D.海口
答案2.C3.A解析第2题,由题意及图示信息可知,该信号灯是太阳能电池板交通信号灯,利用太阳能供电,一周内受天气状况影响,太阳辐射强度不同,电流有强有弱,使得同一交通信号灯的亮度会发生变化。第3题,太阳能电池板交通信号灯在太阳能丰富的地区大量设置效果更好。四个选项中只有拉萨年太阳辐射总量大,晴天多,最适合设置这种交通信号灯。
日全食即太阳被月亮全部遮住的天文现象。右图为某天文爱好者拍摄的日全食照片。据此完成第4~5题。4.照片中肉眼所能看到的太阳大气层及相应的太阳活动是()A.光球层 太阳黑子B.日冕层 耀斑C.色球层 太阳风D.色球层耀斑
5.日全食照片中未被遮住的这一层太阳大气剧烈活动时产生的影响可能是()A.影响我国南方地区的交通运输B.影响我国北方地区的有线网络通信C.轮船航行过程中指南针突然失灵D.流星现象异常增多
答案4.D5.C解析第4题,太阳的外部圈层由里向外依次是光球层、色球层、日冕层,平时用肉眼可见的是光球层;日全食时,用肉眼可见太阳外围的玫瑰色的大气,即色球层;色球层上对应的太阳活动为耀斑。第5题,由上题分析可知该太阳活动为耀斑剧烈活动,耀斑爆发,会产生强烈的高能带电粒子,当它们闯入大气电离层时,会干扰无线电短波通信;闯入磁场时,会产生磁暴现象,指南针会突然失灵;两极地区出现极光现象。
重难探究•能力素养全提升
问题探究探究一 太阳辐射是如何分布的?材料一青海柴达木GW级太阳能电站规划总装机容量为1GW(100万千瓦),其规模相当于目前世界太阳能电站总装机容量的三分之一,是世界第一个GW级太阳能发电站。其首期建设规模为30MW(3万千瓦),项目首期投资金额约10亿元人民币。建成后,柴达木太阳能电站将成为目前中国最大的并网光伏电站。(注:1kW·h=3.6×106J)
材料二2020年12月全国太阳能发电量统计数据表本月产量(108kW·h)本月同比/%累计产量(108kW·h)累计同比/%104.318.91420.998.5注:1kW·h=3.6×106J
材料三我国年太阳辐射总量分布图。
结合材料探究:(1)国家在青海柴达木盆地建设最大光伏电站的原因是什么?(2)2020年12月全国太阳能发电量比2019年12月增长8.9%,其主要原因是什么?提示(1)地势高,晴天多,大气能见度好,太阳辐射总量丰富;与煤炭火力发电相比,太阳能发电属于新能源、清洁能源、可再生能源;太阳能发电占地广,青海土地资源较多。(2)国家政策的支持;太阳能发电装机容量增加;全国环保力度提高,空气质量好转等。
方法突破1.影响太阳辐射的因素地表获得太阳辐射量的多少直接取决于太阳辐射强度和日照时间,具体的影响因素包括纬度、天气、地势、大气透明度等。如下表所示。因素原因纬度纬度低,太阳高度角大,太阳辐射强;反之,太阳辐射弱天气天气晴朗,阴天少,日照时间长,太阳辐射强;反之,太阳辐射弱地势地势高,空气稀薄,大气对太阳辐射的削弱作用弱,太阳辐射强;反之,太阳辐射弱大气透明度大气透明度高,尘埃杂质少,太阳辐射强;反之,太阳辐射弱
2.我国年太阳辐射总量的分布规律(1)我国年太阳辐射总量的空间分布
(2)我国年太阳辐射总量极值中心及其原因分析极值中心年太阳辐射总量原因分析青藏高原高值中心海拔高,空气稀薄,空气中尘埃杂质较少,晴天较多,日照时间较长;大气对太阳辐射的削弱作用弱,到达地面的太阳辐射量大四川盆地低值中心盆地地形,水汽不易散发,空气中水汽较多,阴雨、大雾天气较多,日照时间短,大气对太阳辐射的削弱作用强,到达地面的太阳辐射量小
应用体验【例题1】太阳能光热电站(下图)通过数以十万计的反光板聚焦太阳能,把太阳光反射到位于太阳塔顶的吸热器表面,将产生的高温通过传热介质推动蒸汽轮机发电。据此完成下列各题。
(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.提高地表温度B.干扰飞机导航C.误伤途经飞鸟D.提高作物产量
考题点睛
解析第(1)题,柴达木盆地位于青藏高原,地势高,空气稀薄,太阳辐射强,太阳能资源丰富,故从资源条件看最适宜建太阳能光热电站的是柴达木盆地。第(2)题,据材料可知,太阳能光热电站由众多反光板构成,而众多反光板聚集太阳能加热传热介质推动蒸汽轮机发电,锅炉排放和强烈的反射光有可能对途经此处的飞鸟造成伤害,故C正确。反光板可使到达地面的太阳辐射减少,降低地表温度,可能会降低作物产量,故A、D错误。飞机飞行高度一般远大于高塔高度,且飞机导航主要靠卫星,故该太阳能光热电站的建设不会干扰飞机导航,故B错误。答案(1)A(2)C
问题探究探究二 太阳活动对地球有哪些影响?据中国科学院国家天文台2021年11月2日发布的消息:在过去24小时中,太阳活动为中等水平。日面上有3群太阳黑子,该期间发生的最大耀斑是M1.5,地磁场微扰动。太阳耀斑通常可分成A、B、C、M、X五个级别,C级以下的耀斑均为小耀斑,M级耀斑为中等耀斑,X级耀斑则为大耀斑。另外,据美国国家航空航天局官网消息,第25个太阳活动周期于2019年12月正式开始。
结合材料探究:(1)太阳活动现象主要出现在太阳的内部还是外部?各有什么具体的表现?(2)第26个太阳活动周期开始出现的年份大约是什么时候?提示(1)主要出现在太阳外部的太阳大气层中。其中,太阳黑子主要出现在太阳大气的光球层,太阳耀斑和日珥主要出现在色球层,日冕物质抛射主要出现在日冕层。(2)因为太阳活动周期约为11年,所以第26个太阳活动周期开始出现的年份大约是2030年。(3)材料中显示的太阳活动对地球的影响是什么?除此以外,太阳活动对地球的影响还有哪些?
(3)太阳活动会影响地球的气候变化。除此以外,当太阳活动增强时,太阳风变得强劲,会扰动地球的磁场和大气层,产生磁暴现象。当这种扰动足够强烈时,还会对卫星导航、空间通信、电网、航空航天等人类活动产生灾害性的影响。
方法突破1.太阳的大气层及其太阳活动人类能够观测到的是太阳的大气层,即太阳的外部圈层,从里向外依次分为光球层、色球层和日冕层。不同的大气层上发生的太阳活动类型不同,如下图所示。
2.太阳活动对地球的影响项目影响影响地球气候亚寒带许多高龄树木年轮的疏密变化规律与太阳黑子约11年的活动周期相吻合;黑子活动的峰年和谷年,地球上出现异常气候的概率明显增加;而在其他年份,地球上气候状况相对比较正常扰乱地球电离层耀斑爆发时会发射强烈的电磁波,这些电磁波以光速传播到地球,强烈干扰地球高空的电离层,导致短波通信、卫星通信、短波广播、航天航空等信号质量下降甚至中断
项目影响干扰地球磁场当太阳活动增强时,来自太阳的高能带电粒子流——太阳风会干扰地球磁场,产生使磁针剧烈震动而无法正确指示方向的磁暴现象出现极光现象来自太阳的高能带电粒子流到达地球上空时,受到地球磁场的作用,“吹”向南、北极上空。这些带电粒子“轰击”地球高层大气,使空气分子发生电离,导致大气发光,在南极和北极上空出现美丽的极光现象
方法技巧歌诀法总结太阳活动及其影响太阳不稳定,时常有活动;光球生黑子,色球耀斑亮;活动剧烈时,地球受影响;气候降水变,粒子扰磁场;磁针乱抖动,不能指方向;干扰电离层,短波受影响;粒子被捕获,碰撞现极光。
应用体验【例题2】据报道,2012年太阳活动达到史无前例的高峰期,太阳活动频繁。据此完成下列各题。(1)如果2011—2012年是太阳活动强烈的时间段,那么上一个活动的时间段约是()A.2000—2001年B.2022—2023年C.2006—2007年D.2087—2088年
(2)本次太阳活动所产生的带电粒子流到达地球后,对地球可能造成的影响有()①地球各地出现极光现象②地球磁针不能正确指示方向③干扰无线电短波通信④我国北方会出现极昼现象A.③④B.①③C.①②D.②③
思维导引(1)(2)
解析第(1)题,太阳活动强弱变化的平均周期约为11年,结合题干可知上一个太阳活动强烈时间段应在2011—2012年前11年的2000—2001年。故选A。第(2)题,在南、北极上空出现极光现象,①错误;太阳活动增强时,来自太阳的高能带电粒子流会扰乱地球磁场,使地球磁场出现磁暴现象,地球磁针不能正确指示方向;强烈的电磁波扰乱高空的电离层,影响无线电短波通信等,②③正确;极昼现象是地球公转与自转共同产生的地理现象,④错误。故选D。答案(1)A(2)D
素养培优(综合思维)读我国年太阳辐射总量分布局部示意图,完成下列各题。
(1)兰州所在纬度虽然比广州高,但其年太阳辐射总量比广州大。请简要分析原因。(2)假如你是一位太阳能热水器的销售者,在只考虑自然因素的情况下,你到下列哪组城市销售太阳能热水器最合理?()A.北京、海口、贵阳B.上海、重庆、台北C.昆明、兰州、郑州D.杭州、广州、成都(3)“蜀犬吠日”在一定程度上反映出四川盆地太阳能资源的匮乏,请简要分析其原因。
解析第(1)题,兰州地处内陆地区,气候干燥,多晴天,年太阳辐射总量大;广州虽然纬度低,但受海洋影响大,阴雨天气多,年太阳辐射总量小于兰州。第(2)题,四组城市中昆明、兰州、郑州年太阳辐射总量相对较大,适合安装太阳能热水器;贵阳、重庆、成都年太阳辐射总量较小,不适合安装。第(3)题,四川盆地太阳能资源匮乏的原因主要是盆地地形,周围多高大山脉不利于水汽扩散,空气中水汽含量大,雨雾天气较多,海拔低,地势低,日照时间短,太阳辐射弱。答案(1)兰州地处内陆地区,气候干燥,晴天多。(2)C(3)盆地地形不利于水汽扩散,导致空气中水汽含量大,雨雾天气较多,日照时间短、强度弱,所以太阳能资源匮乏。
学以致用•随堂检测全达标
万物生长靠太阳,太阳出来喜洋洋。太阳哺育着地球上的生命,太阳给地球带来了生机与活力。据此完成第1~3题。1.下列关于太阳的叙述,错误的是()A.太阳是一个由炽热气体组成的球状天体B.太阳的主要成分是氢和氦C.太阳表面温度约为6000℃D.太阳时刻以电磁波的形式向四周放射能量
2.下列各选项中,不属于太阳辐射对地球影响的是()A.为生物提供生长发育所需的光、热B.使地球上出现风、云、雨、雪等天气现象C.为人类提供生产、生活能源D.造成火山、地震等自然灾害3.“万物生长靠太阳”体现了太阳辐射为地球提供()A.光、热资源B.大气运动、水循环的动力C.生产能源D.生活能源
答案1.C2.D3.A解析第1题,太阳表面温度约为6000K。C符合题意。第2题,太阳辐射为生物提供生长发育所需的光、热,故A不符合题意;风的形成,云、雨、雪等天气现象都与太阳辐射有关,故B不符合题意;为人类提供生产、生活能源,如太阳能,煤、石油资源是地质时期储存的太阳能,故C不符合题意;火山、地震等自然灾害是地球内部能量释放的表现,能量并非来自太阳辐射,而是来自地球内部,故D符合题意。第3题,万物生长依靠太阳辐射为地球提供的光、热资源。
太阳风暴是从太阳上层大气射出的带电粒子流,是太阳活动的一种形式。据此完成第4~5题。4.下列关于太阳的叙述,正确的是()A.太阳成为太阳系中心天体的原因是体积巨大B.风能、水能、生物能的形成与太阳辐射有关C.太阳活动强烈时,地球各地降水异常增多D.各种化石燃料的形成与太阳辐射无关5.下列行业受太阳风暴影响最大的是()A.棉纺织业B.通信C.钢铁工业D.石油化工
答案4.B5.B解析第4题,太阳因为质量巨大成为太阳系的中心,吸引行星绕其运行;太阳辐射为大气运动、水循环提供动力,光合作用促进植物的生长;太阳活动强烈时,不同纬度地区的降水量存在差异;化石燃料是地质时期储存的太阳能。第5题,太阳活动对地球的影响主要表现为对地球气候的影响、对地球电离层的影响、对地球磁场的影响。太阳风暴会导致电离层的扰动,从而影响其传输无线电短波信号。棉纺织业、钢铁工业、石油化工等工业受太阳风暴影响小。
太阳黑子活动的变化会对地球上的气候产生明显影响。下图显示北半球部分高纬度地区太阳黑子活动与年均降水量的关系。据此完成第6题。6.观测显示,所测地区年均降水量()A.随太阳黑子活动的增强而增大B.随太阳黑子活动的增强而减小C.变化周期与太阳黑子活动周期吻合D.变化周期与太阳黑子活动周期无关答案C解析由图可知,图中上部分12个测站年均降水量与太阳黑子活动呈正相关,下部分22个测站年均降水量与太阳黑子活动呈负相关,故所测地区年均降水量曲线与太阳黑子活动曲线波动周期基本吻合。
7.阅读材料,完成下列各题。日本气象专家认为极端气候与太阳黑子活动有关。日本《现代周刊》上有一篇文章这样介绍:一种天体活动似乎也会对地球产生影响,那就是太阳黑子的活动。太阳黑子的活动大致以11年为一个周期。1988年,日本遭受冷夏的袭击,美国和欧洲却遭受酷暑和干旱的煎熬。在意大利,炎热导致铁路变形、列车脱轨。美国从4月中旬到8月为止,几乎滴雨不下,密西西比河的水面不断下降,连船都无法航行。
(1)太阳黑子发生在太阳大气的层,它的形成原因是。与太阳黑子活动同步的太阳活动还有。(2)一般认为太阳活动对地球的影响主要表现在三个方面:、、。(3)太阳黑子活动的周期为11年。而从图上可以看出,1960年是一个太阳活动高峰年,材料中说1988年又是高峰年,对此应怎样解释?(4)耀斑活动为什么会干扰无线电通信?
解析太阳黑子是光球层上出现的暗黑斑点,它的温度比周围低,所以显得暗一些。它与耀斑活动同步;太阳活动能影响地球的气候、电离层、地球磁场;太阳活动周期为11年,但不一定正好是11年,有时会略有差异。从1960年大致经过2个周期在1988年又是太阳活动峰年;耀斑发生时会发射强烈的电磁波,这些电磁波以光速传播到地球,会强烈地干扰地球高空的电离层,从而干扰无线电通信。
答案(1)光球 温度比周围低,看起来暗一些 耀斑(2)对地球气候的影响 对地球电离层的影响 对地球磁场的影响(3)太阳黑子的活动周期平均为11年,但并不一定正好是11年,有时会略有差异。(4)耀斑爆发时发射强烈的电磁波进入地球电离层引起电离层扰动,依靠电离层传播的无线电短波信号被部分或全部吸收。
本课结束
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