Author name: englandduck123

第二节 太阳对地球的影响

太阳活动对地球的影晌

太阳活动是太阳大气各种活动和变化的总称。以太阳黑子、耀斑等为主要标志的太阳活动对地球和人类产生着巨大的影响。 太阳黑子是太阳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。太阳黑子的大小和多少,反映了太阳活动的强弱。太阳黑子越多、越大,太阳活动越强。 太阳色球层上有些区域会突然出现增亮的斑块,这种现象被称为耀斑。耀斑能够释放出巨大的能量。耀斑与太阳黑子有密切的关系:太阳黑子变多、变大的时候,耀斑也频繁爆发;耀斑出现多的区域,也是太阳黑子比较集中的区域。 太阳活动强弱变化的平均周期约为11年。太阳活动的周期性变化会对地球上许多自然现象产生重要影响,也会不同程度地影响人类的生存环境。有些影响已经基本明确,有些影响的因果关系尚不明确。 太阳活动对地球气候的影响地珠羊的气怯变化与大阳栗子活动有一定的对应关系。研究发现,亚寒带许多高龄树木年轮的疏密变化规律,恰好与太阳黑子约11年的活动周期相吻合。据统计,凡是太阳黑子活动的峰年和谷年,地球上出现异常气候的概率就明显地增加;而在其他年份,地球上的气候状况相对比较正常。 太阳活动对地球电离层的影响滩斑爆友时金支黯强烈的电磁波,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,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。 名词链接:电离层:在太阳光照射下,高空气体分子电离后,大气内形成了电子密度随高度变化的气层,称为电离层。 太阳活动对地球磁场的影响:当太阳活动增强时,来自太阳的高能带电粒子流一一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。磁暴的持续时间从几分钟到几十分钟不等,时间最长的磁暴曾持续l小时左右。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极光现象。地球上很多较重大的自然环境变化都与太阳活动有关。因此,对太阳活动的观测和预报是十分必要的。 下载

第二节 太阳对地球的影响

太阳辐射对地球的影晌

太阳表面温度约为6000K,核心温度可达15000000K,是一个巨大的炽热气体球,主要成分是氢和氮。我们平时所看到的是太阳的大气层,即太阳的外部圈层,从里到外依次分为光球层、色球层和日冕层。 太阳内部在高温、高压状态下,发生核聚变反应,释放出巨大的能量。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。虽然只有约二十二亿分之一的太阳辐射到达地球,却给地球带来了不可估量的影响。 太阳辐射的电磁波波长范围主要在0.15-4.0微米,其中波长在0.4-0.76微米的称为可见光。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%。 太阳为地球提供光和热。地球上的能量绝大部分直接或间接来自太阳,如煤炭、石油资源是地质时期储存的太阳能。太阳辐射维持着地表温度,为地球上的水循环、大气运动、生物和人类活动提供动力,是地理环境形成和变化的重要影响因素。 下载

第二节 太阳对地球的影响

活动:分析太阳黑子的变化周期

太阳黑子的变化周期一般被认为是太阳活动的周期。图1.20的a、b两图表示不同尺度的时间段内太阳黑子数的变化情况。 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,数出这两个年份间波峰的个数,计算相邻两个波谷间的平均时间间隔。 3. 对比1、2两题的计算结果,总结太阳黑子数的变化规律。 下载

第二节 太阳对地球的影响

案例:不同历史时期太阳活动的影响

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,甚至在低纬度地区出现极光,但并没有对人类造成严重的危害。 1989年3月13日,一次日冕物质抛射使得加拿大魁北克地区的电网受到严重损坏,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。一些科学家预测,如果在现代发生与1859年强度相当的太阳活动,全球的电力传输网络、无线电通信、卫星通信和传输、空间探测等可能会受到灾难性的影响。建立空间天气预报体系可对太阳活动进行监测和预报,帮助人类做好防护工作。 下载

第二节 太阳对地球的影响

太阳活动对地球的影响

太阳的大气层,是人类能观测到的太阳的部分,从里到外分为光球、色球和日冕三个圈层(图1.16)。太阳大气的变化称为太阳活动。太阳活动现象较多,主要有太阳黑子、太阳耀斑、日珥、日冕物质抛射等(图1.18),它们之间常有密切的联系。太阳黑子的多少和大小,可以作为太阳活动强弱的标志。太阳耀斑、日珥、日冕物质抛射等是剧烈的太阳活动现象。 太阳活动对地球有显著的影响。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、极光等现象。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(图1.19)。人类注意到太阳黑子变化的历史久远,我国古代史书中就有关于太阳黑子的记载。目前,世界各国都十分重视对太阳活动的观测和预报,力图把太阳活动可能造成的不利影响降到最低程度。 下载

第二节 太阳对地球的影响

太阳辐射对地球的影响

太阳是一颗巨大、炽热的气体星球,其主要成分是氢和氦,表面温度约为6000K①。太阳源源不断地以电磁波的形式向宇宙空间放射能量,这种现象称为太阳辐射。太阳的能量来自太阳内部的核聚变②,以目前聚变的速率来看,太阳正处于稳定的壮年期。太阳辐射的能量是巨大的,它是地球及整个太阳系光和热的主要源泉,尽管只有二十二亿分之一到达地球,但是对于地球和人类的影响却是不可估量的。 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(图1.12),使得许多自然地理现象呈现纬度地带的差异(图1.13)。 思考:生物量与大气上界太阳辐射的分布有什么样的关系? 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(图1.14),还可以被捕获并存储,转换成热能、电能等(图1.15)。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。 下载

第二节 太阳对地球的影响

课前引入

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(图1.11),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? 下载

第一节 地球的宇宙环境

三、地球

地球是太阳系八大行星之一。它与其他七大行星一起围绕太阳公转。地球与水星、金星和火星都是类地行星,它们之间有许多相似之处。然而,地球与其他行星不同,它是目前人类发现的太阳系中唯一存在生命的天体。 为什么地球能够孕育和承载生命呢?这是由地球所处的宇宙环境、地球本身的条件等多种因素决定的。 太阳系中,地球与其他行星绕日公转的轨道均近似圆形,轨道面几乎在同一平面上,绕日公转的方向都是自西向东。大、小行星各行其道,互不干扰,地球处于一种比较安全的宇宙环境中。 地球与太阳的距离适中,接受到的太阳光热适量。目前,地球固体表面的平均温度约为22℃,近地面平均气温约为15℃。适宜的温度条件使地球表面的水可以以液态形式存在,为生命的产生和发展提供了基本条件。 地球的质量适中,其引力可以使适量气体聚集在地球周围,形成包围地球的大气层。地球大气经过漫长的演化过程,形成了以氮和氧为主的大气。大气层的存在,避免了地球上的生物遭受过多紫外线的伤害,减少了小天体对地球表面的撞击。此外,大气层的存在还使地表昼夜温差不至于过大,有利于生命活动。 地球自转和公转的周期适中,使地球表面温度的日变化和季节变化幅度都不太大,适宜于生命的新陈代谢,有利于生物的生长发育。 活动1.读表1-1-1,地球的哪些物理性质有利于地球生命的存在? 2.进一步查阅相关资料,分析火星存在生命的可能性。 下载PDF

第一节 地球的宇宙环境

知识窗:我国对宇宙空间的探索与利用

1970年4月24日,我国自行设计、制造的第一颗人造地球卫星“东方红一号”发射成功。2003年10月16日,“神舟五号”载人飞船顺利返回地面,我国首次载人航天圆满成功。杨利伟成为我国第一个进入太空的航天员。 2008年9月28日,我国航天员在顺利完成空间出舱任务后安全返回,“神舟七号”载人航天飞行取得圆满成功,实现了中国人第一次太空行走。 2013年12月14日,我国“嫦娥三号”月球探测器成功着陆月球。2016年9月25日,我国在贵州建设的世界最大单口径射电望远镜——500米口径球面射电望远镜(FAST)正式落成使用。 2016年10月19日,我国“神舟十一号”载人飞船与“天宫二号”空间实验室成功交会对接。航天员景海鹏、陈冬在“天宫二号”空间实验室工作生活了30天。 2016年8月16日,我国“墨子号”量子实验卫星发射成功,这是世界上首颗量子科学实验卫星。2018年11月19日,我国发射第四十二、四十三颗北斗导航卫星,标志着北斗导航服务逐步从区域走向全球。2019年1月3日,“嫦娥四号”月球探测器成功着陆月球背面,其搭载的月球车“玉兔二号”开始对月面巡视探测,实现了人类首次对月球背面的实地勘察。 下载PDF

第一节 地球的宇宙环境

一、宇宙

宇宙是时间和空间的统一体,是运动、发展和变化着的物质世界。宇宙中有多种多样的物质,例如星云、恒星、行星、卫星、彗星、流星体、星际物质等,这些物质统称为天体。其中,恒星和星云是最基本的天体。夜晚我们所见的满天繁星,绝大多数是恒星。太阳是距离地球最近的恒星。 恒星由炽热气体组成,质量庞大,自身能发出光和热。恒星之间相距非常遥远,古人认为其位置恒定不动,故称为恒星。实际上恒星处在不断运动之中。 星云是由气体和尘埃物质组成的云雾状天体。星云的密度小,体积和质量都很大。一个普通星云的半径一般在10光年*以上,质量至少相当于上千个太阳。行星是指自己本身不发光,沿着固定的近圆形轨道围绕恒星运动的球状天体。地球是太阳系的一颗行星。运行于行星际空间的大大小小的尘粒和固体块叫流星体。当它们临近地球时,受地球引力作用,有些进入地球大气层,与大气摩擦生热而燃烧发光,形成流星。少数没有烧尽的残体落到地面,叫作陨星,其中石质陨星叫陨石,铁质陨星叫陨铁。 彗星是绕太阳运行的一种天体,体积大,密度很小,具有云雾状的外表。当彗星接近太阳时,彗核中的冰物质升华,形成云雾状的彗发。彗发中的气体和尘埃,通常在背向太阳的一面形成一条很长的扫帚状的彗尾。大部分彗星的运行轨道是扁长的椭圆形,它们绕太阳运行的周期差别很大。哈雷彗星的公转周期约为76年。 宇宙处在不停的运动和变化之中。天体之间相互吸引、相互绕转,构成不同级别的天体系统。地球与绕其公转的月球,组成地月系。太阳、地球以及其他围绕太阳公转的行星等,共同组成太阳系。太阳系又和众多的其他天体系统组成银河系。银河系外还有许多同银河系类似的天体系统,称为河外星系,简称星系。银河系和数以亿计的星系合起来叫作可观测宇宙,它是人类目前所认识的最高级别的天体系统,也是人类已知的宇宙范围。 18世纪以前,人类认识的宇宙范围主要是太阳系,后来发现太阳系以外还有亿万颗恒星,它们共同组成银河系。此后,人类又发现了河外星系,认识到银河系只不过是宇宙大家庭中相当渺小的一员。20世纪60年代,天文望远镜的探测距离扩大到100亿光年,目前已扩大到137亿光年。 下载PDF

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