第二节 太阳对地球的影响

第二节 太阳对地球的影响

太阳活动

太阳大气层从内向外分为光球层、色球层和日冕层。人们肉眼所看见的太阳的光亮表面,为光球层。 太阳大气层时常发生变化,有时较为剧烈,这些变化统称为太阳活动。太阳黑子和耀斑是太阳活动的重要标志。 光球层上常出现的暗黑斑点,叫太阳黑子。太阳黑子的寿命长短不一,短的只有几个小时,少数长的可超过一年。太阳黑子的面积和数量,在时间上表现出周期性变化的特点,最明显的周期平均约为11年。 色球层上有时出现局部区域突然增亮的现象,叫耀斑。一次耀斑爆发,在短短几分钟到几十分钟内,释放出相当于100亿颗百万吨级氢弹爆炸所产生的能量。耀斑往往与太阳黑子同时出现,并具有同样的变化周期。 太阳活动对地球的自然环境和人类活动具有一定的影响。剧烈的太阳活动会导致电离层的扰动,影响无线电短波通信。太阳活动产生的“磁暴”现象,会影响指南针指示方向的准确性,甚至使平时很善于识别方向的信鸽迷路。太阳活动对天气、气候也会产生一定的影响。 下载

第二节 太阳对地球的影响

二、太阳

太阳是太阳系的中心天体,其质量占太阳系总质量的99.86%。在太阳引力作用下,八大行星及其卫星,以及许多小行星、彗星等天体绕太阳运动。太阳向地球提供能量,维持地球上生物的生存与发展,地球上许多自然现象也与太阳密切相关。 太阳辐射 太阳是一个炽热的气体球,其核心物质在高温、高压条件下,经核聚变反应产生巨大能量,源源不断地向外辐射。 太阳与地球之间的平均距离约1.5亿千米(天文学上称为1天文单位),太阳光到达地球的时间约为8分钟。虽然地球所接受到的太阳 能量只占太阳辐射总能量的二十二亿分之一,但其对地表环境和人类的影响是巨大的。太阳辐射直接为地表提供光能和热能,维持地表温度,为生物繁衍生长、大气和水体运动等提供能量。地质历史时期形成的煤炭和石油,其能量也来自太阳辐射。太阳能作为一种新能源,因其丰富、廉价、清洁等特性,受到世界各国的重视。 下载

第二节 太阳对地球的影响

活动

1.下面是丹霞、经纬对话的内容。围绕他们的话题,收集有关资料,并与同学交流自己的看法。 提示:(1)确定你的观点。系统表达你对该话题的看法。 (2)提供你的论据。将收集到的资料分为有利影响与不利影响两大类进行整理,以支持你的观点。 (3)反思你的不足。仔细聆听同学们的发言,看哪些说法更有道理。 2.经纬在反复推敲太阳常数、太阳活动等概念后,大胆质疑:太阳常数的概念中,并未考虑太阳活动的影响,而太阳活动的概念中有“太阳释放能量的不稳定性”这样的表述,因此,太阳常数是不是常数、有没有变化、有多大变化之类的问题,值得进一步研究。针对经纬提出的问题,谈一谈你的看法。 下载

第二节 太阳对地球的影响

阅读

太阳黑子 太阳黑子实际上并不黑,只是由于它的温度比光球层平均温度(约6000K)低1000~2000K(TK=273.15K+t,式中t是摄氏温度),因而在明亮光球的衬托下,它才显得暗淡一些。一般认为黑子是光球层中高速旋转的气体涡旋。黑子常成对出现,具有相反的磁极;大黑子周围还有一些小黑子,形成复杂的黑子群。早在公元前28年,我国就记录了太阳黑子的情况,这是世界公认最早的太阳黑子记录。 太阳活动与地球气候 太阳活动对地球气候的影响机制仍然是未解之谜。例如,在太阳活动峰年,激烈天气现象出现的区域“飘忽不定”,科学家至今也没有找到其内在规律。统计资料表明,在太阳活动峰年,地球上激烈天气现象出现的概率明显增加;在太阳活动谷年,地球上天气变化相对平稳。农业统计数据则表明,在多数太阳活动峰年,全球农业倾向于增产;在太阳活动谷年,全球农业歉收的概率更高一些。 下载

第二节 太阳对地球的影响

二、太阳活动与地球

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。这些现象分别出现在太阳外部的不同圈层。太阳黑子出现于光球层,耀斑和日珥出现于色球层,太阳风出现于日冕层。太阳黑子和耀斑是太阳活动的重要标志。 在太阳光球层的表面有些黑斑点,叫作太阳黑子。太阳黑子数目的变化,大体上以11年为周期。黑子数目最多的年份,称为太阳活动峰年;黑子数目最少的年份,称为太阳活动谷年。 生长在中高纬度地区的一些乔木年轮的疏密变化,有明显的约11年的周期性。对两极地区永久冰层的钻探研究,也证明了地质时期的气候变化有约11年的周期性。 在色球层的某些区域,会出现短时间内突然增亮的现象,这叫作耀斑,又叫作太阳色球爆发。耀斑活动的周期也是11年,常随着太阳黑子的增多而增多。耀斑的温度比太阳表面温度高几十倍,是色球层中激烈的能量爆发,以太阳射电爆发(太阳的电磁辐射急剧增加)和高能粒子喷发等方式放出辐射能。这些辐射能到达地球,引起大气电离层中强烈的电磁扰动—磁暴,影响短波通信,干扰电子设备,甚至威胁运行在太空中的宇航器的安全。 日冕层温度超过100万摄氏度,它的高温使高能带电粒子向外运动,当运动速度超过350千米/秒时,就能脱离太阳的引力飞向宇宙空间,形成带电粒子流,好像是从太阳吹出来的一股“风”,这一现象称为太阳风。在太阳活动峰年,太阳风的强度相应增大,特别是在耀斑爆发时,太阳风格外强烈。 太阳风到达地球时,受地球磁场的作用,偏向极地上空,在那里轰击高层大气,使大气电离,产生发光现象。这就是在地球高纬度地区上空经常出现的绚丽多彩的极光。 卡林顿事件发生在1859年,是历史上有记录以来最大的一次磁暴事件。同学们可上网了解这一磁暴事件。 下载

第二节 太阳对地球的影响

活动

1.读下表,完成相关任务。 (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。 (2)地球表面可划分为热带、温带、寒带等不同的天文气候带。议一议,它与大气上界太阳辐射的分布有无相关性?说明你的理由。 2.太阳常数是表示太阳辐射能量的物理量,即在地球大气上界,在日地平均距离条件下,垂直于太阳光线的1平方厘米面积上,1分钟内所得到的太阳辐射能量。 太阳常数为8.24焦/(厘米2·分)。计算:不考虑地球大气的作用,在将地球看作一个标准球体的条件下,每小时到达地球表面的太阳辐射相当于多少度电? 提示:1焦=1瓦·秒,1度=1千瓦·时。将地球面向太阳的半球的表面积换算成垂直于太阳光线的面积,就是地球上任何一个大圆的面积。 下载

第二节 太阳对地球的影响

一、太阳辐射与地球

太阳辐射是太阳以电磁波的形式向宇宙空间放射的能量。到达地球的太阳辐射,约占太阳辐射总量的二十二亿分之一。 太阳辐射经植物的生物化学作用,可以转化成有机物中的生物化学能。煤炭、石油等化石燃料,是地质时期生物固定以后积累下来的太阳能。 太阳辐射是地球大气运动、水循环的主要能源。太阳辐射本身以及大气运动、水循环等,也为人类源源不断地提供能源。 下载

第二节 太阳对地球的影响

课前探究

19世纪40年代,德国天文爱好者施瓦布发现了太阳黑子活动10~11年的周期变化规律。通过长期的观测,人们还发现太阳黑子在日面上的活动,随时间的变化,其纬度分布也具有规律性:每当一个太阳黑子周期开始时,最先出现的黑子总是在距离太阳赤道较远处(平均纬度为35°),然后向低纬度方向移动,最终黑子出现的位置逐渐靠近太阳赤道。 英国天文学家爱德华·蒙德(1851—1928)以日面纬度为纵坐标,以时间(年份)为横坐标,绘制出太阳黑子分布图。他据此发现,在一个太阳黑子周期内,黑子出现过的区域所组成的图案就像蝴蝶的两只翅膀;如果把一系列太阳黑子周期的图案绘制在一起,就构成了一连串翩翩起舞的“蝴蝶”影像。 1.扼要了解本节课文中对太阳黑子的相关介绍;议一议,在图1-11中,你可以获取太阳黑子的哪些信息? 2.在教师的指导下,开展观测太阳活动,过程如下:(1)在晴朗的白天,架设好天文望远镜,用一张白纸作为投影屏。 (2)把一块28厘米长、20厘米宽的薄硬纸板剪一个洞,套在望远镜镜筒上,硬纸板会在白纸上形成阴影。 (3)去掉望远镜的目镜,调节焦距,前后移动白纸,直到白纸上呈现出清晰的太阳图。 (4)在太阳表面你能看到什么?把你看到的画在纸上。温馨提示:在观测过程中,不要用眼睛直视太阳,也不能使用望远镜直接观察太阳,否则会灼伤眼睛。 下载

第二节 太阳对地球的影响

作业题

1.向同学们描述你所知道的与太阳活动有关的地理现象。 2阅读材料并结合所学知识,简述使用太阳能光热电站给人们生活带来的利与弊。 太阳为地球源源不断地提供着尤和热。随着科技的进步,人们开始利用太阳能资源。例如,太阳能尤热电站是通过数以于万计的反尤板聚焦、太阳能,通过加热高塔顶端的锅炉,产生蒸气,进而驱动发电机发电。 3根据给出的材料和”太阳黑子活动与关中平原旱涝年份的关系”图,完成下列各题。 我国学者通过对1960-2010年太阳黑子活动周期与陕西省关中平原旱涝年份关系的研究, 分析出太阳黑子活动与关中平原发生旱涝灾害的时期有一定的关联。 (1)太阳黑子活动(用黑子相对数表示)呈现周期性变化,图中4个完整周期各是多少年?平均是多少年? (2)上图中发生旱涝的年份与太阳黑子活动周期有什么关系? 课题:以国家体育场代表太阳,按既定比例计算太阳系八颗行星在国家体育场以南的距离。 下载

第二节 太阳对地球的影响

案例研究空间天气

空间天气指太阳至11距离地球表面30千米以上这个广袤的空间,由太阳活动引起的瞬时或短时间内发生的环境状态变化。 空间天气有好、差和恶劣之分。好的空间天气指行星际空间处于相对平静的状态,有利于运载火箭正常发射、卫星正常运行等,人类活动不受干扰;差的空间天气指行星际空间受到不同程度的扰动,但扰动的规模和强度都不大,不会造成严重的影响;恶劣的空间天气指行星际空间发生剧烈变化,如出现日冕物质抛射、大的耀班爆发、磁暴等现象。恶劣的空间天气,会对人类造成广泛的、多方面的影响,如卫星失效、通信中断、导航失灵、电网瘫痪等,由此导致的社会秩序混乱,会使灾害的后果更加难以预测。 国家空间天气监测预警中心负责空间天气预报。空间天气预报的主要内容包括:一是太阳活动,如太阳黑子数、耀班、高速太阳风等;二是行星际空间天气,如太阳风状态、行星际磁场的大小和方向等;二是地球空间天气,如磁暴、太阳风、极尤现象、电高层状况等。预报的空间天气指数包括短波收听指数、信鸽飞行指数和卫星导航指数。 思考:分析空间天气会对人类活动造成哪些影响。比较空间天气与日常天气的异同。 下载

Scroll to Top