第二节 太阳对地球的影响

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

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

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

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

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

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

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