1、1 新情境激趣引航太阳虽然是茫茫宇宙中一颗普普通通的恒星，但因为是离地球最近的恒星，它的光和热成为人类赖以生存和发展的能量源泉。太阳的任何变动，哪怕是微乎其微的变动，都会对地球产生很大的影响。二战期间，德国间谍得到盟军登陆的消息，立即发送消息给本部，但本部没有反应，结果盟军得以顺利登陆。你知道德国本部为什么没有反应吗？原因是德国间谍发射出的无线电波受到耀斑影响，致使德国本部没能及时收到盟军登陆的消息。这说明，太阳活动的瞬间变化影响了人类的某些重大活动。本节内容我们就从太阳辐射和太阳活动两个方面学习太阳对地球的影响。2 新知识预习探索学习目标1.了解太阳辐射的基本概况、能量来源及其对地球的影响。
2、2.了解太阳的大气结构，掌握太阳活动的主要类型及其对地球的影响。3.运用生活实例及相关材料，学会分析太阳活动及太阳辐射对人类生产生活的影响。新知预习一、太阳辐射与地球1太阳辐射是太阳以电磁波的形式向宇宙空间放射的能量。太阳辐射的波长范围在0.154微米之间，分为可见光、红外光和紫外光三部分。太阳辐射能主要集中在可见光波段，约占总能量的50%。2太阳常数是表示太阳辐射能量的物理量，数值为8.24焦/(平方厘米分)。3太阳辐射对地球的影响二、太阳活动与地球1太阳外部结构：自内向外依次为光球层、色球层和日冕层。2太阳活动：指太阳释放能量的不稳定性所导致的发生在太阳外部不同圈层的明显现象。(1)太阳黑
3、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。(2)太阳黑子数目的变化，大体上以11年为周期。黑子数目多的年份称为太阳活动高峰年，黑子数目少的年份称为太阳活动低峰年。在太阳活动高峰年，地球上激烈天气现象出现的几率明显增加。3太阳活动对地球的影响(1)地球气候变化与太阳活动有明显的相关性。(2)太阳辐射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。(3)太阳风到达地球时，在高纬度地区上空经常出现绚丽多彩的极光。问题探索1太阳的能量从何而来？提示：太阳辐射能量来自于太阳内部的核聚变反应。在太阳内部高温、高压的环境下，发生核聚变反应
4、(又称热核反应)，即4个氢原子核聚变为1个氦原子核，在这个过程中产生大量的能量，为太阳提供了源源不断的能源。2俗话说“万物生长靠太阳”，太阳辐射对地球环境和人类生活的主要影响有哪些？提示：太阳辐射经植物的生物化学作用，可以转化成有机物中生物化学能，如煤炭资源是地质时期储存的太阳能。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，也为人类提供了源源不断的能源。3太阳风强度变化与耀斑、黑子有什么联系？提示：当太阳黑子数目增多，耀斑频繁爆发时，太阳活动加强，太阳风强度增大。3 新课堂互动探究要点一太阳辐射对地球的影响1太阳辐射的波长范围的形象记忆法2对地理环境形成和变化
5、的影响：太阳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。如图所示：3太阳辐射对人们生产和生活的影响(1)人们可直接利用太阳能，如植物的生长需要光和热，晾晒衣服需要阳光。世界各国正在探索和研究对太阳能的利用，尤其是大规模的太阳能发电。目前利用较多的是太阳灶、太阳能干燥器、小型太阳能发电站等。(2)可利用地质历史时期固定积累下来的太阳能，即由太阳能转化形成的煤、石油等化石燃料，它们被称为“储存起来的太阳能”。特别提醒 影响太阳辐射的因素影响因素纬度地势天气 日照时数极圈以内地区有极昼极夜现象，极圈以外地区夏季日照时数多于冬季一般地势高的高原日照时数多于地势低的
6、盆地多阴雨天气的地区，日照时数少，多晴朗天气的地区，日照时数多年太阳辐射总量纬度低，正午太阳高度角大，获得太阳辐射多地势高，大气稀薄，透明度高，固体杂质、水汽少晴天多，到达地面的太阳辐射多 读下图，回答相关问题。(1)太阳辐射是太阳以_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_。电磁波二十二亿分之一(2)图中 A 为_区，B 为_区，C 为_区，由图可知太阳辐射能主要集中在_波段，约占总能量的_。(3)太阳辐射能的作用是_。紫外可见光红外可见光50%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，也为人类提供了源源不断的能源；太阳辐射经植
7、物的生物化学作用，可以转化成有机物中的生物化学能【解析】本题综合考查太阳辐射及其对地球影响的相关知识。解答第(1)题需明确太阳辐射只有很少一部分到达地球。解答第(2)题需掌握可见光的波长范围在 0.40.76 微米之间，波长小于 0.4微米的是紫外线，大于 0.76 微米的是红外线，在此基础上就能较为轻松地回答第(2)题。第(3)题考查太阳辐射对地球的影响。跟踪练习 1 在交通的十字路口处，我们经常见到如右图所示的交通信号灯(以太阳能为能源)。据此完成(1)(2)题。(1)有人注意到在一周白天中，同一交通信号灯的亮度会出现变化。你认为影响因素主要是()A海拔 B电网供电C阴晴状况 D交通流量(
8、2)下列哪一城市大量设置这一交通信号灯效果最好()A拉萨 B重庆C大庆D海口CA【解析】第(1)题，本题考查影响太阳辐射的因素。从材料中可知这是一种以太阳能为电源的交通信号灯。基于阴晴状况影响到达地表的太阳能的多少，因此影响交通信号灯亮度变化的主要因素是阴晴状况。第(2)题，本题考查我国太阳辐射的分布。四城市中，拉萨所在的青藏高原地区，海拔高、晴天多，是我国太阳辐射分布最多、受阴晴影响最小的地区，在这里大量设置以太阳能为能源的交通信号灯的效果最好。要点二太阳活动对地球的影响1太阳活动的主要形式及其特征形式太阳外部圈层现象本质 黑子光球层黑斑点高速旋转的气体旋涡 耀斑 亮斑块日珥色球层 红色火焰
9、地球上的射电爆发和高能粒子喷发太阳风日冕层飞向宇宙间的带电粒子流 图示太阳大气分层及太阳活动形式如下：2太阳活动对地球的影响，如下表所示：项目影响防御 影响地球的气候亚寒带树木年轮的疏密变化与黑子约 11 年的活动周期相对应；黑子活动高峰年，气候反常的几率增大，黑子活动的低峰年，气候状况相对平稳 扰乱地球电离层太阳活动增强时，发出的电磁辐射和高能带电粒子流，强烈干扰地球高空的电离层，影响无线电短波通信，甚至会使之产生短时间的中断现象 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会干扰地球磁场，产生使磁针剧烈颤动而不能正确指示方向的“磁暴”现象 产生极光太阳风到达地球时，受地球磁场的作用
10、，高能带电粒子流高速冲进两极地区的高层大气，并与那里的稀薄大气相互碰撞，从而出现美丽的极光 太阳活动的影响自然灾害地球上许多自然灾害的发生与太阳活动有关。如水旱灾害世界各国都十分重视对太阳活动的观测和预报，试图把太阳活动可能造成的不利影响降到最低程度 特别提醒 太阳活动具有整体性，黑子、耀斑、太阳风等往往具有同步性，所以地球上的许多现象往往是它们共同作用的结果。如图所示：读“太阳大气结构示意图”，回答下列问题。(1)太阳大气层 A 为_层，B 为_层，C 为_层，其中_层(填字母)最亮，_层(填字母)和_层(填字母)在日全食时可以看到，其中 B 层常见的太阳活动为_。光球色球日冕ABC耀斑(2
11、)试分析太阳活动中太阳黑子和耀斑的区别。太阳黑子是光球层中高速旋转的气体涡旋，温度比光球层平均温度低；耀斑是太阳色球层中激烈的能量爆发，以射电爆发和高能粒子喷发等方式放出辐射能。【解析】从图中可以看出：A 为光球层，B 为色球层，C 为日冕层。其中光球层最亮；色球层、日冕层只有在日全食或利用特殊的望远镜和日冕仪才可观测到。黑子和耀斑的区别主要在于其成因上不同。跟踪练习 2 2014 年 2 月 24 日，太阳发出很大的太阳耀斑，美国航天局太阳动力学观测站观测到不同波长的太阳耀斑图像。据此回答(1)(2)题。(1)太阳活动对地球的影响是()A诱发地震和潮汐B诱发台风和海啸C干扰电离层和有线通信
12、D产生“磁暴”和“极光”(2)应注意收听太阳活动预报的部门有()电信部门 机械制造业部门 商业零售部门 航天部门A BC DDB【解析】(1)地震是岩石圈内部在各种应力作用下，能量聚积达到一定程度时释放出来形成的，潮汐是天体引潮力形成的，与太阳活动无关；台风为发生在热带或副热带海洋上的低气压强烈发育产生的，海啸是地震引发的；耀斑爆发时会扰动地球大气电离层，对无线电短波通信有影响。(2)太阳活动会影响无线电短波通信，对机械制造业部门及商业零售部门无影响，而电信部门和航天部门应予以关注。4 教材活动点拨1.教材 P12 活动思考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
13、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。太阳常数值为 8.24 焦/(厘米 2分)。如下图所示：根据太阳常数计算每小时到达地球表面的太阳辐射：太阳常数垂直于太阳光线的大圆面积1 小时8.243.14(6.371108)2606.31020 焦1.751014 度2教材 P13 活动实践活动 1：观看“大棚农业”的录像片，或上网查阅相关资料，有条件的可就近参观“大棚农业”景观。活动 2：参观学校附近的耕地，比较其与“大棚农业”条件的差异：一年中作物生长时间的差异、绿色作物覆盖率的差异、水热条件的差异、养分条件的差异、作物品种的差异等。可通过调查访问或实地观察得出
14、结论，并列表比较其差异。活动 3：在一般耕地上，农作物对太阳辐射能的实际利用率为2%4%。如果将学校附近同等面积的耕地改造成对太阳辐射能利用率约 6%的农业实验基地，农业生产效率大约会提高 1.53 倍。活动 4：讨论学校所在地区实施现代的“大棚农业”或“农业工厂”的可行性及所面临的主要问题。要从学校所在地区的自然条件，特别是气候条件，以及社会经济条件、技术条件等方面去探讨。3教材 P15 活动提示：应辩证地看待太阳辐射和太阳活动对地球的影响，既要看到有利方面，又要分析不利方面。太阳辐射的影响主要分析其提供的能量和动力；太阳活动的影响主要表现在对地球大气及电离层、磁场的影响。就甲、乙两位同学的
15、对话来看，我们支持乙同学的观点，原因是太阳对地球的影响是多方面的，举例如下：(1)太阳辐射对地球的影响有利影响：人们直接利用太阳能发电；煤、石油等化石燃料是地质历史时期生物固定积累下来的太阳能。不利影响：夏季，强烈的太阳辐射给人们的生产生活带来许多不便，也对生物及其生存环境带来许多不利影响。(2)太阳活动对地球的影响有利影响：农业统计数字表明，在多数太阳活动的高峰年，全球农业倾向于增产。不利影响：2002 年的夏季与往年不同，人们似乎特别怕晒。在杭州街头，多了一个个“全副武装”的女士。这是因为当年是太阳活动高峰年，紫外线辐射增强，会对皮肤造成损害。5 新思维随堂自测1有关太阳的叙述，正确的是(
16、)A太阳是一个巨大炽热的固体球，主要成分是氢和氦B太阳辐射的能量由质量转化而来，所以太阳的质量一直处于消耗中C太阳辐射能量大部分到达地球，因而对地球和人类的影响是不可估量的D太阳辐射能量大且集中，可以用其进行大规模商业性发电【解析】太阳是一个巨大炽热的气体球，其能量来自内部的核聚变反应，该反应通过消耗质量来释放能量。太阳辐射能只有一小部分到达地球，但对地球和人类产生了重要的影响。太阳辐射的能量虽然巨大，但其能量分散，单位面积上的能量密度较小。【答案】B2西藏是我国太阳能资源最丰富、应用率最高、用途最广泛的省区。下列有关其太阳能资源丰富原因的叙述，不正确的是()A西藏的纬度较低，太阳高度较大B西
17、藏海拔高，空气稀薄，大气对太阳辐射的削弱作用弱C西藏晴天多，阴雨天少，大气对太阳辐射的削弱作用弱D西藏利用太阳能资源的历史悠久、技术先进【解析】西藏的纬度较低，太阳高度较大；西藏海拔高，空气稀薄，阴雨天少，大气对太阳辐射的削弱作用弱。因此，西藏的太阳能资源丰富。【答案】D3下列人类活动中，所利用的能源最终不是来自太阳辐射能的是()【解析】本题考查太阳对地球的影响。赛车用的石油和煤球炉中的煤是古代生物固定的太阳能。地热来自地球内部放射性元素的衰变，不是来自太阳能。【答案】D美国东部时间(西五区区时)2014 年 10 月 22 日 10 时 28 分，太阳黑子发生强烈爆发，右图为太阳黑子与木星、
18、地球大小的对比图。据此回答 45 题。4太阳黑子发生的位置是()A日冕层B色球层C光球层D太阳内部5太阳黑子强烈爆发可能产生的影响是()A导致全球海平面上升 B引发严重的低温冻害C干扰无线电短波通信 D形成大范围的雾霾天气45.【解析】本题组考查太阳活动的位置及太阳活动对地球的影响。黑子出现在太阳大气的光球层。太阳活动的影响主要包括影响无线电短波通信、“磁暴”、“极光”等。海平面上升是受全球气候变暖影响，低温冻害是气象灾害，雾霾属于大气污染。【答案】4.C 5.C右图所示为 2012 年 11 月 16 日美国宇航局太阳动力学天文台观测到的太阳巨大耀斑和日珥喷发。据此回答 67 题。6如果 2
19、0122013 年是太阳活动强烈的时段，那么下一个活动强烈时段约是()A20172018 年 B20232024 年C20302031 年 D20342035 年7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()A地球各地出现极光现象B地球上各地地震频繁C桂林一年中日影长短的变化D地球磁针不能正确指示方向BD67.【解析】第6题，本题考查太阳活动的周期。太阳活动的周期一般是11年，据此推算下一个活动强烈时段。第7题，本题考查太阳活动对地球的影响。高能带电粒子高速冲进两极地区的高空大气，并与那里的稀薄大气相碰撞，从而出现极光；许多自然灾害如地震的发生与太阳活动有关，但不是太阳活动造成各地地震频繁；一年中日影长短的变化与一年内太阳高度角(太阳光线与地面的夹角)的大小变化有关。当太阳活动增强时，来自太阳大气的高能带电粒子会扰乱地球磁场，使磁针剧烈颤动而不能正确指示方向。6 新视点名师讲座中国太阳年辐射量空间分布及成因图示温馨提示 太阳辐射强的地方，热量不一定丰富，如青藏高原，由于海拔高，空气稀薄，水汽、尘埃少，晴天多，太阳辐射强，光照充足；但由于空气稀薄，大气吸收的地面长波辐射很少，大气的保温作用弱，成为我国夏季气温最低的地区。