第一章第二节太阳对地球的影响.ppt

夸父逐日夸父逐日后羿射日后羿射日1.什么是太阳辐射?2.太阳辐射的能量有多大?4.为什么太阳有如此巨大的能量?3.太阳辐射对地球和人类有什么影响?一，太阳的概况一，太阳的概况1 1、太阳辐射、太阳辐射 太阳源源不断地以电磁波的形式太阳源源不断地以电磁波的形式向四周放射能量，这种现象被称为太向四周放射能量，这种现象被称为太阳辐射。阳辐射。太阳辐射大约只有二十二亿分之一到达地球。 太阳是一个巨大炽热的气体球，主要成分是氢和氦，表面温度约为6000K 。 在日地平均距离条件下，在地球大气上界，垂直于太阳光线的1平方厘米面积上，1分钟接受到的太阳辐射能量，称为太阳常数。 太阳辐射太阳辐射水循环水循环2、太阳能量的来源：、太阳能量的来源：太阳内部的核聚变反应太阳内部的核聚变反应以损耗质量转化为能量以损耗质量转化为能量 太阳的能量来源于其核心部分。太阳的核心温度高太阳的能量来源于其核心部分。太阳的核心温度高达达15001500万摄氏度，压力相当于万摄氏度，压力相当于25002500亿个大气压。核心区亿个大气压。核心区的气体被极度压缩至水密度的的气体被极度压缩至水密度的150150倍。在这里发生着核倍。在这里发生着核聚变，每秒钟有七亿吨的氢被转化成氦，在这过程中，聚变，每秒钟有七亿吨的氢被转化成氦，在这过程中，约有约有3860038600亿亿兆焦耳的净能量被释放出来。聚变产生亿亿兆焦耳的净能量被释放出来。聚变产生的能量通过对流和辐射过程向外传送。核心产生的能量的能量通过对流和辐射过程向外传送。核心产生的能量需要通过几百万年才能到达表面。在高温高压作用下，需要通过几百万年才能到达表面。在高温高压作用下，太阳中心产生核聚变，释放出大量的能量。太阳中心产生核聚变，释放出大量的能量。HHHHHe核聚变过程核聚变过程高温高压高温高压(1)(1)到达大气上界太阳辐射的分布有什么规律？到达大气上界太阳辐射的分布有什么规律？由低纬向高纬递减由低纬向高纬递减（2 2）热带雨林和亚热带针叶林生物量有什么差异？）热带雨林和亚热带针叶林生物量有什么差异？热带雨林生物量较大，亚寒带针叶林生物量较热带雨林生物量较大，亚寒带针叶林生物量较小小（3 3）问题（）问题（1 1）和问题（）和问题（2 2）的结论有没有相关性？）的结论有没有相关性？ 有相关性。生物量与太阳辐射量呈正相关，后者有相关性。生物量与太阳辐射量呈正相关，后者决定前者。低纬度地区太阳辐射量大，热带雨林植物决定前者。低纬度地区太阳辐射量大，热带雨林植物生长旺盛，生物量大。中高纬地区太阳辐生长旺盛，生物量大。中高纬地区太阳辐射量相对较小，植物生长比较缓慢，生物量相射量相对较小，植物生长比较缓慢，生物量相对较小。太阳辐射量的大小，在一定程度对较小。太阳辐射量的大小，在一定程度上决定了植被的生长情况，植被的生长上决定了植被的生长情况，植被的生长情况又是对不同地理环境的反映。情况又是对不同地理环境的反映。（4 4）描述这两个地区的自然景观差异。）描述这两个地区的自然景观差异。 从景观图上可以看出，热带雨林地区的森林更茂密，从景观图上可以看出，热带雨林地区的森林更茂密，阔叶，树木树冠较大。亚寒带针叶林地区森林中植物密阔叶，树木树冠较大。亚寒带针叶林地区森林中植物密度相对较小，针叶，树冠小。度相对较小，针叶，树冠小。（2）中国太阳辐射分布规律 总体上来说，西北内陆地区较多，东南沿海总体上来说，西北内陆地区较多，东南沿海地区较少。地区较少。 太阳辐射最丰富的地区是在青藏高原，西北太阳辐射最丰富的地区是在青藏高原，西北地区（内、新、甘、宁）丰富，华北地区较地区（内、新、甘、宁）丰富，华北地区较多，南方较少。多，南方较少。 太阳辐射最少的地区在四川盆地和云贵高原太阳辐射最少的地区在四川盆地和云贵高原北部。北部。影响太阳辐射强度的主要因素归纳影响太阳辐射强度的主要因素归纳：(1)(1)太阳高度角太阳高度角（纬度位置）：纬度低则正午太阳高度（纬度位置）：纬度低则正午太阳高度角大，太阳辐射角大，太阳辐射经过大气的的路程短经过大气的的路程短，被大气削弱，被大气削弱得少，而且得少，而且单位面积获取的太阳辐射量单位面积获取的太阳辐射量也多，所以也多，所以到达地面的太阳辐射就强；反之，则弱。这是太阳到达地面的太阳辐射就强；反之，则弱。这是太阳辐射从低纬向两极减少的原因之一。辐射从低纬向两极减少的原因之一。(2)(2)大气透明度大气透明度：天气：晴朗的天气，日照时间长，云：天气：晴朗的天气，日照时间长，云层少且薄，大气对太阳辐射的削弱作用弱，到达地层少且薄，大气对太阳辐射的削弱作用弱，到达地面的太阳辐射就强；阴雨的天气，日照时间短，云面的太阳辐射就强；阴雨的天气，日照时间短，云层厚且多，大气对太阳辐射的削弱作用强，到达地层厚且多，大气对太阳辐射的削弱作用强，到达地面的太阳辐射就弱影响阳光通过大气的路程长短，面的太阳辐射就弱影响阳光通过大气的路程长短，如青藏高原的太阳辐射强度大于长江中下游平原；如青藏高原的太阳辐射强度大于长江中下游平原；(3)地形地形：海拔越高，大气越稀薄，对太阳辐射削弱越海拔越高，大气越稀薄，对太阳辐射削弱越少到达地面的太阳辐射就多；反之，则少。如青藏少到达地面的太阳辐射就多；反之，则少。如青藏高原成为我国太阳辐射最强的地区，主要就是这个高原成为我国太阳辐射最强的地区，主要就是这个原因原因我国太阳辐射的高低值中心在哪里？我国太阳辐射的高低值中心在哪里？青藏高原成为太阳辐射的高值中心青藏高原成为太阳辐射的高值中心，主要是，主要是因为：海拔高，空气稀薄，空气中尘埃因为：海拔高，空气稀薄，空气中尘埃含量较少，晴天较多，日照时间较长。含量较少，晴天较多，日照时间较长。纬度低，到达大气对太阳辐射的削弱作用纬度低，到达大气对太阳辐射的削弱作用小，到达地面的太阳辐射能量多。小，到达地面的太阳辐射能量多。而四川盆地成为低值中心的原因在于而四川盆地成为低值中心的原因在于：盆地：盆地地形，水汽不易散发，空气中含水气的量地形，水汽不易散发，空气中含水气的量多，阴天、雾天较多，对太阳辐射削弱作多，阴天、雾天较多，对太阳辐射削弱作用强，从而造成日照时间短，日照强度弱，用强，从而造成日照时间短，日照强度弱，太阳能资源贫乏。太阳能资源贫乏。二、太阳活动影响地球二、太阳活动影响地球1、太阳的大气结构、太阳的大气结构日冕日冕色球色球光球光球由由外外到到内内光球色球日冕光球是太阳大气的低光球是太阳大气的低层，厚度约层，厚度约500km500km，它，它之所以被叫做光球，之所以被叫做光球，是由于它的明亮。因是由于它的明亮。因此，光球在天球上就此，光球在天球上就成为具有明确轮廓的成为具有明确轮廓的圆面，即明亮的太阳圆面，即明亮的太阳光盘，人们在日常生光盘，人们在日常生活上往往把太阳光球活上往往把太阳光球看做太阳整体。光球看做太阳整体。光球的有效温度约为的有效温度约为6000k.6000k.色球是太阳大气的中层，色球是太阳大气的中层，厚度约厚度约2000km2000km。色球的亮。色球的亮度仅及光球的千分之一，。度仅及光球的千分之一，。因此，它的微弱光辉总是因此，它的微弱光辉总是被光球所掩没。只有在日被光球所掩没。只有在日全食的短暂瞬间，当太阳全食的短暂瞬间，当太阳光球被月轮遮掩时，色球光球被月轮遮掩时，色球才表现为阴暗周围的玫瑰才表现为阴暗周围的玫瑰色花边，色泽鲜艳，故称色花边，色泽鲜艳，故称色球。除此之外，用特殊色球。除此之外，用特殊的望远镜也可以观察到色的望远镜也可以观察到色球层。色球的球层。色球的物质密度要物质密度要比光球低得多，但却比光比光球低得多，但却比光球更热。它的底层为球更热。它的底层为1万万度，高层可达几万甚至几度，高层可达几万甚至几十万度。十万度。 日冕是太阳大气的外层，延伸范围日冕是太阳大气的外层，延伸范围很广，可达太阳半径的几倍甚至十几倍，很广，可达太阳半径的几倍甚至十几倍，没有明确的上界，日冕色清白，淡雅，没有明确的上界，日冕色清白，淡雅，但亮度很弱，仅及色球的千分之一，日但亮度很弱，仅及色球的千分之一，日冕密度极低，温度却很高，达百万度以冕密度极低，温度却很高，达百万度以上。肉眼只有在日全食时或用特制的日上。肉眼只有在日全食时或用特制的日冕仪才可见到，形状和大小变换无定。冕仪才可见到，形状和大小变换无定。2、太阳活动、太阳活动太阳大气太阳大气大规模的活动大规模的活动1）黑子（光球）黑子（光球）黑子是太阳光球表面上的暗黑黑子是太阳光球表面上的暗黑色斑点。事实上，黑子的色斑点。事实上，黑子的面积面积可能有地球那么可能有地球那么大大，它的，它的温度温度比周围比周围低低，看上去颜色暗一些，看上去颜色暗一些，故称故称黑子黑子。 是太阳活动的是太阳活动的主要主要标志标志。2)耀斑（色球）耀斑（色球）耀斑是色球层上的爆耀斑是色球层上的爆发现象，耀斑出现时，发现象，耀斑出现时，亮度突然增大，释放亮度突然增大，释放出大量的能量。出大量的能量。 耀斑与黑子关系耀斑与黑子关系密切，黑子增多、变密切，黑子增多、变大时，耀斑也频繁爆大时，耀斑也频繁爆发。耀斑出现较多的发。耀斑出现较多的区域，也是黑子集中区域，也是黑子集中的区域。耀斑是太阳的区域。耀斑是太阳活动最激烈的显示。活动最激烈的显示。黑子活动增强的年份是耀斑频繁爆发的年份，黑子所在的区黑子活动增强的年份是耀斑频繁爆发的年份，黑子所在的区域之外域之外也是耀斑出现频率最多的区域。耀斑随黑子的变化同步起落。也是耀斑出现频率最多的区域。耀斑随黑子的变化同步起落。日珥日珥4）“太阳风太阳风”（日（日冕）冕）太阳外部结构表太阳外部结构表层次位置概念厚度亮亮度度温度太阳活动光球由里到外明亮发光的太阳表面逐渐变厚逐渐变弱逐渐变高黑子太阳活动重要标志色球光球外呈玫瑰色的大气耀斑日珥日冕色球外很稀薄的完全电离的太阳大气太阳风(1)1985-2000(1)1985-2000年太阳黑子数经历了什么样的变化？周期大约多少？年太阳黑子数经历了什么样的变化？周期大约多少？ 1985-20001985-2000年太阳黑子数呈现波状变化，年太阳黑子数呈现波状变化，19861986年为极小值，年为极小值，后逐年增多，到后逐年增多，到19891989年达到极大值。之后又逐年减少，年达到极大值。之后又逐年减少，19961996年年又达到极小值。之后到又达到极小值。之后到20002000年再逐年增多。两个极小值之间历年再逐年增多。两个极小值之间历经经1111年。年。（2 2）1818世纪以来，太阳黑子数的变化周期是否与（世纪以来，太阳黑子数的变化周期是否与（1 1）相同）相同？ 1818世纪以来，太阳黑子数呈现有规律的起伏，虽然起伏程世纪以来，太阳黑子数呈现有规律的起伏，虽然起伏程度不同，但起伏周期接近。从度不同，但起伏周期接近。从17051705年峰值，到年峰值，到19801980年峰值，其年峰值，其间间275275年间，出现了年间，出现了2626个峰值，也就是个峰值，也就是2525个周期，可以算出太阳个周期，可以算出太阳黑子变化的平均周期约为黑子变化的平均周期约为1111年，与（年，与（1 1）大致相同。）大致相同。表现表现成因成因活动周活动周期期 所处位置所处位置黑子黑子耀斑耀斑黑子黑子和和耀斑耀斑是太阳活动的主要标志是太阳活动的主要标志耀斑随黑子的变化同步起落，体现了太耀斑随黑子的变化同步起落，体现了太阳活动的整体性。阳活动的整体性。、太阳活动对地球的影响、干扰电离层，影响无线电短波通信、干扰电离层，影响无线电短波通信讲日凌探究探究 06年年12月月13日北京时间日北京时间10时时40分前后，我国分前后，我国的短波无线电信号传播出现异常，短波通信、广的短波无线电信号传播出现异常，短波通信、广播、探测等电子信息系统发生大面积中断或受到播、探测等电子信息系统发生大面积中断或受到较长时间的严重干扰。直至较长时间的严重干扰。直至11时时15以后才逐步出以后才逐步出现信号，现信号，13时时30分以后才基本恢复正常。分以后才基本恢复正常。结论结论: : 太阳活动爆发，扰动了电离层，干扰了无线电短波通讯太阳活动爆发，扰动了电离层，干扰了无线电短波通讯、使地球磁场产生、使地球磁场产生“磁暴磁暴”现象现象探究探究 据据沈阳晚报沈阳晚报报道，报道，05年年9月月21日举行的一日举行的一场空距场空距500公里的信鸽放飞比赛中，沈阳市信鸽协公里的信鸽放飞比赛中，沈阳市信鸽协会的会员们痛失近会的会员们痛失近4000羽优良信鸽，自羽优良信鸽，自9月月21日这日这批鸽子在河北唐山放飞后，除少量飞回外，绝大部批鸽子在河北唐山放飞后，除少量飞回外，绝大部分不会再归巢了。分不会再归巢了。 信鸽为什么不回家了？是被人捕杀了，还是？信鸽为什么不回家了？是被人捕杀了，还是？结论结论: 太阳活动爆发，干太阳活动爆发，干扰地球磁场扰地球磁场磁暴。磁暴。、在极地地区出现极光。、在极地地区出现极光。美丽的极光美丽的极光（一）（一）、可能影响地球气候变化等自然灾害 中高纬地区的一些乔木年轮的疏密变化，有明显中高纬地区的一些乔木年轮的疏密变化，有明显的的1111年周期性，怎么回事呢年周期性，怎么回事呢? ?探究探究结论：结论： 太阳活动周期太阳活动周期为为11年。年。太阳活动影响太阳活动影响降水，进而影降水，进而影响乔木年轮的响乔木年轮的疏密程度。疏密程度。 出现时间太阳活动的影响产生原因黑子、耀斑增多时无线电短波受干扰甚至中断太阳活动发射的电磁波扰动地球大气层(其中的电离层)出现“磁暴”现象太阳大气抛出的高能带电粒子扰动地球磁场两极高空出现极光太阳大气抛出的高能带电粒子与极地高空大气碰撞产生影响地球气候变化尚在研究中 太阳活动对地球的影响太阳活动对地球的影响 案例一案例一： 在在太阳活动高峰期太阳活动高峰期间，由于地球磁场骤然形变、间，由于地球磁场骤然形变、大气中大气中氡气浓度升高氡气浓度升高、太阳光能量增强和某些宇宙、太阳光能量增强和某些宇宙射线的穿刺，射线的穿刺，人的情绪会产生波动人的情绪会产生波动，容易引起心脏，容易引起心脏病、精神病，甚至发生攻击性行为，车祸也会增多。病、精神病，甚至发生攻击性行为，车祸也会增多。美国研究人员报告说，上次太阳活动峰年期间，美美国研究人员报告说，上次太阳活动峰年期间，美国有些精神病院的患者增加了几倍。由前莫斯科研国有些精神病院的患者增加了几倍。由前莫斯科研究员多尔曼领导的以色列宇宙研究中心的研究分析究员多尔曼领导的以色列宇宙研究中心的研究分析报告说，每次太阳风暴报告说，每次太阳风暴“吹袭吹袭”地球时，心脏病、地球时，心脏病、中风和车祸均增加了百分之十五。中风和车祸均增加了百分之十五。 重点回顾重点回顾 1、太阳能量来源、太阳能量来源 2、太阳大气分层、太阳大气分层 3、太阳活动类型、太阳活动类型 4、太阳活动对地球的影响、太阳活动对地球的影响实战演练实战演练1 1、世界上有许多地区降、世界上有许多地区降水量的年际变化，下列水量的年际变化，下列哪一项因素有一定相关哪一项因素有一定相关性（性（ ）A A、地球自转、地球自转 B B、惯性离心力、惯性离心力 C C 、黑子的周期变化、黑子的周期变化 D D、月相的周期变化、月相的周期变化C2 2、太阳活动最激、太阳活动最激烈的显示（烈的显示（ ）A A、黑子增多、黑子增多 B B、耀斑增多、耀斑增多 C C、日珥、日珥 D D、谱斑、谱斑B3 3、下列自然现象与太阳辐射无关的是（、下列自然现象与太阳辐射无关的是（ ）A A、生物的活动、生物的活动 B B、大气运动和水循环、大气运动和水循环C C、煤、石油的形成、煤、石油的形成 D D、火山爆发、火山爆发4 4、“磁暴磁暴”现象指的是（现象指的是（ ）A A、磁场发生了爆炸、磁场发生了爆炸 B B、磁针发生了故障、磁针发生了故障C C、地球磁场受到带电粒子流的影响、地球磁场受到带电粒子流的影响D D、地球使磁场方向发生了改变、地球使磁场方向发生了改变DC