第二節(jié)太陽對地球的影響
[學(xué)習(xí)目標]1.了解太陽輻射的概念，太陽輻射對地球的影響。2.掌握太陽的外部結(jié)構(gòu)、太陽活動的概念、主要形式以及對地球的影響。3.應(yīng)用太陽輻射的分布規(guī)律。
一、為地球提供能量
自主預(yù)習(xí)
1．太陽概況物質(zhì)組成：熾熱的①氣體主要成分：②氫和氦表面溫度：約6 000K
2．太陽輻射
(1)概念：太陽源源不斷地以③電磁波的形式向四周放射能量的現(xiàn)象。
(2)能量來源：太陽內(nèi)部的④核聚變反應(yīng)。
3．對地球和人類的影響
(1)直接為地球提供⑤光、⑥熱資源。
(2)維持地表溫度，是地球上的水、大氣運動和生命活動的主要⑦動力。
(3)為人類生產(chǎn)和生活活動提供能源，如⑧煤、石油等。
思考如何理解“煤是太陽提供的能源”？
答案煤是地質(zhì)歷史時期接受太陽輻射的植被在地質(zhì)作用下形成的一種能源，所以煤是地質(zhì)時期被生物固定以后積累下來的太陽能。
合作探究
讀“中國太陽年輻射總量分布圖”，回答下列問題。
(1)有關(guān)我國太陽輻射能的分布，敘述正確的是()
A．四川盆地是太陽能豐富的地區(qū)
B．青藏高原太陽能豐富
C．東部沿海地區(qū)太陽能最豐富
D．太陽能分布東南比西北豐富
(2)影響地區(qū)間太陽輻射不均衡的原因是________、________和________。
(3)太陽輻射具有緯度差異，因而各地獲得的________有差異。但是，熱量盈余區(qū)(如赤道)溫度并沒有越來越高，熱量虧損區(qū)(如兩極)溫度并沒有越來越低，而是保持相對穩(wěn)定。這說明熱量盈余區(qū)與虧損區(qū)不斷________。
答案(1)B(2)太陽高度大小日照時間長短大氣的削弱作用大小(3)熱量傳輸熱量
反思歸納 影響太陽輻射的因素
地表獲得太陽輻射量的多少直接取決于太陽輻射強度和日照時間，具體的影響因素如下：
(1)緯度：緯度低，太陽高度大，太陽輻射強；緯度高，太陽高度小，太陽輻射弱。
(2)天氣：天氣晴朗，陰天少，日照時間長，太陽輻射強；反之，太陽輻射弱。
(3)地勢：地勢高，空氣稀薄，大氣對太陽輻射削弱作用小，日照強度大，太陽輻射強；反之太陽輻射弱。
(4)大氣透明度：大氣透明度好，塵埃雜質(zhì)少，太陽輻射強；反之太陽輻射弱。
練習(xí)鞏固
太陽直接輻射是指太陽以平行光線的形式直接投射到地面上。下圖是“北京太陽直接輻射的年變化圖”，讀圖回答(1)～(2)題。
(1)北京冬季太陽直接輻射比夏季少的主要原因是()
A．冬季太陽高度較小，且白晝較短
B．冬季多陰雨天氣
C．夏季可受到太陽直射
D．冬季冰雪反射率高
(2)北京4、5月份的直接輻射高于6、7月份，原因是()
A．4、5月份太陽高度最大
B．4、5月份降水較少
C．4、5月份白晝最長
D．4、5月份多沙塵天氣
答案(1)A(2)B
解析第(1)題，北京冬季太陽高度較小，單位面積內(nèi)接受到的太陽輻射較少，并且白晝較短，光照的時間較短。第(2)題，北京屬于溫帶季風(fēng)氣候，6～9月為雨季，陰雨天氣較多，大氣對太陽輻射的反射作用強，太陽輻射較弱。
二、太陽活動影響地球
自主預(yù)習(xí)
1．太陽活動
(1)概念：⑨太陽大氣經(jīng)常發(fā)生大規(guī)模運動的現(xiàn)象。
(2)分布
太陽外部大氣層光球?qū)由驅(qū)英馊彰釋?/p>
太陽活動黑子耀斑太陽風(fēng)
(3)重要標志：黑子和耀斑。
(4)周期：約為11年。
2．太陽活動對地球的影響
思考在低緯度地區(qū)能看到極光嗎？
答案不能。極光產(chǎn)生的原因是太陽大氣拋出的帶電粒子被地球磁場捕獲后，根據(jù)異性相吸原理，向地球磁場最強的兩極地區(qū)運動，與高空空氣分子碰撞，產(chǎn)生極光。所以，在低緯度地區(qū)不能看到極光。
合作探究
閱讀材料，回答下列問題。
材料一科學(xué)家觀測到一個巨大的耀斑從太陽表面噴射，其強度達到X1.9級，是迄今觀測到的最大的耀斑。此次太陽耀斑非常強烈，中斷地球通訊系統(tǒng)長達45分鐘。
材料二我國多年平均年太陽輻射總量(億焦耳/米2)。
(1)耀斑發(fā)生在太陽大氣的____________層，它的形成原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)與耀斑活動同步的太陽活動還有________，因此______________________可以作為太陽活動強弱的標志。
(3)除材料一中提到的以外，太陽活動對地球的影響還有哪些？
(4)材料二中等值線a為________，b為________。
答案(1)色球太陽大氣高度集中的能量釋放
(2)黑子黑子的多少和大小
(3)形成“磁暴”現(xiàn)象、“極光”現(xiàn)象，引起水旱災(zāi)害等。
(4)5040
解析本題主要考查太陽對地球的影響。第(1)題，耀斑發(fā)生在太陽大氣的色球?qū)樱翘柎髿飧叨燃械哪芰酷尫胚^程。第(2)題，耀斑往往與太陽黑子同步發(fā)生，太陽黑子的多少、大小可以作為太陽活動強弱的標志。第(3)題，太陽活動除能引起地球上通信系統(tǒng)中斷外，還能夠形成“磁暴”現(xiàn)象、“極光”現(xiàn)象，引起水旱災(zāi)害等。第(4)題， a位于東北地區(qū)，緯度較高，陰雨天氣多，多年平均日照時數(shù)少，故年太陽輻射總量較低，b地位于四川盆地，多陰天，多年平均太陽輻射總量小。
反思歸納 太陽活動的主要類型、特征及其對地球的影響
太陽活動主要包括黑子、耀斑、太陽風(fēng)三種類型，其在太陽大氣層中的位置、特征和影響各不相同，具體如下表所示：
活動類型位置形態(tài)活動特征對地球的影響
黑子光球?qū)雍谏唿c溫度比光球?qū)颖砻嫫渌胤降廷俸谧印⒁咴龆唷姶挪〝_動地球大氣層→無線電短波通信受影響；②太陽大氣拋出高能帶電粒子→擾亂地球磁場→產(chǎn)生“磁暴”現(xiàn)象；③太陽大氣拋出高能帶電粒子→與極地高空大氣碰撞→產(chǎn)生“極光”；④地震、水旱等自然災(zāi)害的發(fā)生與太陽活動有關(guān)
耀斑色球?qū)哟蠖恋陌邏K色球?qū)犹柎髿飧叨燃械哪芰酷尫胚^程(色球爆發(fā))
太陽風(fēng)日冕層帶電粒子脫離太陽飛向宇宙空間
練習(xí)鞏固
美國國家科學(xué)院曾預(yù)測2012年地球?qū)⒃庥鰪娞栵L(fēng)暴襲擊，地球上幾乎所有的人都將難逃其災(zāi)難性的影響?，F(xiàn)在來看，2012年太陽活動波瀾不驚，災(zāi)難“預(yù)言”不攻自破。結(jié)合下圖，回答(1)～(3)題。
(1)關(guān)于圖中太陽大氣層的敘述，正確的是()
A．①—色球?qū)?B．②—光球?qū)?/p>
C．③—日冕層 D．①—日冕層
(2)除美國外，下列國家中最有可能欣賞到極光的一組是()
A．英國、墨西哥 B．挪威、芬蘭
C．意大利、西班牙 D．印度、巴基斯坦
(3)用一般收音機收聽短波廣播時，聲音常常會忽大忽小，甚至中斷，主要是因為()
A．太陽大氣層發(fā)射的電磁波擾動地球大氣層
B．太陽大氣拋出的帶電粒子擾亂了地球磁場
C．短波在大氣中傳播時，被空氣分子吸收
D．短波到達電離層后，被全部反射回地面
答案(1)C(2)B(3)A
解析第(1)題，圖中①為光球?qū)印ⅱ跒樯驅(qū)?、③為日冕層。?2)題，太陽活動拋出的帶電粒子會被磁性較強的地球兩極附近的磁場捕獲，當它們和地球磁場碰撞時會形成美麗的極光，所以極光多發(fā)生于極地附近的地區(qū)，如挪威、芬蘭等。第(3)題，太陽大氣層發(fā)射的電磁波會擾動地球大氣層，進而影響電離層反射的短波通信。
課堂小結(jié)
知識提綱
強化記憶 歌訣法記憶太陽活動及其影響
太陽不穩(wěn)定，時常有活動。
光球有黑子，色球耀斑強。
活動劇烈時，地球受影響。
先是氣候變，還能擾磁場。
干擾電離層，短波受影響。
太陽風(fēng)一吹，極空現(xiàn)極光。
課堂檢測
1．農(nóng)業(yè)諺語“魚靠水、娃靠娘，萬物生長靠太陽”中，體現(xiàn)了太陽輻射為地球提供()
A．光、熱資源
B．大氣運動、水循環(huán)的原動力
C．生產(chǎn)能源
D．生活能源
答案A
2．下列人類活動中，所利用的能源最終不是來自太陽輻射的是()
答案D
解析賽車用的石油和煤球爐中的煤是古代生物固定下來的太陽能，地熱是來自地球內(nèi)部放射性元素的衰變，不是來自太陽輻射。
公元前28年(即漢成帝河平元年)，曾記載“三月乙未，日出黃，有黑氣大如錢，居日中央”。據(jù)此回答3～4題。
3．記載中所說的黑氣是指()
A．耀斑 B．黑子
C．太陽風(fēng) D．日珥
4．這種現(xiàn)象發(fā)生在太陽大氣層的()
A．光球?qū)?B．色球?qū)?/p>
C．日冕層 D．大氣層之外
答案3.B4.A
5．讀“太陽大氣結(jié)構(gòu)示意圖”，完成下列問題。
(1)A是________層，該層出現(xiàn)的太陽活動是________。
這些區(qū)域由于____________________而暗黑，它的多少和大小可以作為____________________的標志。
(2)B是________層，該層有時會出現(xiàn)突然增亮的部分，叫做________。它的爆發(fā)是________________的顯示。
(3)C是________層。
(4)耀斑爆發(fā)時發(fā)射的電磁波進入地球________層，會引起無線電短波通信中斷。太陽大氣拋出________，能使地球磁場受到擾動，產(chǎn)生________現(xiàn)象。
答案(1)光球黑子溫度比周圍區(qū)域低太陽活動強弱
(2)色球耀斑太陽活動最激烈
(3)日冕(4)大氣高能帶電粒子磁暴
解析從圖上看，A為太陽大氣的最內(nèi)層光球?qū)?，該層的太陽活動主要是黑子；B層為色球?qū)?，該層太陽活動為耀斑；C為日冕層。
40分鐘課時作業(yè)
【基礎(chǔ)過關(guān)】
太陽是距離地球最近的恒星，是一個巨大、熾熱的氣體球。據(jù)此回答1～2題。
1．太陽物質(zhì)構(gòu)成的主要成分是()
A．氫和氧 B．氧和氦
C．氫和氦 D．氧和氮
2．太陽巨大的輻射能量來自()
A．太陽內(nèi)部的核聚變反應(yīng)
B．太陽內(nèi)部的核裂變反應(yīng)
C．太陽表面劇烈的太陽活動
D．太陽表面的磁爆炸
答案1.C2.A
解析第1題，太陽是一個巨大熾熱的氣體球，主要成分是氫和氦。第2題，太陽巨大的能量來自太陽內(nèi)部的核聚變反應(yīng)，即四個氫原子核核聚變成一個氦原子核的核反應(yīng)過程。
讀“太陽及其大氣結(jié)構(gòu)示意圖”，回答3～4題。
3．圖中太陽大氣①、②、③的名稱分別是()
A．光球?qū)印⑸驅(qū)?、日冕?/p>
B．色球?qū)?、日冕層、光球?qū)?/p>
C．光球?qū)?、日冕層、色球?qū)?/p>
D．色球?qū)?、光球?qū)?、日冕?/p>
4．太陽黑子和耀斑()
A．都發(fā)生在①層 B．分別發(fā)生在①層和②層
C．都發(fā)生在②層 D．分別發(fā)生在②層和③層
答案3.A4.B
解析從圖中可看出①②③層分別為太陽大氣的光球?qū)印⑸驅(qū)?、日冕層。黑子和耀斑分別發(fā)生在光球?qū)雍蜕驅(qū)印?/p>
5．劇烈太陽活動產(chǎn)生的太陽風(fēng)吹襲地球，可能引起()
A．人口遷移加快 B．風(fēng)力電廠增產(chǎn)
C．生活耗能降低 D．衛(wèi)星導(dǎo)航失效
答案D
解析解答本題的關(guān)鍵是理解什么是太陽風(fēng)。太陽風(fēng)是發(fā)生在太陽大氣最外層的太陽活動，其發(fā)射的電磁波進入地球大氣層，會引起大氣層擾動，使地球上無線電短波通信受到影響，甚至出現(xiàn)短暫的中斷，進而會影響衛(wèi)星的正常工作。因此D項符合題意。
6．如果只考慮緯度因素，我國下列各地生物量(某一時刻單位面積內(nèi)實存生活的有機物質(zhì)總量)最大的是()
A．三江平原 B．江漢平原
C．華北平原 D．珠江三角洲
答案D
解析四個選項中，珠江三角洲緯度最低，光熱資源最豐富，生物量最大。
中國氣象局國家空間天氣監(jiān)測中心監(jiān)測顯示：2011年2月15日上午10時左右，太陽黑子活動區(qū)爆發(fā)了一次X2.2級耀斑，這是第24太陽活動周迄今最大級別的耀斑爆發(fā)。據(jù)此回答7～8題。
7．此次太陽耀斑對地球帶來的影響可能包括()
A．全球出現(xiàn)大面積停電
B．許多地區(qū)的無線電短波通信中斷
C．我國東北地區(qū)上空出現(xiàn)極光
D．全球許多國家出現(xiàn)強烈地震
8．上題所述影響最強的時刻可能出現(xiàn)在當?shù)?)
A．黎明 B．中午
C．傍晚 D．午夜
答案7.B8.B
解析耀斑會影響地球上的無線電短波通信，在太陽輻射最強時段，太陽活動對地球的影響最強列。
9．讀“臺灣島年太陽總輻射量分布圖”，回答下列問題。
(1)臺灣島年太陽總輻射量分布南多北少的原因是什么？
(2)在圖示地區(qū)，相同緯度年太陽總輻射量分布特點是________，其形成的主要原因是什么？
答案(1)南方緯度低，太陽高度大，太陽輻射強；北方反之。
(2)西多東少西部處于山脈背風(fēng)坡，晴天多，云量少，大氣對太陽輻射的削弱作用小，到達地面的太陽輻射強；東部反之。
10．讀“太陽大氣結(jié)構(gòu)圖”，回答下列問題。
(1)寫出太陽大氣層的名稱：A________；B ________。
(2)寫出太陽活動的主要類型：A層出現(xiàn)________，B層出現(xiàn)________。
(3)當B層太陽活動增強時，會引起無線電短波通訊突然中斷，原因是什么？
答案(1)光球?qū)由驅(qū)?2)黑子耀斑(3)當色球?qū)犹柣顒釉鰪姇r，太陽大氣釋放出大量射線和高能帶電粒子流，擾亂地球大氣層，引起無線電短波通訊突然中斷或衰減。
【能力提升】
讀圖，回答11～12題。
11．A地年太陽總輻射量和年日照時數(shù)可能是()
A．1553 300 B．1703 550
C．1902 900 D．2102 800
12．造成該大洲年太陽總輻射量和年日照時數(shù)地區(qū)差異的主要原因是()
A．緯度高低 B．海拔高低
C．植被好壞 D．云量多少
答案11.C12.D
解析第11題，由圖例可知，A地年太陽總輻射量在180～200之間，從圖中等值線可判斷出其年日照時數(shù)介于2 600小時～3 000小時之間。第12題，由該大洲的海陸輪廓可知，該大洲為非洲，由圖上年太陽總輻射量和年日照等時數(shù)線的分布規(guī)律，結(jié)合非洲的氣候和地形狀況可知，影響的主要因素是云量的多少。
讀圖回答13～14題。
13．讀上圖，有關(guān)描述太陽活動與晝夜電離層電子濃度的高度分布特征，正確的是()
A．電離層電子濃度最高值出現(xiàn)的高度，白天高于夜間
B．電離層電子濃度，太陽活動高年要大于太陽活動低年
C．100～200千米處高空電離層電子濃度隨高度上升而增大
D．白天，100千米處高空電離層電子濃度在1011CM－3以上
14．美國東部時間2009年9月7日13時40分，包括美國在內(nèi)的地球朝向太陽的一面的所有地區(qū)，高頻無線電通信幾乎全部中斷，造成這一現(xiàn)象的主要原因是()
A．地球大氣層中的臭氧層空洞擴大使太陽輻射增強
B．太陽耀斑爆發(fā)引起地球大氣層的電離層擾動
C．太陽黑子增多造成地球磁場紊亂
D．太陽等天體對地球引力加強
答案13.D14.B
解析本題組主要考查太陽活動對地球電離層的影響。第13題，電離層電子濃度最高值出現(xiàn)的高度，白天在200～300 km之間，夜間在300～400 km，很明顯夜間高于白天，A項錯。在夜間，300 km以下地區(qū)太陽活動高年和低年的濃度相同，B項錯。在100～200 km高空，電離層電子濃度白天隨高度上升而增大，夜間則隨高度上升而減小，C項錯。第14題，太陽活動中的耀斑爆發(fā)，會擾動地球大氣層的電離層，從而影響無線電短波通信。
15．閱讀下列材料，回答問題。
材料太陽黑子的周期性變化圖。
(1)與黑子活動同步的太陽活動還有________，它們被認為是太陽活動的重要標志。
(2)一般認為太陽活動對地球的影響主要表現(xiàn)在三個方面：____________、______________和____________。
(3)耀斑活動為什么會干擾無線電短波通信？
答案(1)耀斑
(2)對地球氣候的影響對地球大氣層的影響對地球磁場的影響
(3)耀斑爆發(fā)時發(fā)射的電磁波進入地球大氣層，引起大氣層擾動，依靠電離層傳播的無線電短波信號被部分或全部吸收。
解析黑子、耀斑是太陽活動的重要標志。太陽活動會影響地球磁場，影響無線電短波通信，還會影響氣候。
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