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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．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。知识导引一、太阳辐射与地球1．太阳辐射是太阳以________的形式向宇宙空间放射的能量。太阳辐射的波长范围在________微米之间，分为________、红外光和________三部分。太阳辐射能主要集中在________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)。电磁波0.15～4可见光紫外光可见光3．太阳辐射对地球的影响(1)经植物的__________作用，可以转化成有机物中的生物化学能，如_____和石油就是地质时期储存的太阳能。(2)地球大气运动、水循环的主要能源。(3)太阳辐射本身及__________、水循环等，也为人类活动提供能源。生物化学煤炭大气运动1．电磁波：自然界的任何物体，都以电磁波的形式时刻不停地向外传递能量。它们的波长不同，特性和作用也有很多不同。电磁波在真空中的传播速度为30万千米/秒。2．太阳能量的来源：太阳的能量来源于太阳内部的热核反应(核聚变反应)。太阳内部在高温、高压的环境下，四个氢原子核经过一连串的核聚变反应，变为一个氦原子核。二、太阳活动与地球1．太阳外部结构：自内向外依次为____层、____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)太阳黑子出现于____层，耀斑和日珥出现于________，________出现于日冕层。(2)太阳黑子数目的变化，大体上以____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____。光球色球光球色球层太阳风11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)太阳活动(当太阳黑子和耀斑增多时，发出的强烈射电)引起大气________中强烈的电磁扰动——磁暴，影响____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____。电离层短波极光1．光球、色球和日冕只是太阳外部的大气层，太阳并非只由这三层组成。2．太阳活动的类型很多，其中主要的是黑子和耀斑。3．太阳黑子并非黑色，只是温度比光球表面其他地方低，所以才显得暗一些。4．太阳活动对无线电短波通信和地球磁场的影响，一般白天较强，夜晚较弱。5．极光现象主要出现在两极地区的夜晚。探究点一太阳辐射对地球的影响[核心归纳]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”。状元随笔人类对太阳能的利用人类对太阳能的利用有着悠久的历史。我国早在两千多年前的战国时期就知道利用铜制四面镜聚焦太阳光来点火，利用太阳能来干燥农副产品。发展到现代，太阳能的利用已日益广泛，它包括太阳能的光热利用、太阳能的光电利用和太阳能的光化学利用等。现代太阳能利用的方式有太阳能照相机、太阳能电视机、太阳能空调器、太阳能冰箱、太阳能电话、太阳能电池、太阳能热水器等。4．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状元随笔影响太阳辐射量的因素(1)太阳辐射量的大小与纬度呈负相关。(2)太阳辐射量的大小与海拔(地势)呈正相关。(3)太阳辐射量的大小与云量呈负相关。(4)太阳辐射量的大小也与坡向相关。阳坡太阳辐射强于阴坡；背风坡太阳辐射强于迎风坡。(5)太阳辐射量的大小与穿过的大气路程相关。路程短，太阳辐射强；路程长，太阳辐射弱。5．中国太阳年辐射量空间分布及成因图示状元随笔(1)太阳辐射强的地方，热量不一定丰富。例如，我国的青藏高原海拔高，空气稀薄，光照充足，但是热量不足，成为我国夏季气温最低的地区。(2)阴天也有太阳辐射。太阳辐射的能量来源于太阳内部的核聚变反应，和天气状况没有关系，只不过阴天的时候空气中的水汽含量较大，对太阳辐射的削弱较多，到达地面的太阳辐射量较少。(3)并不是所有的能源都来源于太阳辐射。人类生产和生活所需的绝大部分能源都来源于太阳辐射，但地热能来源于地球内部，潮汐能来源于日月的引力，所以并不是所有的能源都来源于太阳辐射。[应用体验]2016年9月15日22时04分09秒，我国在酒泉卫星发射中心成功发射天宫二号空间实验室，天宫二号进入预定轨道后主要通过太阳能帆板将太阳辐射能转化为电能，以供其日常工作。据此回答1～2题。1．太阳辐射能主要集中的波段是()A．紫外线B．可见光C．红外线D．β射线2．下列关于太阳辐射对地球影响的说法，错误的是()A．煤炭等化石燃料是地质时期储存的太阳能B．太阳辐射为人类的生产生活提供能源C．太阳辐射是大气运动以及水循环的主要动力D．太阳释放的太阳辐射绝大部分到达了地球解析：第1题，太阳辐射能主要集中在波长较短的可见光波段，约占总能量的50%。第2题，太阳辐射是自然地理环境形成和变化的动力，为人类生产生活提供能量。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。答案：1.B2.D在交通的十字路口处，我们经常见到如图所示的交通信号灯(以太阳能为能源)。据此完成3～4题。3．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4．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．海口解析：第3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4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。答案：3.C4.A探究点二太阳活动对地球的影响[核心归纳]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：状元随笔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：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流会干扰地球磁场，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，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状元随笔歌诀法记忆太阳活动及其影响太阳不稳定，时常有活动；光球有黑子，色球耀斑强；活动激烈时，地球受影响；先是气候变，还能扰磁场；干扰电离层，短波受影响；太阳风一吹，极区现极光。[应用体验]1．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)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：第(1)题，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。第(2)题，黑子和耀斑的区别主要在于其成因上不同。读太阳黑子相对数与温带乔木平均年轮宽度相关性曲线图，回答2～3题。2．图中平均年轮宽度与太阳黑子相对数之间的关系是()A．呈负相关B．呈正相关C．成反比D．没有相关性3．此图所反映的问题是()A．太阳活动能影响地球气候B．太阳活动发射的电磁波能扰动地球的电离层C．太阳活动时，抛出的带电粒子流扰动地球磁场，产生“磁暴”现象D．太阳风使两极地区出现极光，从而影响中高纬度地区乔木的生长解析：第2题，读图可知，图中平均年轮宽度与太阳黑子相对数之间的关系变化具有同步性，所以它们呈正相关。第3题，此图所反映的问题是太阳活动能影响地球气候，因为降水与气温影响乔木生长。答案：2.B3.A近年来，我国不断加大对西藏地区太阳能应用的投资，西藏有关部门也更加重视对太阳能的开发和利用。据此回答1～2题。1．西藏是我国太阳年辐射总量最大的地区，其主要原因是()①纬度高，太阳高度角大②晴天日数多③空气稀薄，对太阳辐射的削弱作用小④地势高，离太阳近A．①②B．②③C．③④D．②④2．下列能源与太阳能无关的是()A．藏南谷地的地热能B．柴达木盆地的天然气C．风能D．雅鲁藏布江的水能解析：第1题，西藏是我国太阳年辐射总量最大的地区，其主要原因是晴天日数多；西藏纬度低，太阳高度角大；空气稀薄，对太阳辐射的削弱作用小，到达地面的太阳辐射多。第2题，藏南谷地的地热能属于地球内部释放的能量，与太阳能无关。答案：1.B2.A太阳辐射经过大气的路程愈短，其能量被大气削弱的愈少，到达地面的太阳辐射愈多，太阳辐射强度愈大。读图回答3～4题。3．图中甲、乙、丙、丁四地太阳辐射最强和最弱的分别是()A．甲地、乙地B．乙地、丙地C．丙地、丁地D．甲地、丁地4．产生乙地现象的原因可能有()①天空多云②降雨天气③位于山地的南坡④位于山地的北坡A．①③B．②④C．①④D．①②解析：第3题，影响太阳辐射强弱的因素有纬度、天气、地形等。从图中可以看出，甲地的太阳辐射经过大气的路程最短，太阳辐射最强；而丁地太阳辐射经过大气的路程最长，太阳辐射最弱。第4题，据图可知，乙地的太阳辐射虽然经过大气的路程不长，但太阳辐射强度较小，这可能与当地多云雨，大气对太阳辐射的削弱作用较强有关；也可能与该地位于阴坡有关。由于不知该地位于南半球还是北半球，因此无法判断阴坡是南坡还是北坡，所以排除③④。答案：3.D4.D5．阅读下列材料，回答问题。材料一21世纪以来，人类已经历了两次太阳活动的高峰期，在太阳活动高峰期，太阳活动对人类生产和生活产生了一系列影响。例如，日本的通信卫星信号中断。材料二如图为1900～2010年太阳黑子活动的周期图。(1)假设2000年是太阳黑子活动峰值年，那么下次太阳黑子活动峰值年应为________年前后。(2)当太