高中地理中图版必修1第二节 太阳对地球的影响教案

第二节　太阳对地球的影响

学习目标：1.知道太阳辐射概况、太阳大气分层及太阳活动的主要类型。2.理解影响太阳辐射的因素及太阳辐射、太阳活动对地球的影响。(重点)　3.掌握太阳辐射的区域差异及其影响因素。(难点)

一、太阳辐射对地球的影响

1．太阳概况

2．太阳辐射

(1)概念：太阳源源不断地以电磁波的形式向宇宙空间放射能量的方式。

(2)波长分布

太阳辐射的波长分布

图中A是紫外区，B是可见光区，B区的波长范围在0.4～0.76 μm之间，C是红外区。

3．对地球的影响

(1)提供光和热。

(2)维持地表温度。

(3)为地球上的水循环、大气运动和生物的活动和变化提供能量。

(4)影响着地理环境的基本特征。

[特别提醒]　煤是地质历史时期接受太阳辐射的植被在地质作用下形成的一种能源，所以煤是地质时期被生物固定以后积累下来的太阳能。

二、太阳活动对地球的影响

1．太阳的外部结构：由内向外依次为A光球层、B色球层、C日冕层。

2．太阳活动概况

(1)主要类型和产生位置

(2)强弱的标志：黑子的大小和多少。

(3)周期：约为11年。

3．对地球的影响

(1)对地球气候的影响：黑子活动的高峰年，气候反常几率就高；反之，则相对平稳。

(2)对地球电离层的影响：干扰地球高空的电离层，影响无线电短波通信。

(3)对地球磁场的影响：①产生磁暴现象；②两极地区产生极光。

[特别提醒]　黑子不黑：由于黑子温度比光球层表面其他地方低，所以显得暗一些。

(1)地球上的太阳能大部分来自太阳的可见光。 (　　)

(2)地球上的能量都来自太阳能。  (　　)

(3)太阳黑子是黑色的。  (　　)

(4)地球上的反常气候都与太阳活动有关。 (　　)

(5)太阳活动的主要标志是  (　　)

A．黑子　　　　　　　 B．太阳风

C．磁暴   D．极光

【提示】　(1)√　到达地球的太阳辐射能主要集中在可见光部分。

(2)×　地球上的能量大部分直接或间接来自太阳，还有一部分来自地球内部。

(3)×　太阳黑子是太阳光球层上出现的暗黑色斑点，颜色并不黑，只是温度比周围略低。

(4)×　地球上的气候变化与太阳活动有一定的相关性，但不是所有反常气候都与太阳活动有关。

(5)A　[太阳活动的主要标志是黑子。]

截止2017年底，青海省太阳能发电量达113亿千瓦时，居全国第一，青海光伏产业领跑全国乃至全球。

我国年太阳辐射总量分布图

问题1　(区域认知)太阳能的优点有哪些？

提示：清洁、可再生。

问题2　(区域认知)中国太阳辐射能分布有什么规律？

提示：从东南向西北递增，青藏高原最丰富，四川盆地最贫乏。

问题3　(综合思维)青海属于我国年太阳辐射总量分布的哪一类区域？原因是什么？

提示：丰富区。原因：地处青藏高原，海拔高，空气稀薄，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；大气洁净，晴天多，日照时间长，太阳辐射丰富。

1．太阳辐射对人类活动的影响

(1)直接利用太阳能：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。目前利用较多的形式如太阳灶、太阳能热水器、小型太阳能发电站等。

(2)间接利用太阳能：如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”。具体如下所示：

2．影响太阳辐射的因素

3．我国太阳辐射能的时空分布

(1)就时间而言，我国大部分地区位于北半球的中纬度，夏季太阳高度角大，光照时间长，各个地区的太阳辐射能夏半年多于冬半年。

(2)就空间而言，我国太阳辐射能分布大体上由东南向西北递增。大体上的界线，从大兴安岭向西南经北京西侧、兰州、昆明再折向北到西藏南部，这条线以西、以北广大地区，太阳辐射能比较丰富。

1．太阳能光热电站(下图)通过数以十万计的反光板聚焦太阳能，给高塔顶端的锅炉加热，产生蒸汽，驱动发电机发电。据此完成(1)～(2)题。

(1)我国下列地区中，资源条件最适宜建太阳能光热电站的是(　　)

A．柴达木盆地　　　　　 B．黄土高原

C．山东半岛   D．东南丘陵

(2)太阳能光热电站可能会(　　)

A．提升地表温度   B．干扰飞机电子导航

C．误伤途经飞鸟   D．提高作物产量

(1)A　(2)C　[第(1)题，最适宜建太阳能光热电站的地区是太阳能资源丰富的地区。柴达木盆地位于青藏高原，地势高，大气稀薄；而黄土高原、山东半岛和东南丘陵位于东部季风区，夏秋季节受夏季风影响阴雨天较多，太阳能资源相对不丰富。第(2)题，太阳能光热电站通过反光板聚焦太阳能发电，使部分太阳辐射不能到达地面，会降低地表温度，故A错；反光板的亮光会使过往飞机的驾驶员眼花缭乱，但不会干扰飞机电子导航，故B错；分散的太阳能经过反光板聚焦后会使发电站上空的温度很高，导致过往鸟类被高温灼伤，故C对；太阳能光热电站与农作物产量无相关性，故D错。]

2017年9月，美国宇航局(NASA)的太阳动力学天文台，完整地捕捉到了近10年来最大的耀斑事件，释放的能量相当于10亿颗氢弹。

问题1　(区域认知)结合所学完成下图。

【提示】　黑子　耀斑　太阳风

问题2　(综合思维)结合材料，推测该次耀斑爆发会对地球产生什么影响？

【提示】　①部分地区出现极端天气现象；②扰动地球上空电离层；③磁暴和极光。

问题3　(地理实践力)当太阳活动达到高峰年时，你认为哪些部门应该做好防范工作？

【提示】　通信部门、航天部门、气象部门、交通部门、电力部门等。

一、太阳活动的特征

人类能够直接观测到的太阳，是太阳的大气层，它由里向外依次是光球层、色球层和日冕层，不同的大气层上发生的太阳活动类型不同，其特征如下所示：

二、太阳活动的影响

1．电磁波地球电离层无线电短波通信

2．高能带电粒子流地球磁场“磁暴”现象

3．高能带电粒子流极地高层大气极光

4．黑子、耀斑地震、水旱灾害

2．读“太阳黑子与温带乔木年轮相关性曲线图”，完成(1)～(2)题。(单位：mm)

(1)图中年轮宽度与太阳黑子相对数之间的关系是(　　)

A．正相关   B．负相关

C．反比   D．没有相关性

(2)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．太阳活动时，太阳风使两极地区出现极光，从而影响中高纬度地区树木的生长

(1)A　(2)A　[第(1)题，从图中可以看出当太阳黑子数增多时，温带乔木年轮宽度也在增加。第(2)题，影响温带乔木年轮宽度变化的主要因素是当地的气候变化，结合图中信息可推断太阳活动能影响地球气候。]

等太阳辐射线图的判读

(教师用书独具)

下图是世界年太阳辐射总量分布图，读图回答问题。

探讨1　(区域认知)世界太阳辐射总量分布具有什么规律？影响因素是什么？

提示：规律：由低纬向高纬递减。

影响因素：太阳高度。

探讨2　(综合思维)①和②区域太阳辐射能高于赤道地区，原因是什么？

提示：①地全年降水少，②地地势高，太阳辐射丰富；赤道地区全年多阴雨天气，对太阳辐射削弱作用强，到达地面太阳辐射少。

1．看分布大势等太阳辐射线图的判读

根据图中等太阳辐射线图的数值特征分析太阳辐射时空分布规律，并准确描述。

(1)时间上，一般分析其冬、夏季的差异；

(2)空间上，一般描述其“从……向……递减(或递增)”“哪多哪少”“哪儿最集中，哪儿最贫乏”。如我国：时间上，大部分地区夏半年多于冬半年；空间上，大致自东南向西北递增。

2．看极值

根据图中数值找出最大值、最小值的分布地区，并计算差值。

3．看成因

结合下图分析成因：

　读我国太阳辐射总量分布局部示意图，回答(1)～(2)题。

(1)下列四个城市中，太阳年辐射总量最丰富的城市是(　　)

A．兰州　　　　　　　　 B．海口

C．上海　　　　　　   D．昆明

(2)兰州的纬度比广州高，但太阳年辐射总量比广州丰富，简要分析原因。

[解析]　第(1)题，将兰州、海口、上海和昆明四个城市的太阳辐射情况进行简单的比较即可得出昆明的太阳年辐射总量最丰富。第(2)题，影响太阳辐射的因素主要是太阳高度和气候因素。分析兰州太阳年辐射总量比广州丰富的原因主要从气候因素入手。

[答案]　(1)D　(2)地处内陆，气候干燥，多晴天。

人地协调—太阳能的利用

2018年8月3日，第二届中国国际太阳能十项全能竞赛在山东德州太阳能小镇开幕，来自全球10个国家和地区的22支代表队参赛，设计、建造具有可持续性的太阳能住宅。

太阳翼

智慧光谷

屋顶太阳能就是在房屋顶部装设太阳能发电装置进行发电，当阳光直射太阳能板时发电效果最好。下图是北京(约40°N)某居民安装屋顶太阳能的设计简图，据此完成1～2题。

1．屋顶太阳能发电具有的特点是(　　)

A．土地占用多

B．设备投资少

C．可分散布局

D．受自然因素影响小

2．正常年份该屋顶太阳能发电量波动最大的季节是(　　)

A．春季　　　　　　　　 B．夏季

C．秋季   D．冬季

1．C　2.B　[第1题，太阳能发电装置放置在屋顶，因此占地少，可分散布局，故A项错误，C项正确；太阳能发电技术要求高，设备投资大，因此B项错误；太阳能受天气状况影响大，因此D项错误。第2题，夏季为北京市的雨季，阴雨天气多，因此太阳能发电量波动最大。]

(教师用书独具)

题组1　太阳辐射对地球的影响

读北半球大气上界太阳辐射分布图，回答1～2题。

1．到达大气上界的太阳辐射总量，赤道地区大约是极地地区的(　　)

A．2倍多　　　　　　　 B．1/2

C．相当   D．10%

2．影响太阳辐射的因素既有纬度因素，还有其他因素。下列说法，正确的是(　　)

A．青藏高原与海南岛相比，纬度较高，太阳辐射较弱

B．西北地区太阳辐射强是因为降水稀少，晴天多

C．两极地区有极昼现象，太阳辐射强

D．四川盆地因海拔较低，太阳辐射较弱

1．A　2.B　[第1题，由图中数据可知，太阳辐射总量随纬度升高而降低，赤道是13左右，极地是6左右。第2题，青藏高原地势高，空气稀薄，所以太阳辐射比海南岛强；两极地区太阳高度角小，所以太阳辐射弱；四川盆地因多云和雾，所以太阳辐射弱；而西北地区降水稀少，晴天多，云量少，对太阳辐射削弱少，所以辐射强。]

能被植物光合作用利用的太阳辐射，称为光合有效辐射(PAR)。下图示意1961～2007年我国年平均PAR强度的空间分布。据此完成3～4题。

3．如仅考虑光合有效辐射，我国农业生产潜力最大的地区是(　　)

A．长江中下游平原　　 B．四川盆地

C．华北平原   D．青藏高原

4．乙地PAR值高于甲地的主要原因是(　　)

A．纬度高   B．植被少

C．地势高   D．云雨少

3．D　4.D　[第3题，太阳能越丰富，光合有效辐射越强，图中等值线显示，青藏高原地区PAR数值最大，其他地区较小。第4题，甲地气候是亚热带季风气候，乙地属于温带大陆性气候，降水少，太阳辐射丰富。]

题组2　太阳活动对地球的影响

 (2019·江西宜春九中高一月考)1859年9月1日，英国天文学家观测到日面上出现两道极其明亮的白光，这是人类第一次观测到该现象。据此回答5～6题。

5．该现象最可能是(　　)

A．太阳耀斑　   B．日珥

C．太阳风　   D．太阳黑子

6．该现象强烈爆发时，对地球的影响是(　　)

A．为地球提供光热资源

B．引发强烈地震

C．干扰无线电短波通信

D．引起对流层大气的电磁扰动

5．A　6.C　[第5题，由材料及选项可知，此时发生了太阳活动。耀斑是一种剧烈的太阳活动，是太阳大气中色球层突然出现的大而亮的斑块，是太阳大气高度集中的能量释放过程，其寿命仅在几分钟到几十分钟之间，亮度上升迅速，故该明亮的白光最可能是耀斑，故A项正确；日珥是出现在太阳大气中色球层上的一个红色的环圈，呈火舌状形态，故B项错误；太阳风是高能带电粒子流，无色也观察不到，故C项错误；发生在光球层上的黑子视觉观察颜色较暗，故D项错误。第6题，为地球提供光热资源是太阳辐射的影响而不是太阳活动，A项错误；太阳活动不会引发强烈地震，B项错误；太阳活动爆发时向外抛射的高能带电粒子流和电磁辐射会扰动地球高空大气中的电离层，使无线电短波通信受到影响，甚至出现短暂的中断，故C项正确，D项错误。]

(教师用书独具)

教材P11探究

1．由图中的数据可以看出太阳黑子活动呈现约以11年为周期的变化。

2．在70°N～80°N、157°W～18°E地区，年降水量与黑子相对数呈正相关；在60°N～70°N、166°W～41°E地区，年降水量与黑子相对数呈负相关；在50°N～60°N、177°W～150°E地区，年降水量与黑子相对数既有正相关，也有负相关。但其变化周期都与黑子活动周期基本相同。

教材P12读图

太阳辐射的纬度分布规律是随纬度的变化而变化的，从赤道到两极，太阳辐射减弱。由于太阳辐射维持着地表温度，为地球上的水循环、大气运动和生物的活动提供了能量，影响着地理环境的基本特征，所以不同纬度由于接受的太阳辐射不同，降水量、自然带、植被类型等都会因纬度不同而不同。

教材P15思考

1．国内外的研究结果表明，地球上的旱涝灾害与太阳活动存在着相关性，但太阳活动对气候的影响是相当复杂的。即使在同一地区或同一流域，有时太阳活动强的年份雨水多，太阳活动弱的年份雨水少，有时则相反；同一时期，太阳活动对不同地区气候的影响也不相同，同样是峰年，有的地区出现干旱，有的地区却发生洪涝，这种差别的原因可能在于各地自然条件的差别。

2．研究太阳活动与旱涝的关系，明确太阳活动对天气和气候的影响，对于发布准确的天气预报，防御旱涝灾害，提高减灾、防灾能力具有重要意义。

教材P15复习题

1．太阳辐射来源于氢和氦的核聚变反应。太阳辐射是一种电磁波，能量主要集中在短波部分，因此称为短波辐射，其分布存在明显的地区差异，此外太阳辐射能具有清洁无污染的特点。

2．太阳黑子和耀斑是太阳活动的主要标志。

(1)黑子：①发生在光球层中；②温度比周围区域低些；③周期约为11年。

(2)耀斑：①发生在色球层中；②某区域短时间内突然出现增亮的斑块；③太阳活动最激烈的显示；④周期约为11年。

3．太阳活动极大年，太阳辐射中的紫外线非常强，人很容易被晒黑；无线短波通信有时会中断，特别是在高纬度地区更明显。另外，太阳活动还和流行病的发生有关。