高中地理中图版 (2019)必修 第一册第一节 地球所处的宇宙环境第二课时学案

第二课时　太阳对地球的影响

一、太阳辐射对地球的影响

1．太阳概述

太阳是一个巨大的炽热气体球，主要成分是氢和氦。我们平时所能看到的是太阳的大气层，即太阳的外部圈层，从里到外依次分为光球层、色球层和日冕层。

2．太阳能量来源

太阳内部在高温、高压状态下，发生核聚变反应，释放出巨大的能量。

3．太阳辐射形式

(1)太阳辐射指太阳源源不断地以电磁波的形式向宇宙空间放射能量。

(2)太阳辐射能主要集中在可见光部分，约占太阳辐射总量的50%。

4．太阳辐射意义

太阳辐射维持着地表温度，为地球上的水循环、大气运动、生物和人类活动提供动力，是地理环境形成和变化的重要影响因素。

1．判断正误。

(1)我们人类在地球上看到的太阳，即太阳的“地面”。(×)

(2)太阳将能量全部辐射到地球。(×)

2．太阳的外部圈层从里到外依次是(　　)

A．光球层、色球层、日冕层    B．日冕层、色球层、光球层

C．色球层、光球层、日冕层    D．日冕层、光球层、色球层

答案　A

解析　太阳的外部圈层从里到外依次分为光球层、色球层和日冕层。

3．生物量是指单位时间、单位面积上生物体的干物质的重量。热带雨林生物量为2千克/平方米·年，亚寒带针叶林为0.8千克/平方米·年。请简答这种分布特征及原因。

提示　分布特征：生物量自低纬度向两极方向逐渐减少。原因：太阳辐射自低纬度向两极逐渐减少。

二、太阳活动对地球的影响

1．太阳活动概述

(1)概念：太阳大气各种活动和变化的总称。

(2)周期：平均周期约为11年。

(3)标志：以黑子、耀斑等为主要标志。

2．类型

(1)黑子：太阳光球层上出现的暗黑斑点，它的温度比周围低。黑子的大小和多少，反映了太阳活动的强弱。

(2)耀斑：太阳色球层上有些区域会突然出现增亮的斑块；耀斑能够释放出巨大的能量。

3．影响

(1)对地球气候的影响：地球上的气候变化与太阳黑子活动有一定的对应关系。

(2)对地球电离层的影响：耀斑爆发时会发射强烈的电磁波，会强烈地干扰地球高空的电离层，导致短波通信、卫星通信、短波广播、航天航空等信号质量下降甚至中断。

(3)对地球磁场的影响：当太阳活动增强时，来自太阳的高能带电粒子流(太阳风)会干扰地球磁场，产生使磁针剧烈震动而无法正确指示方向的磁暴现象。高能带电粒子流到达两极地区上空，与高层大气相互碰撞，形成极光。

1.判断正误。

(1)太阳活动就是太阳运动。(×)

(2)太阳活动的周期性变化，决定了地球上自然现象的变化周期。(×)

2．能反映太阳活动强弱的是(　　)

A．黑子的大小和多少

B．太阳活动的周期性

C．太阳辐射波长的长短

D．地表获得太阳辐射的多少

答案　A

解析　黑子的大小和多少，反映了太阳活动的强弱。

3．黑子和耀斑是太阳活动的两个重要标志。它们怎样表现了太阳活动的整体性？

提示　黑子变多、变大的时候，耀斑也频繁爆发；耀斑出现多的区域，也是黑子比较集中的区域，这反映了太阳活动是一个整体。

任务探究　太阳辐射对地球的影响

材料一　“蜀犬吠日”图。

材料二　素有“日光城”之称的拉萨是西藏自治区首府，藏语意为“圣地”。拉萨位于雅鲁藏布江支流拉萨河中游北岸，海拔3 657米。这里属高原干旱气候，特点是气温偏低，降水较少，空气稀薄，年日照时间长达3 000小时以上。

据此探究下列问题：

(1)“蜀犬吠日”反映了什么地理现象，形成原因是什么？

(2)拉萨被称为“日光城”的地理原因是什么？

[成果展示]　(1)“蜀犬吠日”在一定程度上反映出四川太阳能资源的贫乏。四川盆地位于我国的南方，属于典型的亚热带季风气候，年降水量较大，地形封闭，大气密度大，阴雨天气多，故日照时间较少。

(2)拉萨所在地区的降水较少，空气稀薄，日照时间较长。

1．太阳辐射对地理环境及生产、生活的影响

2．我国太阳辐射能的时空分布规律

(1)就时间而言，夏季我国大部分地区太阳高度大，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。如下图所示：

下图是一种以太阳能为能源的交通信号灯。读图，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，你认为主要影响因素是(　　)

A．海拔

B．电网供电

C．阴晴状况

D．交通流量

(2)下列哪一个城市大量设置这种交通信号灯效果会更好(　　)

A．拉萨    B．重庆  C．大庆    D．海口

科学思维

太阳辐射的分布及影响因素的分析思路

第(1)题，信号灯利用太阳能，随着天气的变化，太阳辐射强弱会发生变化，进而影响信号灯的亮度。第(2)题，太阳辐射越强，使用效果越好。

[答案]　(1)C　(2)A

　　提升运用能力

读我国年太阳辐射总量分布图，完成1～2题。

1．图中年太阳辐射总量(　　)

A．哈尔滨比济南多

B．分布呈东多西少

C．上海大于1 200 kW·h/m2

D．平原比高原地区丰富

答案　C

解析　根据图例可知，图中年太阳辐射总量哈尔滨比济南少；整体东少西多；上海大于1 200 kW·h/m2；一般平原比高原地区少。

2．只考虑自然因素，最不适合推销太阳能热水器的城市是(　　)

A．济南    B．拉萨 

C．上海    D．重庆

答案　D

解析　只考虑自然因素，太阳能热水器适宜分布在太阳能丰富地区。最不适合推销太阳能热水器的城市是太阳辐射最贫乏的城市。

任务探究　太阳活动对地球的影响

材料一　家住北京的刘长生老先生这几天有点纳闷，再过几天一场大规模的信鸽比赛就要举行了，这几天他正组织信鸽训练，可没想到的是他最喜欢的几只信鸽再也没有飞回来……

材料二　二战中，德军司令部有一个叫布鲁克的报务员，他在一次重大战役执行任务时，通讯突然中断，信息不通，贻误了战机，导致战斗失败。布鲁克因此被军事法庭判处死刑……

据此探究下列问题：

(1)刘先生的信鸽为什么会丢失？

(2)布鲁克在执行任务时通讯突然中断的原因是什么？

[成果展示]　(1)信鸽主要是靠地球磁场确定飞行方向，当太阳风暴强烈时，严重干扰地磁场，刘先生的信鸽也就难以回家。

(2)布鲁克在执行任务时，无线电中断的“罪魁祸首”是耀斑，布鲁克的死，在于当时人们对耀斑还不了解。

太阳活动及对地球的影响

人类能够直接观测到的太阳，是太阳的大气层，从里到外依次分为光球层、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，其特征及对地球的影响如下所示：

下图为阜新暴雨日数与太阳黑子活动周期关系图，图中将太阳黑子谷值周期各年划分为m－5、m－4、m－3、m－2、m－1、m、m＋1、m＋2、m＋3、m＋4、m＋5，其中m为太阳黑子谷值年，其他为谷值周期内各年。读图，完成(1)～(2)题。

(1)由图可知，某年太阳黑子相对数与阜新相对应年份暴雨日数(　　)

A．完全一致    B．毫无关联

C．大致呈正相关关系    D．大致呈负相关关系

(2)对阜新暴雨日数与太阳黑子活动周期关系的研究可以(　　)

①确定阜新暴雨日数具有周期性　②确定阜新暴雨日数无明显周期性　③有助于暴雨、洪涝灾害的预报　④有助于减少阜新的洪涝灾害次数

A．①③    B．①④ 

C．②③    D．②④

科学思维

太阳活动规律及其影响的分析思路

第(1)题，读图可知，黑子相对数多的年份，暴雨日数少。第(2)题，据二者的相关性可知，阜新暴雨日数具有周期性，有助于暴雨、洪水灾害的预报。

[答案]　(1)D　(2)A

　　提升运用能力

1972年8月4日出现了一次强烈的太阳活动爆发(下图M处)，中断了美国密歇根湖西南岸的伊利诺伊州所有长途电话网络，其他各州也存在不同程度的通讯中断情况。据此完成1～2题。

1．此次太阳活动爆发于太阳(　　)

A．内部圈层    B．色球层

C．光球层    D．日冕层

答案　B

解析　读图，M处此次太阳活动爆发，是突然增大、增亮的斑块，应是耀斑爆发。其位于太阳外部大气结构的色球层，B项正确。

2．此次太阳活动爆发，对美国的影响除不同程度通讯中断外，可能还有(　　)

A．东西沿海地带交通网络中断

B．中央大平原小麦产量增加

C．五大湖航行的轮船指南针突然失灵

D．墨西哥湾绽放绚丽多彩的极光

答案　C

解析　交通网络可能会受到影响，但不会中断，A项错误；不会影响小麦的产量，B项错误；轮船上的指南针可能会突然失灵，C项正确；极光出现在极地高纬度地区，墨西哥湾纬度低，不会出现极光，D项错误。

图表问题巧点拨

[教材第9页“读图”]

点拨　根据图例观察图中不同纬度方向上，年太阳辐射总量的大小、变化特征，得出规律性结论。再结合自己知识积累、生活阅历等，说明太阳辐射引起的南北方向上的地理景观变化规律。

答案　总体上自低纬度向两极逐渐递减。随着太阳辐射自低纬度向两极方向递减，依次出现热带、温带和寒带景观。

[教材第12页“思考”]

点拨　根据“图1－1－11　空间天气对人类活动的影响”，分析空间天气会对人类活动造成哪些影响。比较空间天气与日常天气的异同。梳理得出答案。

答案　影响：影响人类生产和生活活动，高空飞行、航天活动，地球上通信不畅、导航失灵、电网瘫痪等。

异同：同：都是指地球表面以上空间事物的状况。

异：日常天气是指近地面大气中的风、云、雨、雪等状况；空间天气是指高空(地表30千米以上)因太阳活动而导致的太阳风、行星际磁场的状况及影响。

[教材第13页“作业题”]

点拨　1.开放性问题，激发关注太阳活动对地球的影响。

2．观察图形中太阳能电池板数量、占地面积等，结合日常积累，得出结论。

3．(1)根据图形中折线的波形，读取一个个波谷对应的年份，相减即可得出4个完整周期的长短。再计算得出平均周期。

(2)观察图形，得出旱涝灾害发生年份太阳黑子相对数的多少特征。

答案　1.短波无线电异常或中断；磁针不能正确指示方向；极地高空的极光；地球上地震或旱涝灾害等。

2．利：节约非可再生能源；减少二氧化碳污染的排放等。

弊：占地过大，地表植被生长受到抑制，当地变干变热；强烈反射太阳光，影响空中视线等。

3．(1)自前向后各是12年、10年、10年、13年。平均为11.25年。

(2)旱涝灾害发生年份，大都是太阳黑子相对数较多或较少的年份。

地理实践深探索

方向与建议

1．观察校园及周边地区太阳辐射能的利用方式。

2．利用中国年太阳辐射总量分布图，说明学校所在地太阳辐射的特点。

3．上网查找最新的太阳活动照片。

4．举出太阳活动对地球影响的实例，说明时间、地点、影响方式等。

展示与评价

略。

　　时间：45分钟　　　满分：100分

一、选择题(共12小题，每小题4分，共48分。每小题只有一个选项符合题目要求)

2019年1月21日13时42分，在酒泉卫星发射中心，长征十一号运载火箭成功将“文昌超算一号”卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务取得圆满成功。该卫星将专门为海南及南海区域提供遥感信息服务，是海南省首颗上天运营的商业卫星。读图，完成1～3题。

1．“文昌超算一号”运行所需要的能量主要来自(　　)

A．煤炭    B．太阳能

C．石油    D．天然气

答案　B

解析　读图可知，“文昌超算一号”上有太阳能集热板。通过太阳能集热板将太阳辐射能转化为电能，所以“文昌超算一号”运行所需要的能量主要来自太阳能，故B项正确。

2．与地面相比，“文昌超算一号”接受的能量特点及原因分别是(　　)

A．多　距离太阳近    B．少　距离太阳远

C．多　大气影响小    D．少　大气影响大

答案　C

解析　“文昌超算一号”接受的能量来自太阳辐射。“文昌超算一号”高度高，受大气影响小，接受的太阳辐射能量多，故C项正确。

3．易对“文昌超算一号”向地面传送信息产生干扰的是(　　)

A．太阳辐射    B．太阳活动

C．月球引力    D．地球运动

答案　B

解析　太阳活动增强时，太阳风变得强劲，能够引起地球电离层的扰动，影响无线电短波通信，从而影响卫星信息的传送，故B项正确。太阳辐射、月球引力、地球运动不能影响无线电短波通信的信号，A、C、D三项错误。

下图为太阳辐射量随纬度分布示意图。可能总辐射量是考虑了受大气削弱之后到达地面的太阳辐射；有效总辐射量是考虑了大气和云的削弱之后到达地面的太阳辐射。据此完成4～5题。

4．云量最多的地区是(　　)

A．赤道地区    B．20°N地区

C．40°N地区    D．60°N地区

答案　A

解析　据文字材料可知，可能总辐射量与有效总辐射量差值越大，云量越大。读图可知，赤道处差值最大，故赤道地区云量最多。

5．影响可能总辐射量分布的主要因素是(　　)

A．大气云量    B．大气厚度

C．纬度    D．地形起伏

答案　C

解析　读图可知，可能总辐射量分布随纬度升高而下降，因此影响可能总辐射量分布的主要因素是纬度。

太阳辐射以平行光线的形式直接投射到地面上，称为太阳直接辐射。下图为贵州贵阳和新疆塔中(塔里木盆地中部)太阳直接辐射的年变化。读图回答6～7题。

6．导致塔中春、秋季太阳直接辐射差异的最主要原因是春季(　　)

A．深居内陆    B．白昼时间短

C．阴雨天气少    D．风沙天气多

答案　D

解析　塔中深居内陆，春季和秋季均降水少，白昼时间差异小；但春季地面缺乏植被保护，风沙天气多，风沙活动导致太阳辐射少。

7．塔中和贵阳太阳直接辐射差异明显，其主要影响因素是(　　)

A．纬度    B．气候 

C．地形    D．植被

答案　B

解析　塔中降水少，晴天多，地表获得太阳直接辐射多；贵阳则降水多，阴雨天气多，地面获得的太阳直接辐射少，B项正确。

下图为太阳大气层的结构图。据此完成8～9题。

8．黑子和耀斑分别出现在(　　)

A．①层、②层    B．①层、③层

C．②层、③层    D．②层、④层

答案　C

解析　读图，图中①层是太阳内部大气，②层是光球层，③层是色球层，④层是日冕层。黑子出现在光球层，耀斑出现在色球层。

9．下列现象主要由太阳活动引起的是(　　)

A．火山爆发    B．地球磁暴现象

C．万物生长    D．暴雨洪涝

答案　B

解析　磁暴是太阳释放的高能带电粒子流冲击地球磁场，干扰地球的磁场，使罗盘指针不能正确指示方向，B项正确。

2017年9月6日19时53分，太阳爆发超级大耀斑，引发太阳质子和日冕物质大量抛射。这是第二十四太阳活动周以来最强太阳风暴来袭。下图为太阳黑子数量变化及预测图。据此完成10～12题。

注：图中数字代表太阳活动的周期数。

10．资料中的“最强太阳风暴”是指(　　)

A．黑子    B．太阳风

C．耀斑    D．日冕物质抛射

答案　C

解析　资料中说的太阳爆发超级大耀斑，引发的“最强太阳风暴”是指耀斑，C项正确。

11．2017年太阳黑子数所处阶段为(　　)

A．显著上升    B．显著下降

C．接近波峰    D．接近波谷

答案　D

解析　根据图示曲线，2020年太阳黑子活动是波谷阶段，2017年太阳黑子数所处阶段为接近波谷，故D项正确。

12．太阳爆发活动之后的数天，是观看和拍摄极光的最佳时机，较佳的观看和拍摄地点是(　　)

A．北冰洋沿岸    B．青藏高原

C．赤道附近    D．撒哈拉沙漠

答案　A

解析　极光出现在极地地区。

二、综合题(共2小题，共52分)

13．读我国太阳能分布示意图，回答下列问题。(26分)

(1)太阳能丰富区主要包括________高原和________高原西部，太阳能贫乏区主要包括________盆地和云贵高原东部。(6分)

(2)A、B两地均为太阳能丰富区，其形成原因有何不同？(8分)

(3)由乙到甲太阳辐射量有什么变化？简要分析原因。(6分)

(4)A、B、C、D四地中，发生“蜀犬吠日”现象的是________地，请简析这一现象形成的原因？(6分)

答案　(1)青藏　内蒙古　四川

(2)A地位于青藏高原，海拔高，大气稀薄，太阳辐射强；B地位于内蒙古高原西部，气候干旱，降水少，晴天多。

(3)太阳辐射量增加。原因：乙地距海近，降水多，晴天少；甲地距海远，降水少，晴天多。

(4)C　原因：C地位于四川盆地，地形闭塞，水汽不易扩散；气候湿润，降水多，多云雾。

解析　第(1)题，读图可知，青藏高原和内蒙古高原西部属于太阳能丰富区，四川盆地和云贵高原东部属于太阳能贫乏区。第(2)题，A地位于青藏高原，太阳辐射强主要与地形有关；B地位于内蒙古高原西部，太阳辐射强主要与降水有关。第(3)题，读图可知，由乙到甲太阳辐射量增加，这主要与降水有关。第(4)题，C地位于四川盆地，四川省简称蜀；该地地形闭塞，降水多，多阴雨雾日，光照不足。

14．读太阳大气结构图，回答下列问题。(26分)

(1)A处代表的太阳活动是________，它出现在太阳外部大气的________层。(4分)

(2)B是太阳大气的________层，该层有时局部区域会出现突然增亮的现象，叫作________。(4分)

(3)太阳活动的主要标志是________，周期约为________年。(4分)

(4)太阳活动增强时，太阳发出的高能带电粒子流会扰动地球上空的________层，造成无线电短波的衰减甚至中断。(2分)

(5)太阳抛出的高能带电粒子流能使地球________受到扰动，产生“________”现象，使指南针不能正确指示方向。(4分)

(6)受太阳活动的影响，在高纬度地区会出现美丽的________，能看到此现象的著名国家有________、________。(6分)

(7)世界许多地区降水量的年际变化，与太阳________的变化周期有一定的相关性。(2分)

答案　(1)黑子　光球

(2)色球　耀斑

(3)黑子　11

(4)电离

(5)磁场　磁暴

(6)极光　美国　加拿大　俄罗斯(任填两个国家)

(7)黑子

解析　太阳大气层从内向外依次为光球层、色球层、日冕层，太阳活动的主要标志是黑子，周期是11年，黑子发生于光球层，耀斑发生于色球层。太阳活动时，发射的电磁波会干扰地球上空的电离层，使无线电短波通信受到干扰；抛出的高能带电粒子会影响地球磁场，产生“磁暴”；在高纬度地区会产生极光，能看到此现象的著名国家有俄罗斯、加拿大、美国等；很多地区降水量的年际变化与黑子变化有一定的相关性。