必修一1.2第二節(jié) 太陽對地球的影響目錄CONTENTS探究新知-太陽輻射對地球的影響第一部分探究新知-太陽活動(dòng)對地球的影響第二部分學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)：1.通過閱讀教材，描述太陽輻射對地球的影響及太陽活動(dòng)的主要類型。2.借助圖表資料，解釋太陽輻射在地球上的分布差異及其對自然地理現(xiàn)象的影響。3.通過案例分析，說明太陽活動(dòng)對地球磁場、大氣層及人類活動(dòng)的具體影響。核心素養(yǎng)：1.區(qū)域認(rèn)知：根據(jù)太陽輻射分布圖，識(shí)別不同緯度地帶的自然地理特征差異。2.綜合思維：結(jié)合太陽活動(dòng)與地球現(xiàn)象的關(guān)系，分析太陽活動(dòng)對人類社會(huì)的利弊。3.地理實(shí)踐力：利用教材中的圖片和數(shù)據(jù)，繪制太陽活動(dòng)與地球現(xiàn)象關(guān)聯(lián)的簡圖。4.人地協(xié)調(diào)觀：通過討論太陽輻射和活動(dòng)對地球的影響，理解人與自然和諧共處的重要性。課堂導(dǎo)入材料：2022年9月，加拿大魁北克省發(fā)生大規(guī)模電網(wǎng)癱瘓事件，導(dǎo)致900萬居民斷電12小時(shí)。事后調(diào)查發(fā)現(xiàn)，此次事故由異常強(qiáng)烈的太陽耀斑引發(fā)的地磁暴導(dǎo)致。同期，我國漠河天文臺(tái)觀測到近十年來最壯觀的極光現(xiàn)象，綿延200公里的綠色光帶持續(xù)了6小時(shí)。思考問題：為什么太陽活動(dòng)能同時(shí)造成電網(wǎng)癱瘓和極光現(xiàn)象？這兩者之間有何內(nèi)在聯(lián)系？答案分析：1.電磁干擾機(jī)制：太陽耀斑釋放的帶電粒子流擾動(dòng)地球磁場，產(chǎn)生感應(yīng)電流擊穿電網(wǎng)設(shè)備（呼應(yīng)教材日冕物質(zhì)拋射內(nèi)容）2.能量傳遞路徑：太陽風(fēng)粒子被地磁場導(dǎo)引至兩極，與大氣分子碰撞激發(fā)極光（結(jié)合教材圖1.17太陽風(fēng)示意圖）3.活動(dòng)強(qiáng)度關(guān)聯(lián)：電網(wǎng)故障與極光增強(qiáng)都是太陽活動(dòng)峰年的典型表現(xiàn)，反映能量釋放的不同形式探究新知-太陽輻射對地球的影響探究新知-太陽輻射對地球的影響展示情景2023年7月，青海省海西蒙古族藏族自治州格爾木市的"青豫直流"特高壓光伏項(xiàng)目正式并網(wǎng)發(fā)電。這個(gè)建在柴達(dá)木盆地、占地609平方公里的超級光伏電站，年發(fā)電量可達(dá)50億千瓦時(shí)，相當(dāng)于減少標(biāo)準(zhǔn)煤消耗150萬噸。項(xiàng)目采用"光伏+治沙"模式，在太陽能電池板下方種植耐旱植物，既實(shí)現(xiàn)了清潔能源生產(chǎn)，又改善了當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境。這一案例生動(dòng)展現(xiàn)了人類如何高效利用太陽輻射能，也印證了教材中關(guān)于太陽輻射能量轉(zhuǎn)換的論述。問題探究1.根據(jù)教材內(nèi)容，太陽輻射對地球自然環(huán)境有哪些重要影響？2.為什么說煤、石油等化石燃料是"地質(zhì)歷史時(shí)期生物固定并積累的太陽能"？（一）太陽的基本特征1.組成與性質(zhì)：主要成分：氫（約71%）和氦（約27%）表面溫度：約6000K（開爾文溫度）能量來源：內(nèi)部氫核聚變反應(yīng)（4個(gè)氫原子核聚變?yōu)?個(gè)氦原子核）2.輻射特性：以電磁波形式向宇宙空間輻射能量目前處于穩(wěn)定的主序星階段（壯年期）（二）太陽輻射對地球的影響1.自然環(huán)境方面：維持地表溫度：提供光和熱，使地球平均溫度保持在15℃左右驅(qū)動(dòng)水循環(huán)：蒸發(fā)水體，形成降水推動(dòng)大氣運(yùn)動(dòng)：造成氣壓差異，形成風(fēng)影響生物分布：形成緯度地帶性差異（如熱帶雨林與亞寒帶針葉林）2.人類活動(dòng)方面：直接利用：太陽能熱水器、光伏發(fā)電等間接利用：化石燃料（煤、石油、天然氣）農(nóng)業(yè)生產(chǎn)：植物光合作用的基礎(chǔ)（三）太陽輻射能的轉(zhuǎn)換利用1.直接轉(zhuǎn)換：光熱轉(zhuǎn)換：太陽能集熱器（如教材圖1.14）光電轉(zhuǎn)換：光伏電池（如教材圖1.15）2.間接利用：化石燃料：遠(yuǎn)古生物通過光合作用固定太陽能，經(jīng)地質(zhì)作用轉(zhuǎn)化生物質(zhì)能：當(dāng)代植物通過光合作用儲(chǔ)存太陽能3.現(xiàn)代應(yīng)用：大型光伏電站（如柴達(dá)木盆地項(xiàng)目）太陽能建筑一體化太陽能交通工具（四）太陽輻射的緯度差異1.分布規(guī)律：赤道地區(qū)接收最多，向兩極遞減北半球大氣上界年輻射量約160-340W/m22.產(chǎn)生原因：太陽高度角差異日照時(shí)間長短大氣削弱作用不同3.地理效應(yīng)：形成五帶劃分造成氣候帶差異影響植被類型分布問題探究分析1.太陽輻射對地球自然環(huán)境有哪些重要影響？答：維持地表溫度：使地球保持適宜生命存在的溫度范圍驅(qū)動(dòng)水循環(huán)：提供蒸發(fā)水體所需的能量，形成降水推動(dòng)大氣運(yùn)動(dòng)：造成溫度差異，形成氣壓梯度，產(chǎn)生風(fēng)影響生物分布：不同緯度接收的太陽輻射量不同，形成熱帶雨林、草原、荒漠、針葉林等不同生態(tài)系統(tǒng)問題探究分析2.為什么說煤、石油等化石燃料是"地質(zhì)歷史時(shí)期生物固定并積累的太陽能"？答：能量來源：遠(yuǎn)古植物通過光合作用將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲(chǔ)存在體內(nèi)轉(zhuǎn)化過程：這些生物殘?bào)w被埋藏后，在高溫高壓下經(jīng)過漫長地質(zhì)時(shí)期轉(zhuǎn)化為化石燃料能量釋放：燃燒化石燃料時(shí)，釋放的實(shí)質(zhì)是被固定的太陽能時(shí)間尺度：這一過程需要數(shù)百萬年時(shí)間，因此屬于不可再生能源探究新知-太陽活動(dòng)對地球的影響探究新知-太陽活動(dòng)對地球的影響展示情景2023年3月23日，美國國家海洋和大氣管理局（NOAA）發(fā)布預(yù)警：太陽表面爆發(fā)X2.2級耀斑，引發(fā)強(qiáng)烈地磁暴。此次事件導(dǎo)致歐洲航天局"哨兵-1B"衛(wèi)星軌道高度異常下降20公里，北美地區(qū)電網(wǎng)出現(xiàn)波動(dòng)，加拿大魁北克省部分區(qū)域GPS導(dǎo)航信號中斷達(dá)3小時(shí)。與此同時(shí)，北歐多國出現(xiàn)罕見的粉紅色極光，最南端觀測點(diǎn)達(dá)到北緯52度的德國柏林。這起事件生動(dòng)展現(xiàn)了太陽活動(dòng)與地球環(huán)境的密切關(guān)聯(lián)。問題探究1.太陽大氣層分為哪三個(gè)圈層？各有什么觀測特征？2.太陽活動(dòng)主要通過哪些方式影響地球環(huán)境？請結(jié)合具體現(xiàn)象說明。（一）太陽大氣層結(jié)構(gòu)1.光球?qū)樱何恢茫禾柎髿庾畹讓犹卣鳎?厚度約500千米*發(fā)出最強(qiáng)可見光（肉眼可見的太陽表面）*溫度約6000K*太陽黑子活動(dòng)區(qū)（溫度比周圍低1500K）（一）太陽大氣層結(jié)構(gòu)2.色球?qū)樱何恢茫汗馇驅(qū)油鈬卣鳎?厚度約2000千米*可見光強(qiáng)度僅為光球?qū)拥?.1%*需日全食或特殊望遠(yuǎn)鏡觀測*耀斑和日珥主要發(fā)生層（一）太陽大氣層結(jié)構(gòu)3.日冕層：位置：最外層大氣特征：*延伸數(shù)個(gè)太陽半徑*亮度僅光球?qū)拥陌偃f分之一*日全食可見或需日冕儀觀測*日冕物質(zhì)拋射發(fā)源地*溫度反常高達(dá)100萬K（二）主要太陽活動(dòng)現(xiàn)象1.太陽黑子：位置：光球?qū)犹卣鳎?低溫暗斑（約4500K）*活動(dòng)周期約11年*太陽活動(dòng)強(qiáng)弱標(biāo)志2.耀斑：位置：色球?qū)犹卣鳎?瞬間能量釋放（相當(dāng)于10億顆氫彈）*常伴隨黑子活動(dòng)*引發(fā)強(qiáng)烈電磁輻射（二）主要太陽活動(dòng)現(xiàn)象3.日珥：位置：色球?qū)犹卣鳎?弧狀氣體噴射*日全食可見紅色火焰狀*拋射帶電粒子流4.日冕物質(zhì)拋射：位置：日冕層特征：*規(guī)模最大的太陽活動(dòng)*拋射速度達(dá)1000km/s*破壞太陽風(fēng)正常流動(dòng)（三）太陽活動(dòng)對地球影響1.電磁干擾：擾動(dòng)電離層→影響短波通信干擾衛(wèi)星信號→GPS定位誤差2.磁暴現(xiàn)象：沖擊地球磁場→指南針異常誘發(fā)感應(yīng)電流→電網(wǎng)故障3.極光現(xiàn)象：帶電粒子撞擊大氣→極地發(fā)光強(qiáng)活動(dòng)時(shí)中緯度可見4.航天威脅：高能粒子損害航天器改變衛(wèi)星軌道高度影響無線短波通信色球?qū)臃派涞碾姶挪ǜ蓴_電離層，無線電短波通訊，NNEESESSWWNW太陽風(fēng)干擾地球磁場，引發(fā)“磁暴”帶電粒子流與兩極地區(qū)電離層大氣激發(fā)，產(chǎn)生“極光”現(xiàn)象許多自然災(zāi)害的發(fā)生也與太陽活動(dòng)有關(guān)，如地震、水旱災(zāi)害等問題探究分析1.太陽大氣層分為哪三個(gè)圈層？各有什么觀測特征？答：光球?qū)樱鹤畹讓?，肉眼可見的太陽表面，發(fā)出最強(qiáng)可見光，太陽黑子活動(dòng)區(qū)。色球?qū)樱盒杼厥庥^測手段，耀斑和日珥發(fā)生層，呈現(xiàn)紅色輝光。日冕層：最外層，日全食時(shí)可見銀白色光芒，日冕物質(zhì)拋射發(fā)源地。問題探究分析2.太陽活動(dòng)主要通過哪些方式影響地球環(huán)境？請結(jié)合具體現(xiàn)象說明。答：電磁影響：如2023年3月耀斑導(dǎo)致GPS信號中斷，因高能粒子擾動(dòng)電離層。磁暴效應(yīng)：案例中加拿大電網(wǎng)波動(dòng)，源于太陽風(fēng)引發(fā)地磁感應(yīng)電流。極光擴(kuò)展：柏林可見極光，反映帶電粒子流深入中緯度大氣。航天干擾："哨兵-1B"衛(wèi)星軌道異常，由日冕物質(zhì)拋射改變高層大氣密度所致。拓展遷移太陽活動(dòng)與地球文明的隱秘聯(lián)系最新研究表明，太陽活動(dòng)的周期性變化可能深刻影響了人類文明進(jìn)程?？茖W(xué)家通過分析樹木年輪中碳-14同位素含量發(fā)現(xiàn)，公元774年曾出現(xiàn)異常強(qiáng)烈的太陽耀斑爆發(fā)，其強(qiáng)度是正常太陽活動(dòng)的20倍。這一事件在全球多個(gè)文明的文獻(xiàn)中都有間接記載，如中國《舊唐書》描述的"天有異光"，歐洲修道院手稿記錄的"夜如白晝"。更引人注目的是，太陽黑子極小期（如1645-1715年的蒙德極小期）與地球小冰期高度吻合，導(dǎo)致農(nóng)作物減產(chǎn)、瘟疫流行，甚至間接引發(fā)了17世紀(jì)全球范圍內(nèi)的社會(huì)動(dòng)蕩。這些發(fā)現(xiàn)揭示了太陽活動(dòng)與人類社會(huì)發(fā)展之間微妙而復(fù)雜的關(guān)聯(lián)，為理解氣候-文明關(guān)系提供了新視角。課堂總結(jié)太陽輻射對地球的影響1.太陽核聚變→電磁波輻射→地球接收光和熱2.太陽輻射差異→緯度地帶性→自然地理現(xiàn)象差異3.太陽輻射→直接利用（供熱/發(fā)電）?化石能源（儲(chǔ)存太陽能）4.太陽活動(dòng)（黑子/耀斑/日珥）→太陽風(fēng)增強(qiáng)→磁暴/極光?影響人類活動(dòng)課堂練習(xí)課堂練習(xí)【答案】A【小題1】圖a、b、c表示的天氣狀況分別為（

）A．晴天、陣雨、沙塵暴B．陣雨、晴天、沙塵暴C．晴天、沙塵暴、陣雨D．沙塵暴、陣雨、晴天【題文】下圖示意內(nèi)蒙古呼倫貝爾沙地（49°N，120．5°E）在某年沙塵暴（5月15日）、陣雨（6月26日）和晴天（8月1日）3種典型天氣下到達(dá)地面的太陽輻射日變化，與陣雨天氣相比，在沙塵暴天氣下到達(dá)地面的太陽輻射降幅較大。據(jù)此完成下面小題。課堂練習(xí)【答案】B【小題2】5月15日，呼倫貝爾沙地沙塵暴勢力最強(qiáng)盛的時(shí)段為（

）A．11:00～12:00B．12:00～13:00C．13:00～14:00D．15:00～16:00【題文】下圖示意內(nèi)蒙古呼倫貝爾沙地（49°N，120．5°E）在某年沙塵暴（5月15日）、陣雨（6月26日）和晴天（8月1日）3種典型天氣下到達(dá)地面的太陽輻射日變化，與陣雨天氣相比，在沙塵暴天氣下到達(dá)地面的太陽輻射降幅較大。據(jù)此完成下面小題。課堂練習(xí)【答案】D【小題1】黎明的陽光透過入口上方的窗口照射進(jìn)入石頭屋內(nèi)部的5天可能是（

）A．3月18日-22日B．6月19日-23日C．9月20日-24日D．12月19日-23日【題文】公元前3200年左右，古人在愛爾蘭東部（53.5°N，6.5°W）建造了一個(gè)巨大的土堆，用石頭包圍它，并在入口處建有石頭屋。每年有5天的時(shí)間，黎明的陽光會(huì)透過入口上方的窗口照射進(jìn)入石頭屋內(nèi)部，此時(shí)當(dāng)?shù)氐膮^(qū)時(shí)（中時(shí)區(qū)區(qū)時(shí)）為8：45左右。下圖示意該建筑景觀。據(jù)此完成下面小題。課堂練習(xí)【答案】C【小題2】實(shí)際上，這五天能看到陽光照射進(jìn)入石頭屋的概率較低，主要是因?yàn)楫?dāng)?shù)兀?/p>

）A．太陽高度較小B．日出時(shí)間較晚C．陰雨天氣較多D．植被遮擋較多【題文】公元前3200年左右，古人在愛爾蘭東部（53.5°N，6.5°W）建造了一個(gè)巨大的土堆，用石頭包圍它，并在入口處建有石頭屋。每年有5天的時(shí)間，黎明的陽光會(huì)透過入口上方的窗口照射進(jìn)入石頭屋內(nèi)部，此時(shí)當(dāng)?shù)氐膮^(qū)時(shí)（中時(shí)區(qū)區(qū)時(shí)）為8：45左右。下圖示意該建筑景觀。據(jù)此完成下面小題。課堂練習(xí)【答案】A【小題1】圖示夏季海陸太陽輻射的特征是（

）A．海洋太陽輻射總體大于陸地太陽輻射B．陸地太陽輻射總體較海洋太陽輻射多C．海洋太陽輻射始終小于陸地太陽輻射D．陸地太陽輻射一直較海洋太陽輻射少【題文】太陽輻射分布特征對區(qū)域氣候的形成及自然環(huán)境具有重要影響。海陸下墊面的差異會(huì)影響各自對太陽輻射的吸收和反射情況。下圖示意我國東南沿海ST01—ST09九個(gè)區(qū)域海陸觀測站的夏季太陽輻射強(qiáng)度。據(jù)此完成下面小題。

課堂練習(xí)【答案】C【小題2】圖示夏季海洋和陸地太陽輻射不一致，其主要原因是（

）A．洋面反射率相對陸面較低B．海洋氣旋頻繁，引發(fā)多云天氣C．受副熱帶高壓控制的海域多晴天D．陸上城市群大氣削弱作用弱【題文】太陽輻射分布特征對區(qū)域氣候的形成及自然環(huán)境具有重要影響。海陸下墊面的差異會(huì)影響各自對太陽輻射的吸收和反射情況。下圖