上课 太阳对地球影响

太阳对地球的影响

太阳是我们地球所围绕的一颗恒星，我们地球人对太阳是怀着一种崇拜和敬仰的心情——

那么我们这一节来学习太阳对地球的影响——太阳辐射对地球的影响太阳活动对地球的影响要知道太阳辐射对地球有什么影响，必须知道什么是太阳辐射——太阳是一个巨大炽热的气体球，主要成分是氢和氦，表面温度约为6000K。太阳源源不断地以电磁波的形式向四周放射能量，这称为太阳辐射。据计算，每分钟太阳辐射向地球输送的能量，大约相当于燃烧4亿吨烟煤产生的热量。这仅仅是太阳辐射总能量的22亿分之一。同学们就可以想象一下太阳辐射到底有多大在日地平均距离条件下，在地球大气上界，垂直于太阳光线的1平方厘米面积上，1分钟接受到的太阳辐射能量，称为太阳常数。电磁波是自然界中的物体向外传送能量的形式。太阳在源源不断的以电磁波的形式向我们的地球还有茫茫宇宙辐射能量，上图我们可以看到有哪些类型？你能从图中获得哪些信息？1.这是太阳各种辐射的波长范围，主要0.15—4μm之间。2.太阳辐射的光主要分为三个光区。其中紫外区和可见光区的分界大概在0.4μm；可见光区和红外区的分界大概在0.76μm。3.看图要有一定的步骤：一看“图名”，二看图例。本图图名——横轴表示——纵轴表示——哪一个辐射能力最强？（可见光）人们把紫外区和可见光区称之为短波；我们常喜欢说生活需要七色阳光，实际上生活中的见到的阳光就是可见光。可见光为什么是七色的？赤橙黄绿青蓝紫，这些光统为可见光。只是波长不一样，使得颜色不一样。同学们，有没有想过这样一个问题？太阳已经有50亿年了，每时每刻都以电磁波的形式往外辐射能量，每分钟太阳辐射向地球输送的能量都大约相当于燃烧4亿吨烟煤产生的热量，可这个能量都只是太阳抛洒到茫茫宇宙空间整个能量的22亿分之一。太阳能量如此巨大，它的能量是如何产生的呢？太阳会不会一直都像这样呢？古时候，人们是怎样想的呢？火鸟太阳神——阿波罗驾车从东海到西方地平线煤堆——到了英国的工业革命，人们看到一些大煤堆，由于堆放的很多，它会产生自燃，就放出来光、火，人们就想太阳有可能是个巨大的煤饼，完全是由煤做成的。这个想法曾经让人们欢欣鼓舞了很长一段时间。但很快物理学家不愿意了，经过计算，如果太阳全部是由煤做成的话，维持太阳像目前这样放光的强度，实际上两千年太阳就燃烧完了。如果太阳是煤做的，要想使太阳不熄灭，你必须每一年往太阳大火炉里放20颗像地球这么大的煤球才行。太阳到底为什么会始终不断的维持这样强烈的辐射能力呢？突破点：星云和恒星之间的关系（恒星是由星云转化而来的）星云的成分主要是：氢恒星的成分主要是：氢和氦为什么从星云转化而来的恒星会多了一些氦呢？

维持了恒星放光的原因：核聚变化学：四个H原子量大于一个He原子量，这化学反应的过程中，有一部分质量是损失的，这一部分损失的质量维持了太阳的放光。H4高温高压He我们的地球已经被太阳照射了46亿年了，太阳已经50亿岁的高龄了，太阳还能活多久？太阳到现在50亿年只损失了总质量的0.03%，太阳维持这样的放光，还可以再有50亿年到了100亿年的时候，太阳由于更过的氢转变为氦，太阳中心的温度就会更高，压力就会更大，太阳就会受不了——爆炸。太阳一爆炸，体积就会增大，会把水、金、地、火星都熔到太阳大火炉里面，太阳就会往何去？同学们可以课后查阅资料，思考一下。

太阳高度角与受热面大小的关系图我们知道：太阳把光照射到地球上太阳光是平行的，地球是一个曲面平行的太阳光与我们地球的曲面它构成了不等的入射角上图：太阳高度角越大，同等的太阳光分布的面积越小，单位面积上获得的光热就越多，太阳辐射强度就越大。如果太阳是斜射的，同等的太阳光照射面积就_____，单位面积上获得的光热就____，太阳辐射强度就_____。思考：地球各个地方获取的热量一样吗？（纬度因素）

低纬度地区会被太阳直射，高纬度地区不会被太阳直射在上图观察：如果在大气上界获得太阳辐射是100%的话，在经过大气层的时候被大气吸收、反射、散射，削弱掉一部分，真正到达地球表面的只有47%这说明：影响太阳辐射的不仅有太阳高度角，还与_____________有关系。云层的厚薄还会有哪些因素会影响太阳辐射量呢？我国太阳辐射能的分布特点？分布不均。西部地区，尤其是青藏高原比较多；东南和东北地区比较少，四川盆地最为贫乏。分析：东北地区的太阳辐射能为什么没有青藏高原多？纬度高——正午太阳高度角小，太阳辐射强度小；——在冬季的时候，它的昼长比较短，日照时数短。重点观察：同纬度的青藏高原和四川盆地太阳辐射的差异影响因素？地势高低不同青藏高原是世界有名的世界屋脊——地势高日照时间长；（海拔高的地方最早迎来日出，最晚送走晚霞）大气比较稀薄，对太阳辐射的削弱作用弱。四川盆地——地势低盆地地形，水汽不易扩散；多阴雨天气，晴天少，大气较厚，对太阳辐射的削弱作用较强请同学们归纳：人们常说，拉萨是日光城。青藏高原也好，拉萨也好，为什么这里的太阳辐射能特别多呢？分析“太阳辐射能多少”的思维模板：一、这地方的纬度怎么样；（正午太阳高度角的大小、白昼的长短）二、这个地方的气候（或者天气）如何；（云层对太阳辐射的削弱作用）三、这个地方的地势如何。（日照时间、大气的厚薄）1、纬度低，正午太阳高度角大2、青藏高原，尤其是藏北地区，属于非季风气候区，气候比较干旱，降水少。3、地势高，日照时间长，大气稀薄，对太阳辐射削弱少了解了太阳辐射，我们回归正题：太阳辐射到底影响了我们地球什么呢？四句顺口溜生物的生长，需要太阳。通过光合作用把太阳能转化为化学能这是指，大气在运动。前面我们刚讲了太阳辐射在地球上是分布不均的，这导致了气压不同，导致了大气的水平运动，才产生了风。实际上指的是，水循环的动力来自于太阳。水在运动的过程中可以塑造出不同的地表。没有太阳辐射，就没有了蒸发、蒸腾，就没有水汽输送，也就没有海陆间的水循环，也就不会塑造各异的地表形态。追根溯源，生物能、风能、水能等等都是来自于太阳辐射。太阳辐射还对地球产生哪些的影响随着人们生活水平和科学水平的提高，人们从过去的间接接受太阳辐射的馈赠，到现在人们是可以直接使用太阳辐射的能量。上面这句歌词写的对吗？意思：煤里面所含的能量实际上是远古时代的太阳能转变过以后，在底层中间储藏起来的。煤是植物的化石，远古时代的植物在生长过程中是需要太阳能的，所以有人就认为，煤是保留在底层里面的地质年代的太阳能。（ps:石油、天然气）前面我们说到，到达大气上界的太阳辐射是分布不均的。分布规律？（赤道—两极）它会给我们的地球带来哪些影响？赤道两极太阳辐射不同不同的自然景色和地理现象小结：太阳辐射对地球的影响光热源泉、生命依赖绝大部分能量的来源塑造地表环境的动力太阳辐射的纬度分布不均形成纬度差异的自然景观

过强的太阳辐射持久地作用于人体，可引起皮肤烧伤和体温调节障碍，从而发生日射病。紫外线强烈作用于人体裸露的皮肤，会使皮肤粗糙、干裂、皮下细胞变性受损，进而，会引起日光性皮炎，出现红斑、瘙痒、水泡和水肿等，甚至造成皮肤癌；过强的红外线辐射人体，可使皮肤温度升高到40℃或更高，使皮肤发生变性，导致轻度烧伤，并引起机体的全身反应。强烈的红外线持续照射未防护的头部，可使颅骨和脑髓之间温度升高到40℃～42℃，脑膜和脑组织充血形成日射病。太阳辐射过强，一般出现在盛夏时期，在夏季，人们外出时，应采取相应的防护措施，如劳保器具、太阳伞、太阳帽等，并涂抹防晒霜、防晒露等，以保护皮肤。

当阳光照射强度不足时，对人体健美同样有不良影响，可导致体质下降、贫血、免疫功能减弱，从而易患病。长期阳光照射不足，头发会逐渐变白，面色也会变得苍白无华。对此情况，应多接受日照，以促进健美。

二、太阳活动影响地球太阳是一个炙热的气体球，太阳大气也是在不断运动着。太阳大气常有变化，甚至是激烈的变化。变化统称为太阳活动。太阳活动的类型很多，其中最主要的是黑子和耀斑。为了搞清楚这两种太阳活动的分布和特点，我们首先要了解太阳大气层的一些结构。（主要外部结构）太阳大气层可以分为三层，由里到外，分别是：光球层、色球层、日冕。早晨，看到的从东方冉冉升起的红日。视觉上，太阳就像一个光亮夺目的大圆盘。这个圆盘，就叫光球。所以，光球是用肉眼可以观测到的太阳表面。地球接受到的太阳光基本都是光球发射出来的。色球位于光球的外部，平时肉眼看不见，只有当发生日全食或是用特殊的望远镜才可以看到。发生日全食时，光球层就变成黑的，你会发现在这个黑黑的太阳外围，像一个燃烧的大草原，光呈玫瑰色，特别漂亮柔和。在最外围，有一道乳白色的一种光亮，像一顶帽子套在太阳大气的头上，人们称之为日冕。（冕，王冠、帽子的意思）光球层紫外线波段拍摄的太阳边缘为色球层太阳大气的结构：日冕（日全食可见）那么，黑子和耀斑在什么地方呢？太阳黑子是光球层里出现的黑斑点。是光球层里一些比较暗的地方。太阳黑子实际上不黑，它是放光的。之所以暗是因为比光球层其他明亮区相比，低大概1500度。光球层的表面温度大概是6000K，它是4500K。同等物质，温度不一样，释放的电磁波就不一样，太阳黑子有的年份多，有的年份少。1985年—2000年太阳黑子数经历了什么样的变化？十八世纪以来，太阳黑子数的变化周期是否与前面得出的一致？结论：太阳黑子数量在不断的变化，有的年份多，有的年份少；太阳黑子的变化是有周期性的，周期为11年。在日全食时，肉眼可以看到，在色球层的某些区域，瞬间亮度突然增大了很多倍，变得像光球层一样光芒夺目，就是耀斑，又叫做色球爆炸。太阳活动强弱的标志（耀斑、黑子），耀斑是太阳活动最激烈的显示；耀斑随黑子同步起落（整体性）黑子增多的年份，耀斑也明显增多。（活动周期11年）耀斑的爆发时间很短。能量却是巨大的一个普通的耀斑爆炸可以释放出10亿颗氢弹产生的能量。日珥“太阳风”（日冕）其实是高能带电的粒子流脱离太阳的引力向宇宙空间太阳大气和太阳活动

那么太阳活动对地球有什么影响呢？太阳黑子活动与年降水量具有相关性。（影响气候变化）

根据人类此前所预测的众多世界末日的场景当中的一个，在2012年将是玛雅人所预言的“世界末日”。当玛雅第五太阳纪结束时，必定会发生太阳消失，地球开始摇晃的大悲剧。根据玛雅预言所说，太阳纪只有五个循环，一但太阳经历过5次循环，地球就要毁灭。而第五太阳纪开始于公元前3113年，历经玛雅大周期5125年后，就在公元2012年12月22日前后结束。这个玛雅人的预言场景事实上还是有一些科学根据的，至少说明太阳活动对人类是有影响的。科学家发现在2011年的太阳周期与根据玛雅历法所提出的时间循环之间，可以找到一些可能存在的关系，但是这些关系也仅仅和天文观测有关系，玛雅人的确观察到了太阳的一些活动。此外，宗教经文(比如《圣经》)说到：我们即将迎接宣判日的到来，充满了火焰和硫磺石。所以，看起来我们似乎正在迎接2012年12月21日这个日子的到来，离我们最近的恒星将给我们带来难以想象的酷热!

中高纬地区的一些乔木年轮的疏密变化，有明显的11年周期性，怎么回事呢?探究结论:

太阳活动的周期为11年。太阳活动影响降水,进而影响乔木年轮的疏密变化;

距地面80—500千米高度范围的大气，因受太阳紫外线和宇宙射线的作用，大气中氧和氮分子被分解为离子，大气处于电离状态，所以叫电离层。电离层可以反射无线电短波,帮助人们进行无线电短波通信。干扰电离层，影响无线电短波通信（教材P12案例）

传说，第二次世界大战时，有一天，德国前线战事吃紧，后方德军司令部报务员布鲁克正在繁忙地操纵无线电台，传达命令。突然，耳机里的声音没有了。他检查机器，电台完整无损；拨动旋钮，改变频率，仍然无济于事。

结果，前线失去联系，像群龙无首似的

陷入一片混乱，战役以失败而告终。

布鲁克因此受到军事法庭判处死刑。他仰

天呼喊“冤枉！冤枉！”

后来查清，这次无线电中断，“罪魁祸

首”是耀斑。布鲁克的死，实在冤枉。他的

死，在于人们当时对耀斑还不了解。扰乱地球磁场，产生“磁暴”现象磁针不能正确产生方向（飞行、航行）在极地地区出现极光。（高能带电粒子与两极稀薄大气摩擦，产生的气体）4月1日凌晨出现在新西兰达尼丁市上空的一片壮观的红色极光。11月在芬兰南部的海文卡城出现了清晰可见的美丽极光。

“极”航天器(Polar)成功拍摄到记录地球南北极两端同时出现美丽极光景象这些极光现象很漂亮