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大家好，我是北京第四十四中学董萌老师。今天我们来学习第一章第二节太阳对地球的影响。也许现在你就沐浴在阳光中读书学习。其实太阳带给地球极其我们人类的影响，涉及方方面面。这节课就让我们一起来认识它。这里是我国西藏阿里地区冈底斯藏医学院，白天这里阳光强烈，学生们可以在自然光中看书写字，可早晨和晚上学生们看书却只能使用手电，因为学校电力供应一直比较紧张，每天最多只能供电 3 小时。要要是我们能把白天强烈的阳光转化利用起来该多好。阳光确实可以转化利用，现在学校建成了太阳能光伏电站，实现了 24 小时不间断供电，学生们再也不用依靠手电学习了太阳能光伏电站，利用太阳能电池板，将太阳能直接转化成电能。

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你知道什么是太阳能吗？太阳为什么有着巨大的能量？这些能量是怎么到达地球的？要回答这些问题，就要从认识太阳开始。太阳是巨大的气体星球，主要成分是氢和氦。它还非常炽热，表面温度约为6000，开开是热力学温度单位。它和我们平时使用的摄氏温度的换算方法在课本第8页下面注解中，感兴趣的同学可以换算一下太阳的表面温度是多少摄氏度。这张图是太阳内部和反应示意图， h 代表氢， h e 代表氦。在高温高压的条件下，氢原子核相互碰撞生成氦原子核，释放出中子和巨大的能量，这就是核聚变。太阳的巨大能量就来自于内部的核聚变反应，太阳源源不断地以电磁波的形式放射着这些能量，这种现象被称为太阳辐射。太阳辐射的能量非常巨大，只有 22 亿分之一到达地球，每秒到达的能量就相当于 500 万吨煤产生的能量。由此可见，太阳辐射对地球和人类的影响是多么的不可估量。

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在不同波长中，太阳的辐射能量分布并不均匀，我们来看看它是如何分布的。这是地球大气上界的太阳辐射波长分布图，横坐标代表波长越短越偏向紫外区，其中包含我们生活中医用消毒中会用到的紫外线。波长越偏向红外区，比如我们测量体温使用的测温枪应用的就是红外线纵坐标代表太阳的辐射能力。请你说一说，太阳辐射能力主要集中在哪个？光驱？同学们说的对。在地球大气上界的太阳辐射能量大约 50% 集中在可见光区。可见光辐射一般指太阳辐射光谱中 0. 4- 0. 76 微米波普段的辐射，波长由长到短，由红、橙、黄、绿、蓝电子这 7 色光组成。它是绿色植物进行光合作用所必需的和有效的太阳辐射能。另外 50% 分布在紫外区和红外区。

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过去太阳能电池主要吸收可见光，现在我们正在研制吸收全光谱的电池，这样即使出现阴天等可见光不足的时候，也可以照常发电了。藏医学院的电站设备被安装在空旷地带，你知道为什么吗？你觉得电池板应该朝哪个方向安装？对，光伏电站是吸收太阳辐射的能量发电，因此需要在没有遮挡的地方安装。电池板应该朝向南方安置，因为该地区南面朝阳。安装之后，师生们非常高兴，许多去往当地旅游的人也表现了极大的兴趣。这些人来自祖国各地大家乡的太阳辐射状况是否相同？是否都适合修建光伏发电站？我们来看这张中国太阳年辐射总量分布图。在纬度、地形、气候的影响下，我国各地区的太阳年辐射总量存在着很大的差异。请你说说我国太阳年辐射总量分布规律，根据这个规律，哪些地区采用光伏发电的效果更好？从这张图上可以看出，我国青藏高原地区和西北地区是太阳年辐射总量的丰富和较丰富区，而四川盆地及其周围的部分南方地区是太阳粘辐射总量的贫乏区，因此，在我西北和青藏地区安装光伏发电设备，发电效果较好。

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通过光伏电站，我们了解了太阳辐射的一些知识。接下来我要考大家了，在课前，我给大家布置了任务，观察和记录生活中有效利用太阳辐射的视力。那么除了光伏发电外，你还知道哪些视力？大家说得都非常好，有我们经常能见到的太阳能热水器、太阳能路灯。再比如课本中提到的家庭太阳能供热系统，它将太阳能转化成热能加热管道中的水根据需要输送到各个房间，供生活使用或房间供暖。

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太阳辐射不仅能转化成热能、电能等，其实太阳辐射对地球自然环境的影响无处不在。为什么这样说？请大家读图 1. 12 和 1. 13，思考生物量和大气上界太阳辐射的分布有什么样的关系？为什么有这样的关系？首先我们来看图 1. 12，横坐标为 0 至北纬 90 度，纵坐标代表年总辐射量。读图可以看出，太阳年总辐射量由第一位向高纬递减。对照看图 1. 13，这张图绘制了热带雨林和亚寒带甄叶林的分布，同学们可以看出，在热带雨林分布的较低纬度地区生物量较多，而亚寒带针叶林分布的较高纬度地区生物量只有热带雨林的 1/ 3。这是因为较低纬度的地区太阳辐射量大，因此植物光合作用强烈，生物量就大。较高纬度的地区太阳辐射量小，因此植物光合作用弱，生物量就小。

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我找来了这两个地区的景观图，你能分辨a、 b 两幅图，哪幅属于热带雨林，哪幅属于亚寒的珍叶林，并解释理由吗？回答得很好， a 图属于热带雨林， b 图属于亚寒带针叶林。亚寒带针叶林位于较高纬度，当地太阳辐射量有明显的季节差异。冬季气温低雪，是当地常见的降水形式。植物种类少，叶片呈针状，较能适应寒冷的环境。热带雨林位于较低纬度，当地太阳辐射量全年都较充足，全年高温，不会发生降雪、霜冻等天气现象。植物茂密，种类多样，通常叶片宽大。

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由此我们可以看出地球不同纬度地带接受的太阳辐射多少不同，使得许多的自然地理现象呈现纬度地带的差异。比如我们在初中学过，地球上根据地表热量不同而划分了五代。不同纬度气候不同，受其影响，水纹、土壤等自然要素也相应存在地带性差异。而这些地域差异深刻影响着所有地球生物，包括人类的生存条件和生产生活方式。

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除此之外，太阳辐射还对自然界产生了哪些影响？我们先来看两个视频片段。太阳辐射使地表水能够维持液态，并持续不断将水蒸发至大气中，在适宜的条件下形成雨水，落回地面，再汇聚成河流、湖泊。简单来说，不同地区太阳辐射状况不同，使得有的地方气温较高，有的地方气温较低，空气就会发生流动现象，这样就产生了风。看来，太阳辐射也是地球上水大气运动的主要动力。

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综上所述，太阳辐射推动了地表的几乎全部自然地理过程，使地理环境得以形成和有序发展。人类在生存和发展中不断开发和利用源自太阳辐射的自然资源，并将生物能、风能、水能等转化成电能。这些取之不尽、用之不竭的绿色能源对于保护地球资源和环境，维系人类自身的可持续发展至关重要。

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不要以为太阳辐射的影响只是局限在地球表面，实际上，从地下开掘出的煤和石油等能源也是源自太阳能。煤炭、石油等也被称为化石能源，是地支历史时期的大量生物体，比如动植物的遗骸经过亿万年的演化而形成的。这些矿藏里的能量实际上是地质历史时期由生物体固定并积累下来的太阳能。由此看来，太阳辐射除了直接被吸收转化成热能外，还可以被捕获并储存转化成热能、电能等。让我们小结一下前面学习的内容。

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在这部分，我们首先认识了什么是太阳辐射，然后我们了解了太阳辐射对地球的影响。太阳辐射为地球提供了光和热，维持了地表温度，使得生物可以在较稳定的光热条件中繁衍生息。台湾为地球上水、大气运动和生命活动提供动力。除了太阳能本身外，太阳辐射还间接提供了生物能、化石能源等。由此可见，没有太阳辐射就没有地球万物。实际上，时刻影响着地球的不仅是太阳辐射，还有太阳活动。这是怎么回事？我们一起来看这条旧闻。

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1989 年3月 13 日，在太阳活动极大年期间，日免物质抛射使加拿大魁北克的电网受到严重冲击，出现大范围断电事故，宫电中断了 9 个小时，数百万居民生活受到影响。当天，澳大利亚输油管道受损，大西洋和太平洋海底电缆受到冲击，美国四颗卫星受损。然而，这次太阳活动的强度尚不及 1859 年的 1/ 3。

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读完之后，我们发现文中有大量名词不知道什么意思。同学们，当你阅读文章发现不了解的内容时，你会怎么办？我首先会圈出这些内容，比如太阳活动集、大年日免、物质抛射这几个词，然后去教材或其他地方寻找答案。在课本 11 页可以找到太阳活动的定义和标志，太阳大气的变化成为太阳活动。太阳黑子的多少和大小可以作为太阳活动强弱的标志。那么太阳大气和太阳黑子是什么？我们继续找答案。我们来看太阳剖面图，了解太阳大气的结构。太阳的大气层是人类能够观测到的太阳部分，由内到外主要分为三层，光球层、色球层、日冕层。光球层是太阳大气的最底层，很薄，但发出的可见光最强，是肉眼可以观测到的太阳表面。色球层位于光球层之外，也很薄，它比较暗淡，发出的可见光不及光球层的 1/ 1000，通常肉眼看不出来，只有在日全食或者用特殊的望远镜才能看到。日冕层是太阳大气的最外层，可以延伸到几个太阳半径甚至更远，但亮度比色球层更低，只有光球层的 1/ 1000000 更是肉眼看不到。只有在日全食或者特制的日免仪才能看到。太阳大气不断释放着高速带电粒子流，这种带电粒子流被称为太阳风，正常情况下，地球的磁场能够阻挡太阳风，使地球免受它的危害。了解了太阳大气之后，我们来阅读图 1. 18 太阳活动现象举例学习之后，请将所学内容总结在关于太阳活动的表格中，然后为你的同学介绍一项太阳活动，大家都能认真填写并且准确地表述，真不错，请大家注意我们的太阳大气层要求从内往外填写，因此第一行应该填写光球层。

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大家来看图，关注图上这些黑斑点，这就是在光球层上发生的太阳活动太阳黑子。光球层上会出现一些区域，温度比周围低，颜色看上去就深一些，因此取了个很形象的名字，太阳黑子。我们在前面已经知道了太阳黑子的多少和大小，可以作为太阳活动强弱的标志。那么我们要想知道太阳活动的规律，就要先掌握太阳黑紫的变化规律。

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接下来我们通过活动分析谭黑子的变化周期，请大家仔细看图名。两幅图都反映太阳黑子数量，只是时间跨度不同，因此我们只要分别读出这两幅图变化周期，再将结果综合在一起，就能比较准确的知道太阳黑子的变化周期。首先在 a 图中找出相邻的两个波谷的时间间隔，对，大致是 10 年到 12 年。然后在 beef 中找出最左侧和最右侧波谷的年份，数出这两个年份间波峰的个数，计算相邻两个波谷间的平均时间间隔。同学们数得很快，计算得也很准确，从 1710 年到 2010 年这 300 年之间共有 27 个波峰，因此平均时间间隔大约是 11. 1 年。

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最后对比一、二两题的计算结果，总结太阳黑子树的变化规律。同学们总结得很正确，太阳黑子树的变化规律大致是 11 年。现在我们已经发现了黑子的活动规律，那么你能判断下一次太阳活动的强烈时期大致是在哪一年吗？我们再来看一看色球层上的太阳活动。图上这些大而亮的光斑就是色球层上的太阳活动耀斑，耀斑的名字也很好记，耀眼的光斑别看在图上，它并不显眼，一个大的太阳耀斑在短期内就可以发出相当于 11 颗氢弹爆炸所产生的能量。长期的观测发现，大多数太阳耀斑和太阳黑子活动相关。日耳也是发生在色球层上的一种剧烈太阳活动，大家猜猜它为什么叫日耳？因为它喷射的气体呈糊状，像太阳的耳朵一样，由此得名。日全食时可用肉眼观测到火红的日耳。日耳喷发时会喷射大量带电粒子。太阳大气的最外层是日冕层，日冕层的太阳活动叫做日冕物质抛射，表现为日免结构在几分钟这几小时内发生明显变化，向外抛射大量带电粒子，它使大范围日免受到扰动，破坏了太阳风的流动，是规模最大程度最激烈的太阳活动现象。太阳活动都填写完成了，我想大家肯定更加关心这些太阳活动会对地球造成什么影响。前面我们讲过，太阳大气一直在释放高速带电粒子流，即太阳风。正常情况下，地球的磁场能够阻挡太阳风，也就是说太阳活动随时都在进行中。但是我们地球也有一定的自我保护能力。但是当太阳活动强烈时，唐大旗释放大量的呆电粒子流，地球无法完全阻挡，就会产生极光核磁报现象，极光通常出现在较高纬度地区，磁爆是地球磁场全球性的剧烈扰动现象。人们可以观察到航海罗盘或指南针上的磁针剧烈震动，不能正确指示方向。

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如果太阳活动更加强烈，会出现哪些问题？我们再来看这条报道，你是否已经能读懂它了？请你找出谈活动更加强烈时对地球的影响。回答得非常全面，会冲击电网、损害输油管道、干扰海底光缆通信，还会使卫星受损。大家一起来看教材上的图 1. 19 谈活动强烈时对地球的影响这幅图将影响直观地呈现了出来，除了刚才提到的以外，还有损坏航天器、影响航空电子设备等。让我们将太阳活动对地球的影响填写在表格中，同学们填得都很好，当太阳活动增强时，太阳风变得强劲，会扰动地球的磁场和大气层，产生磁爆、极光等现象，强烈时对卫星导航、空间通信、电网、航空航天等人类活动产生灾害性的影响。

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谈活动会给地球，给人类造成这么多的危害，我们人类是从什么时候开始知道它的？实际上，在很早以前，我国就有关于太阳活动的观测记录了。请大家读资料，找一找我国最早记录太阳活动的著作和时间。回答的对岳公元前 140 年淮南子一书中就已经有关于太阳黑子的记录。不过那时候古人是用神话来解释黑子的，或者认为汤黑子的出现是上天在表达对人间君王的不满。随着科学的发展到了近现代，人们越来越重视研究太阳活动对地球的影响，因为太阳活动会造成很多问题，现在各国都由专业部门随时监测着太阳活动，这是我国科学院国家天文台太阳活动预报中心的网站，我们可以随时登录了解太阳活动的实施状况。那么大家想一想，有哪些部门需要密切关注这个信息，并要做出突发情况预案。对通信、航空航天、电力运输等部门都要对太阳活动密切关注。

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最后我们来总结今天的学习内容，本节课我们重点学习太阳对地球的影响。太阳通过核聚变反应产生能量，并以电磁波的形式放射这些能量，这就是太阳辐射，它为我们地球提供了光和热，维持了地表温度，是自然地理环境形成和变化的重要因素，为人类生产、生活提供了能量。太阳还通过太阳活动影响地球。太阳活动是太阳大气的变化，主要有黑紫耀斑、日耳、日免物质抛射。其中黑子的多少和大小可以作为太阳活动强弱的标志。太阳活动随时都在进行着，但当它极其强烈时，会扰动地球的磁场和大气层，对人类活动产生灾害性的影响。常听人们对自己最重要、最温暖的人说，hi，你是我的阳光，而对地球来说，太阳就是那个最温暖、最重要的人。谢谢同学们的参与，希望今天的课让大家有所收获。