谭老师地理工作室|【备考干货】太阳辐射的影响因素及应用，太阳活动对地球的影响

_本文原题：【备考干货】太阳辐射的影响因素及应用，太阳活动对地球的影响
太阳辐射的影响因素及应用
1.太阳辐射影响因素细解
（1）影响年太阳辐射总量的因素
①纬度：如右图。

本文插图
②地势：地势越高，空气越稀薄，固体杂质、水汽少，透明度高，晴天多，被大气削弱得越少，到达地面的太阳辐射越多。
③天气：大气越干燥，晴天日数越多，大气削弱的太阳辐射越少，到达地面的太阳辐射越多。
④坡向：阳坡强于阴坡、背风坡强于迎风坡。
（2）影响日照时数的因素
①纬度：极圈以内有极昼、极夜现象，极圈以外地区夏季日照时数多于冬季；当太阳直射北半球时，北半球纬度越高，日照时数越长。
②地势：一般地势高的高原多于地势低的盆地。
③天气：多阴雨天气的地区，日照时数少；多晴朗天气的地区，日照时数多。
2.太阳辐射的分布规律
(1)全球的太阳辐射分布世界各地年太阳辐射总量分布不均衡，如下图所示：
①空间分布:由低纬度地区向高纬度地区递减
a.不同纬度分布：由沿海向内陆递增。
b.相同纬度分布：夏季太阳辐射强于冬季太阳辐射；地势高处太
阳辐射强，地势低处太阳辐射弱。
②时间分布：

本文插图
(2)我国年太阳辐射总量的空间分布
我国年太阳辐射总量的空间分布，从总体上看是从东部沿海向西部内陆逐渐增加。我国年太阳辐射总量高值中心在青藏高原，低值中心在四川盆地。
具体分布如下图所示：

本文插图
3.太阳辐射能的开发和利用
（1）太阳辐射对农业生产的影响
一般来说，太阳辐射量越大，光照越充足，光合作用就越强，越有利于农业生产，如南疆绿洲农业发展的瓜果、棉花生产。
但是光照充足，太阳辐射强，并不意味着热量充足。比如青藏高原上雅鲁藏布江谷地农业单产较高的重要原因是太阳辐射强，光照充足。但是该地由于地势较高，空气稀薄，大气保温作用差，温度较低，热量不足，热量成为农业发展的限制性条件。
（2）太阳能开发的优缺点
①优点：a.能量巨大，是人类可利用的最丰富的资源，取之不尽、用之不竭；b.分布广泛，地球上处处都有；c.清洁能源，无污染、无公害。
②缺点：a.能量密度低、利用成本高；b.受天气影响大、辐射强度的波动较大。

本文插图
太阳辐射对地球的影响
1、太阳辐射能是维持地表温度，促进地球上的水、大气、生物活动和变化的主要动力。
地面不同纬度接受太阳辐射不同，地球上的热量传递主要依靠大气环流和洋流，大气环流和洋流对地理环境的形成和变化有着重要的作用。
2、太阳辐射能是我们生产、生活的主要能源。
一部分直接来自太阳能：如太阳能发电、太阳灶、太阳能干燥器加工农副产品等。
另一部分是太阳能转化的能源：煤、石油等化石燃料。
太阳是浩瀚宇宙中一颗普通的恒星，对于人类来说，却是最重要的一颗恒星，太阳的一举一动都和万物生存息息相关。
1、太阳活动的主要类型
从整体看，太阳处于稳定状态，但是从局部看，太阳大气经常发生着变化，而且会以每11年左右为周期释放巨大的能量，这就是太阳活动。太阳活动的主要类型有：分页标题
（1）太阳黑子
太阳黑子在光球上经常出没，而且通常成群出现暗黑色斑点。实际上黑子并不黑，只是这些斑点凹进太阳表面，有的可达100千米，其温度比光球表面温度大约低了1500度左右，由于明亮光球的衬托，就显得暗淡些，故名“黑子” 。
黑子是太阳表面最活跃的地方，它是沿着太阳的自转方向而运动着的旋涡。至于黑子里面的物质，其运动速度极快，每秒可达1000米~2000米，远比地球上12级台风快得多。所以又可以说黑子就是太阳表面的“风暴” ，这“风暴”的范围有大有小，大的可装下10多个地球，小的直径只有2000千米~3000千米。 “风暴”的寿命有长有短，长者寿命可达数月，极个别的可超过1年，而短的仅有几天或几个小时。
黑子极少单个出现，通常是成双成对，或是一群一群地出现。在1个黑子周期（平均为11年）内大约可以观察到1500个黑子群。在黑子群中也往往有两个主要的成对黑子。
太阳黑子的多少与大小，随着时间的变化具有一定的周期性。根据长期的观察记录可知，这个周期是11.3年~11.4年。这一消长规律，天文学称为“太阳活动周” 。从1755年算起，当前正值第23个活动周期。
（2）太阳耀斑
太阳耀斑是在太阳色球层上局部地区突然出现、并迅速增大的亮斑，也叫“色球爆发” 。耀斑是太阳上最强烈、最复杂、对人类影响最大的活动现象。
耀斑可以在极短的时间内释放出巨大的能量并产生多样的辐射。通常耀斑持续时间只有几分钟至1小时。据观察，一个耀斑爆发时，温度可达几百万摄氏度，其释放出来的能量，可达1022 J~1023 J ，相当于100亿个百万吨级氢弹爆炸时产生的威力，几乎与地球上全部矿物燃料所能产生的能量相当。其能量释放主要以辐射方式进行，其中的一部分可以到达地球。
研究发现，几乎所有的耀斑都发生在黑子附近，且多出现在强磁场区，因此认为耀斑是磁场不稳定的产物，其巨大能量可能来自黑子磁场。研究还发现耀斑与黑子伴随发生，常随黑子群的增多而增多，其周期亦为11年。
（3）太阳风
在太阳大气的最外层——日冕层，其温度可高达100万摄氏度。在这样高的温度下，其中的质子和电子会由于日冕膨胀而向外运动，从而产生高能带电粒子流，运动速度每秒可高达900千米以上。这样高速的带电粒子流，会有一部分冲脱太阳的引力，像阵阵狂风不断“吹”向行星际空间，而被称为“太阳风” 。太阳通过这一形式，平均每小时要把3000吨左右的物质抛向宇宙中。太阳风“吹”到地球一般要五六天时间。
2、太阳活动对地球的影响
（1）对地球气候的影响
太阳活动使太阳的高能辐射（紫外线和X射线波段）的辐射量产生大幅度的涨落，由太阳发出的带电粒子流也有极大的变化。高层大气物理状态的变化，会逐层向下传递，其结果又会影响到地球表面附近的气候变化，而且会对某些地区的气压和大气环流造成影响，从而导致许多地区的气候异常。科学家们认为气候变化也有11年和22年的周期性。这些周期性，是由于太阳黑子的活动周期引起的。一般说来，降水量的年际变化与太阳黑子相对数的年变化有相关性，两者的变化周期均为11年；当黑子增多时，地面温度会偏低，反之偏高。科学家发现，我国大范围气温转变年份几乎都和11年周期的太阳活动极大年相吻合，还发现当耀斑出现后1个月，地面气温平均可升高1℃ 。
（2）对地球电离层的影响
太阳短波辐射的强烈照射，使地球大气的上层形成电离层，其具有短波无线电通讯的功能。当太阳上出现大耀斑时，太阳的紫外线辐射总量可增加1至2倍， X射线流量甚至可增加数百倍，会猛烈地冲击地球大气中的电离层，引起电离层扰动（又叫电离层暴），使电离层的结构发生急剧变化，有时甚至被冲散，从而丧失掉反射无线电波的功能。此时在电离层传播的短波无线电信号会被部分或全部吸收，从而使信号发生延迟、闪烁等，甚至中断。分页标题
（3）对地球磁场的影响
地球本身是个巨大的磁体，在一般情况下，磁场的分布是比较稳定的。随着太阳上大耀斑的出现，大量的高能带电粒子流闯入地球磁场后会因磁场作用发生运动方向的偏离，同时它们也会反作用于地球磁场，使地球磁场发生剧烈扰动，产生“磁暴”现象，使磁针剧烈颤动，不能正确指示方向，造成地球磁性仪器设备失灵，飞机、船只会因此迷航，甚至失事。磁暴发生时，带电离子在地球磁场中运动可能产生强大的感应电流，进而影响高纬度地区的供电设备、输油管道和电话系统。如1989年3月太阳耀斑导致的磁暴，使加拿大魁北克省供电网断电9小时，损失10亿美元。谭老师地理工作室综合整理
（4）对宇宙探测和宇航事业的影响
耀斑爆发抛射出的高能带电粒子会直接损害在地球大气层之外运动的卫星、轨道空间站等宇航探测设施。辐射会对卫星的材料、元器件、太阳能电池造成辐射损伤，同时会使卫星运行程序发生混乱，产生虚假指令；另外，会使卫星表面及内部带有很高的静电，静电放电会损坏器材或材料。如1998年5月的一起高能电子增强事件，使美国一颗通讯卫星和德国的一颗科学卫星失效，多颗卫星失常。
太阳风暴会危及在星际空间飞行中的宇航员的安全。由于远离地球，没有大气层的保护，太阳发出的穿透力极强的高能带电粒子流会直接损害宇航员的健康，甚至会危及生命安全。
（5）对农业、林业生产的影响
太阳活动和农业生产的关系也相当密切。据国外研究表明，太阳活动每11年周期对雨量影响的变幅平均为25% ，对某些地区气温影响的变幅平均为1℃ ，对农作物生长期的影响变幅为58天。人们在分析了世界小麦生产的统计情况后发现，小麦产量随太阳活动而升落，平均变幅为10% 。
太阳活动也直接影响到树木的生长。树木生长年轮的变化有明显的11年周期。如我国台湾省丝柏树的增长有22年及11年周期，美国西部干旱地区的古老树种——具芒松的年轮反映出，在黑子多的年份长得厚，反之则薄。
（6）对人类健康的影响
20世纪70年代以来，科学家就开始了对太阳活动与人类健康相关问题的研究。统计发现，太阳活动期间，人体的免疫力可能有所下降，有些心血管病人对太阳黑子剧烈活动引起的电离层扰动可能比较敏感。但是专家指出，太阳活动对人类健康的影响微乎其微，因为任何一次太阳风暴所挟带的数量惊人的X射线、等离子电荷和巨大磁场，在穿越上亿千米空间路程时，大多消失在漫漫旅程中，而到达地球的一部分，又被厚厚的大气层挡在门外，能够穿透大气层并对人类产生影响的仅是极少数，因而对其影响不必畏惧。但是，太阳活动所带来的太阳电磁辐射的增强，对人体健康将产生不良影响，因此人们仍应加强防护，切不可掉以轻心。
总结：
太阳活动对地球的影响
1、对地球气候的影响
太阳黑子与降水的相关性如下：
①降水量的年际变化与太阳黑子的相对数的年变化有相关性，二者变化周期大体为11年；
②不同地区太阳黑子与降水量相关性不完全一致；
2、对地球电离层的影响
耀斑爆发时发射的电磁波会扰乱地球的电离层；从而导致无线电短波通讯衰减或中断。例如1989年3月发生的几十个强烈耀斑活动，引起短波通讯15次部分中断， 24次全部中断。
3、对地球磁场的影响
太阳活动增强时，太阳大气抛出的带电粒子流，会使地球磁场受到扰动，产生“磁暴”现象。磁针不能正确的指示方向。
由于太阳活动对地球的影响很大，各国都重视对太阳活动的观测和预报，以便早作准备，把太阳活动造成的不利影响减少到最低程度。
【高考链接】分页标题
小明从地图上得知，乌尤尼盐沼（位置见下左图）面积超过1万平方千米，是世界上面积最大的盐沼。小明查到该盐沼的一幅景观照片（下右图）:盐沼表面凝结成无数块多边形，镶拼成一望无际的盐原，在阳光下熠熠闪光。据称这种景观每年都能见到。据此完成下面小题。

本文插图
1.小明若在1月去该盐沼旅游，需要防范（）
A.暴雪 B.强风 C.低温 D.太阳辐射

本文插图
1.【答案】D
【解析】本题考查太阳辐射对人类活动的影响。小明若在1月去该盐沼旅游，即为南半球的夏季， A、C排除；此地受副热带高气压带控制，风力不大， B排除；盐沼地区海拔高、空气稀薄，夏季太阳辐射强，紫外线强，对皮肤影响较大，需要特别防范太阳辐射。

本文插图
太阳能光热电站（如图）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。据此完成下列各题。

本文插图
2.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
3.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

本文插图
【答案】2. A 3.C
【解析】
2.本题考查我国太阳能分布情况。最适宜建太阳能光热电站的地区，即太阳能最丰富的地区，我国太阳能的分布特点：青藏高原最丰富，其次为西北地区，西南地区以四川盆地为中心最贫乏，其他地区在两者之间。柴达木盆地位于青藏高原， A正确；黄土高原位于北方地区， B错误；山东半岛位于东部沿海， C错误；东南丘陵位于南方地区， D错误。
3.本题考查太阳能的应用。数以十万计的反光板聚焦太阳能，减少了到达地面的太阳辐射，地表温度不会提升， A错误；其对飞机电子导航影响小， B错误；反光板聚焦太阳能，产生强光和高热能，会误伤途经飞鸟， C正确；对农作物产量没有影响， D错误。

本文插图
在德国和日本，厂房和大楼屋顶的黑色“硅板”随处可见，这就是太阳能屋顶(如右图) 。风和日丽的白天， “屋顶”将太阳能转化为电能，把富余的电能送入电网。我国有关专家指出:上海没有油田和煤矿，但有两亿平方米的屋顶，不能辜负了屋顶上这片免费的阳光。据此回答下面小题。

本文插图
4.下列自然现象与太阳辐射无关的是( )
A.生物的出现B.水体的运动
C.火山的喷发D.风的形成
5.上海积极推广太阳能屋顶是因为( )
A.常规能源短缺，能源需求量大
B.是我国太阳能资源最丰富的地区
C.太阳能资源清洁、可再生、能量集中
D.上海人口稠密，经济发达，能源蕴藏量大

本文插图
【答案】4.C 5.A分页标题
【解析】
4.本题考查太阳辐射对地球的影响。太阳辐射能够为地球提供能量，直接为地球提供光热资源，是地球上生物生长的能量来源，是地球上水体、大气运动和生命活动的主要动力，故A、B、D与太阳辐射有关。岩浆来源于地球内部，因此火山喷发与太阳辐射无关， C正确。
5.本题考查太阳辐射对地球的影响。由材料可知，上海没有油田和煤矿，因此常规能源短缺，而上海经济发达、人口稠密，对能源的需求量大，故积极推广太阳能屋顶， A正确， D错误。青藏高原是我国太阳能资源最丰富的地区， B错误。太阳能属于清洁、可再生能源，但能量比较分散， C错误。

本文插图
【谭老师地理工作室|【备考干货】太阳辐射的影响因素及应用，太阳活动对地球的影响】