太阳辐射专题

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三、太阳辐射(光照)

1、概念: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

——自然界的物体,都以电磁波的形式时刻不停地向外传递能量。无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、r射线都是电磁波。它们的波长不同,特性和作用也有很大差异。(图:各种辐射的波长范围——三大波段)

〖跨越误区〗太阳辐射出的电磁波只包括可见光、红外光和紫外光三个波段

这种认识是片面的。除了以上提到的电磁波,还包括电波、χ射线、γ射线等,它们一起构成了太阳辐射光谱。

2、能量来源:太阳内部的核聚变反应——在太阳内部高温、高压的环境下,发生核聚变反应(又能称热核反应),即4个氢原子核聚变为1个氦原子核,在这个过程中产生了大量的能量,为太阳提供了源源不断的能量。在核聚变过程中,原子核质量出现了亏损,其亏损的质量转化成了能量。

3、太阳辐射的分布及影响因素

(1)太阳辐射的纬度分布——规律:从赤道向两极递减

(2)全球太阳辐射的分布

典型例题:13.读“一年内太阳辐射的纬度分布示意”图,回答:

( 1 ) 1 月份,太阳辐射量最大的纬度是________;

90°N 上,太阳辐射量最大的月份是_________。

( 2 )全球太阳辐射的纬度分布规律是从________向_________递减。

( 3 )赤道上太阳辐射的时间分布规是____________________。

( 4 )南北半球相应纬度上太阳辐射随月份变化的规律大致________(相同、相反)。

( 5 )热带雨林地区的生物量是2千克/米²·年,亚寒带针叶林带是0.84千克/米²·年,结合上图分析原因。

答案:(1)90°S 南极点1月份均为白昼,日照时数多;6月(或7月)

(2)低纬(或赤道)高纬(或两极)

(3)从3月和9月向其它月份递减。(4)相反(1分)

(5)热带雨林,位于热带雨林气候,因雨量多所以生长的植物品种也多,亚寒带针叶林是位于亚寒带,气候较寒冷与干燥,雨量也少,所以能生长的多以针叶植物为主

(3)世界分布:

例题.(2010年岳阳模拟)上图是世界太阳总辐射量分布图,读图回答下列问题。

(1)世界太阳辐射强度较高的①、②区域是________和________,这两个区域的太阳辐射强度均高于赤道地区,其共同原因是______________________________。

(2)C的值大约是________。它大于B的原因主要是

____________________________________________。

(3)人们观测得出结论,城市的太阳辐射量往往低于郊区,你认为造成这种现象的主要原因有哪些?

(4)A、B的纬度值应为37°N,A的太阳辐射强度季节变化较大的原因是什么?

答案:(1)青藏高原撒哈拉沙漠(西亚和北非)大气对太阳辐射削弱少

(2)160~180纬度低,太阳高度角大。

(3)城市的雨岛效应,多雾;大气尘埃多,对太阳辐射散射作用强。

(4)A地属于地中海气候,夏季太阳高度角大,白昼时间长;受副热带高气压控制,炎热干燥,对太阳辐射削弱少。冬季太阳高度角小,白昼短;受西风带影响,多阴雨天气,对太阳辐射削弱多。

(4)我国太阳年辐射量的时空分布(图:我国太阳辐射分布图)

(5)影响太阳辐射强度的因素

①.太阳高度(即纬度):纬度低则正午太阳高度角大,太阳辐射穿过大气路程短,被大气削弱的少,到达地面的太阳辐射就强;反之,则弱

②.天气状况;晴朗的天气,由于云层少且薄,大气对太阳辐射的削弱作用弱,到达地面的太阳辐射就强。

③.地形地势——大气厚度青藏高原比长江中下游平原太阳辐射强的一个因素(阳光通过的大气路程短)

——大气密度海拔越高,空气越稀薄,大气对太阳辐射削弱越少

——昼长地势越高昼越长

——坡向:迎风坡与背风坡,向阳坡与背阴坡

④.日照长短:日照时间长,获得的太阳辐射强,日照时间短,获得的太阳辐射弱。夏半年,高纬地区白昼时间长,弥补了太阳高度低损失的能量。

⑤、大气污染程度(人类活动)

小结:考查太阳辐射强度的影响因素时,同纬度比较可以考虑天气状况或地势高低的影响;不同纬度可以

考虑太阳高度角或白昼长短的影响;季节差异时要重点考虑太阳高度角或白昼长短的影响。

对某一地点的太阳辐射强弱进行分析时要综合考虑纬度(影响太阳高度大小)、地势、天气状况(晴天与阴天状况)。

太阳辐射总量不仅要考虑太阳高度,还要考虑日照时间长短,以及太阳光线与墙体的夹角

(4)应用:A、青藏高原是我国太阳辐射最强的地区的原因:

①晴天多,大气稀薄洁净,云量少,大气对太阳辐射的削弱作用弱;

②海拔高,太阳辐射穿越大气层的路程也短,削弱作用也小;

③海拔高,日照时间长;④纬度较低,太阳高度较大,太阳辐射强。

注:影响日照时间长短的因素(如重庆市年日照时数仅1200多小时)

①.纬度因素(昼长):极圈以内地区有极昼、极夜现象,极圈以外地区夏季日照时数多于冬季;

②.地势(地势高,日出早,日落晚,日照时间长);

③.天气状况: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。

B. 我国西北内陆太阳辐射强的原因:

位于温带大陆性气候区,气候干旱,降水稀少,晴天多,日照时间长;

4、太阳辐射对地球的影响

(1)太阳直接为地球提供了光、热资源,地球上生物的生长发育离不开太阳。(如:太阳辐射是绿色植物光合作用的必要条件)

(2)太阳辐射是维持地表温度,促进地球上的水循环、大气运动和生物活动的主要动力。来源于其形成过程中加固定的大量的太阳辐射能量(这是间接来源)。

(3)对人类生产生活的影响

——太阳能

A、优势:清洁、可再生、能量总量大

B、缺点:能量分散、不稳定(受天气影响);开发技术要求高,建设电站占地广、投资大。

C、地位:地球能量源泉

D、.太阳能利用——直接利用:

①光热利用,如太阳能热水器、太阳灶;②太阳能发电;

③光化学作用,利用太阳辐射能分解水制氢。

——间接利用,如

注:太阳能发电站的区位条件:

①资源条件:太阳能资源丰富的地区;

②地形条件:地势平坦,平原与丘陵、高原是理想的区位(占地广)

③社会经济条件:电网方便(附近有水电站)或经济发达地区(市场需求及技术条件),电力设施较好