1、第第 頁近幾十年研究表明，太陽活動與旱澇災害存在相關關系。注意：太陽活動周期約為11年。太陽活動往往同步發(fā)生，即黑子、耀斑、太陽風等太陽活動往往同時期出現(xiàn)，有共同的活動變化周期。日珥（色球層），太陽風（日冕層）。【典型例題】例題1太陽大氣經(jīng)常發(fā)生大規(guī)模的運動，稱為太陽活動。據(jù)此完成下列問題。（1）太陽外部結構從里到外依次是（）A.光球日冕色球B.色球光球日冕C.光球一色球一日冕D.日冕一色球一光球（2）太陽活動周期一般是指（）A.地球公轉從近日點到遠日點所需的時間B.太陽連續(xù)兩次直射同一地點所間隔的時間C.相鄰兩次太陽活動極大年的平均間隔時間D.太陽黑子數(shù)由最多到最少的平均間隔時間（3）太陽黑

2、子活動增多的年份（）A.耀斑頻繁爆發(fā)B.兩極出現(xiàn)極光C.全球降水增多D.地球磁場增強解析：第（1）題，太陽結構由里到外是光球層、色球層、日冕層；第（2）題，太陽活動周期是從一個活動頻繁的年份到下一個活動頻繁的年份的間隔時間；第（3）題，太陽黑子一般活動頻繁的年份，耀斑也活動頻繁。答案（1）C（2）C（3）A例題2閱讀材料，完成下列問題。材料一21世紀以來，人類又一次經(jīng)歷了太陽活動的高峰期，在高峰期間，太陽活動時人類生產(chǎn)和生活產(chǎn)生了一系列影響。例如，日本的通信衛(wèi)星信號中斷。材料二太陽黑子的周期圖（1）根據(jù)太陽黑子的周期圖判斷，假設2019年是太陽活動峰值年，那么下次太陽黑子活動峰值年應為年前后，

3、屆時下列受影響較大的部門是（）。（雙選）A.通信部門B.航天部門C.鋼鐵部門D.紡織部門（2）太陽耀斑爆發(fā)時能量來自于。（3）當太陽黑子爆發(fā)時，還會出現(xiàn)哪些太陽活動？對地球會產(chǎn)生怎樣的影響？解析：本題從圖文兩個方面進行設問，由材料可得出以下信息：太陽黑子的活動是有規(guī)律的，其周期約為11年；太陽黑子峰值年。對地球產(chǎn)生很多方面的影響。解答本題的突破口是由材料二中黑子活動情況，推算出黑子活動的周期約為11年，然后結合太陽活動對人類的影響作答。第（1）題，由材料二中多個峰值間隔的時間，可知太陽黑子的活動是有規(guī)律的。其周期約為11年。當黑子爆發(fā)時，其他太陽活動也會加強。太陽活動將會影響的部門有通信、航天

4、等。第（2）題，太陽黑子活動的能源也和太陽輻射的能源一樣，都來自太陽的核聚變反應。第（3）題，由于太陽活動具有整體性，它們往往會同步發(fā)生。答案：（1）2019A、B（2）太陽內部核聚變反應（3）耀斑、日珥等。影響：氣候異常；大氣屢擾動，影響無線電短波通信；產(chǎn)生“磁暴”現(xiàn)象；產(chǎn)生“極光”現(xiàn)象；引發(fā)一系列自然災害。思維拓展讀我國部分城市地理緯度與年平均日照時數(shù)表和“我國部分地區(qū)年太陽總輻射量分布圖”，完成下列問題。城市地區(qū)年平均日照時數(shù)地理緯度（北緯）南京2182.432。04上海1986.131。29重慶1211.330。40杭州1902.130。20寧波2019.729。54拉薩3005.12

5、9。431）描述圖中年太陽總輻射量120千卡平方厘米的曲線的走向特點，并分析影響因素。（2）試繪出昆明至上海年太陽總輻射量分布曲線。（3）圖中臺灣島西側年太陽總輻射量比東側，原因是。（4）表中所列城市中日照時數(shù)最長，其原因是。解析：第（1）題，讀圖可看出，120千卡平方厘米年太陽總輻射量線在東部呈東西走向，主要受太陽輻射的影響；西南地區(qū)呈南北走向，則主要受地形地勢的影響。第（2）題，依據(jù)地形剖面圖的繪制方法進行繪制第（3）題，受天氣因素的影響，臺灣島西側年太陽總輻射量高于東側。第（4）題，拉薩位于青藏高原，海拔高空氣稀薄，有“日光城”之稱。答案：（1）東部受南北緯度的影響呈東西走向，而西南地區(qū)

6、受地形地勢影響呈南北走向。（2）圖略（3）高西側為背風坡，降水少，晴天多，日照時間長（4）拉薩緯度較低，海拔高，空氣稀薄，云量少，陰雨天氣少【課外拓展】太陽活動簡介太陽活動是太陽大氣中局部區(qū)域各種不同活動現(xiàn)象的總稱。包括：太陽黑子是太陽活動的基本標志；光斑：太陽光球邊緣出現(xiàn)的明亮組織，向外延伸到色球就是譜斑。光斑一般環(huán)繞著黑子，與黑子有密切的關系。譜斑：太陽光球層上比周圍更明亮的斑狀組織。太陽風：太陽風形成的帶電粒子流造成了地球上的極光。耀斑：發(fā)出的強大的短波輻射，會造成地球電離層的急劇變化。對人類的影響很大。造成短波通訊中斷。日珥：在日全食時，太陽的周圍鑲著一個紅色的環(huán)圈，上面跳動著鮮紅的火

7、舌，這種火舌狀物體就叫做日珥。影響：太陽活動對于地震、火山爆發(fā)、旱災、水災、人類心臟和神經(jīng)系統(tǒng)的疾病，甚至交通事故都有關系。因此也形成了太陽活動預報這門學問。研究歷史太陽活動變化的最長久紀錄是太陽黑子的變化。太陽黑子的第一次紀錄大約是在西元前800年前的中國，最老的描繪紀錄約在西元1128年。在1610年，天文學家開始用望遠鏡紀錄黑子和它們的運動，最初的研究聚焦于本質和行為。然而，黑子的物理性質直到20世紀能被辨認，所以觀測還在持續(xù)中。在17世紀和18世紀，由于黑子的數(shù)目偏低，使得研究受到了阻礙，而現(xiàn)在認為是太陽活動低潮被延長的一段期間，如同所知的蒙德極小期。在19世紀之前，已經(jīng)有足夠長的數(shù)值

8、紀錄可以推斷黑子活動的周期性。在1845年，普林斯敦大學的教授約瑟夫亨利和史蒂芬亞歷山大使用熱電堆觀測太陽，并且確認黑子的輻射比周圍地區(qū)的太陽表面為低；稍后又觀測到太陽的光斑發(fā)射出的輻射高于平均數(shù)值。大約在1900年，研究人員開始探索太陽活動和地球上天氣間的關聯(lián)性，特別值得注意的是查爾斯格里利阿布特的工作，因為他在史密松寧天文物理觀測所（SAO）領導觀察太陽輻射的變化。它的團隊必須從發(fā)明測量太陽輻射的儀器開始，之后，當他成為SAO的領導人時，他在智利的卡拉瑪建立太陽觀測站，以補威爾遜山天文臺在數(shù)據(jù)資料上的不足。他在273個月的海耳周期中找出了27個諧波的周期，包括7、13、和39個月的模式。他

9、通過城市各個月的天氣紀錄，像是溫度變化與降雨量與太陽活動匹配或反對太陽活動的趨勢，尋找天氣間的關聯(lián)性。隨著樹齡學的發(fā)展，像是沃爾多S.葛洛克等科學家注意到樹木的生長和現(xiàn)存紀錄上太陽活動周期之間的關聯(lián)性，并且以長達世紀的太陽常數(shù)變化，推論千年尺度的年代學也有相似的變化。統(tǒng)計學上的研究顯示天氣和氣候與太陽活動的關聯(lián)是世紀性的，數(shù)據(jù)回推至1801年，當威廉赫歇爾注意到麥子的價格和黑子紀錄之間有明顯的關聯(lián)性。他們現(xiàn)在以來自表面的網(wǎng)絡收集和氣象衛(wèi)星觀察的數(shù)據(jù)作全球性高度密集的比對，以綜合或觀察研究太陽變異的作用如何通過地球氣候系統(tǒng)散布的詳細過程，并且/或強迫建立氣候模型。主要標志是太陽黑子和耀斑。耀斑是

10、太陽活動最激烈的顯示。對地球的氣候（降水），電離層（無線電短波通訊），磁場（有“磁暴”現(xiàn)象）和在高緯度的夜空有極光出現(xiàn)。其平均周期約為11年。主要表現(xiàn)太陽黑子太陽黑子是太陽強烈的磁場活動抑制了對流的作用，因而使得于表面溫度相對較低、顏色較暗的區(qū)域。黑點的數(shù)量關聯(lián)到太陽輻射的強度，在1980年代，以阿布特、Foukal等人（1977年）意識到輻射的增加值與黑子的關聯(lián)性，只依據(jù)一顆衛(wèi)星的觀測，估計其變異是很小的（只有1W/m的等級或總量的0.1%）。雨云7號（在1978年10月25日發(fā)射）和太陽極大期任務衛(wèi)星（1980年2月14日發(fā)射）查出，因為圍繞黑子周圍的區(qū)域更加明亮，整體的作用是越多的黑點意

11、味著太陽越明亮。曾有一些建議認為太陽直徑的變化也許會導致輸出的改變，但是最近的工作，主要是SOHO的米契森多普勒影像儀，顯示這種變化量極為微小，大約只有0.001%（Dziembowskietal,2019）。各種各樣的研究都應用了黑子數(shù)目來進行（因為這項紀錄已延續(xù)了數(shù)百年）做為其他太陽輸出活動的代理（因為最好的也只有數(shù)十年的觀測資料），同樣的，地面儀器與在軌道極高高度上的儀器之間也做了比對和較準。研究人員結合目前的數(shù)據(jù)和調整歷史上的數(shù)據(jù)，其他代理的資料一像是宇宙射線產(chǎn)生的同位素一被用來推斷太陽磁場的活動和可能的亮度。太陽黑子的活動已經(jīng)使用沃夫數(shù)測量了300年之久，這個索引（也稱為蘇黎世數(shù)）使

12、用黑子的數(shù)量和群組數(shù)量兩者補償在測量上的變化。芬蘭Oulu大學的IlyaUsoskin在2019年的研究指出，黑子的活動從1940年代開始比過去的1150年都要頻繁。重建太陽黑子的11,400年活動期間，在&000年前曾經(jīng)有明顯的活躍期。透過樹齡學使用放射性碳的濃度變化，已經(jīng)重建了11,400年的黑子數(shù)目。在過去70年的太陽活動水平似乎是異常的，而相似的巨大變化最后一次大約發(fā)生在&000年前。太陽的磁性活動較過去的11,400年高出了大約10%，并且早期的高活動性期間都比現(xiàn)在的事件要短。太陽周期太陽周期是太陽行為上的循環(huán)變化，許多可能的模式曾被建立起來，但在觀測上只有11年和22年的周期是很清

13、楚的被觀察到。11年：最明顯的是黑子數(shù)量在大約11年的周期中逐漸增加和減少，也因為施瓦貝的觀測被稱為施瓦貝周期。巴布科模型以磁場的流出和卷入來解釋此一周期。當太陽黑子增加時太陽表面的活動也最活躍，然而光度由于明亮的斑點也增加而沒有改變（光斑）。22年：海爾周期，因喬治埃勒里海耳得名。在每一個施瓦貝周期，太陽的磁場都會扭轉，因此磁極要兩次扭轉之后才會回到相同磁極的狀態(tài)。87年（70-100年）：格萊斯堡周期，因沃爾夫岡格萊斯堡而得名，被認為是施瓦貝11年周期的調幅（SonnettandFinney,1990）.Braun,etal,（2019）。210年：Suess周期（a.k.a.deVrie

14、scycle）.Braun,etal,（2019）.2,300years:哈爾斯塔周期對地球的影響對地球電離層的影響地球大氣層在太陽輻射的紫外線、X射線等作用下形成電離層，無線電通訊的無線電波就是靠電離層的反射向遠距離傳播的。當太陽活動劇烈，特別是耀斑爆發(fā)時，在向陽的半球，太陽射來的強X射線、紫外線等，使電離層D層變厚，造成靠D層反射的長波增強，而靠E層、F層反射的短波卻在穿過時被D層強烈吸收受到衰減甚至中斷，如1970年11月5日長途臺曾因此中斷2小時；這被稱為“電離層突然騷擾”。這些反應幾乎與大耀斑的爆發(fā)同時出現(xiàn)，因為電磁波的傳播速度就是光速，大約8分多鐘即可由太陽到達地球表面，所以反應非

15、常快。經(jīng)過一段時間以后耀斑產(chǎn)生的帶電的高能粒子逐漸到達地球，它們受地球磁場的作用向地磁極兩極運動，因而影響極區(qū)的電離層，造成高緯度地區(qū)的雷達和無線電通訊的騷擾，甚至中斷。這被稱為“極蓋吸收”和“極光帶吸收”，它的影響時間較長。整個地球是一個大磁場。地球的北極是地磁場的磁南極，地球的南極是地磁場的磁北極。地極和磁極之間有大約11度的夾角，因此地球的周圍充滿了磁力線，不同的位置有不同的地磁強度。平時地磁受多方面的影響，會有不同程度的擾動，而影響最大的就是磁暴現(xiàn)象。磁暴一般發(fā)生在太陽耀斑爆發(fā)后2040小時，它是地磁場的強烈擾動，磁場強度可以變化很大。這時太陽風速往往增加，并且向太陽一面的磁層頂面可由

16、距地心811個地球半徑被壓縮到57個地球半徑，磁暴的發(fā)生對人類活動，特別對與地磁有關的工作都會受到影響。對地球氣候的影響太陽活動與地球上氣候變化的關系也是比較明顯的，地球上氣候變化與黑子數(shù)目變化周期密切相關，可是其具體的作用機制還遠遠沒有搞清楚。世界許多地區(qū)降水量的年際變化，與黑子活動的11年周期有一定的相關性。另外，我們只是發(fā)現(xiàn)，亞寒帶的許多樹齡很高的樹木，它們的年輪恰恰有著與黑子活動11年周期相對應的、有規(guī)律的疏密變化。同時從統(tǒng)計資料中，我們發(fā)現(xiàn)凡是黑子活動的高峰年，地球上特異性的反常氣候出現(xiàn)的機率就明顯地增多；相反，在黑子活動的低峰年，地球上的氣候相對就比較平穩(wěn)。另外地球高層大氣的變化也

17、與太陽活動相關。地震、水文、氣象等多方面的研究都說明了太陽活動對地球的影響，關于這方面的物理機制還在研究中。對地球磁場的影響整個地球是一個大磁場。地球的北極是地磁場的磁南極，地球的南極是地磁場的磁北極。地極和磁極之間有大約11度的夾角，因此地球的周圍充滿了磁力線，不同的位置有不同的地磁強度。平時地磁受多方面的影響，會有不同程度的擾動，而影響最大的就是磁暴現(xiàn)象。太陽大氣拋出的帶電粒子流，能使地球磁場受到擾動，產(chǎn)生“磁暴”現(xiàn)象，使磁針劇烈顫動，不能正確指示方向。當太陽上黑子和耀斑增多時，發(fā)出的強烈射電會擾亂地球上空的電離層，使地面的無線電短波通訊受到影響，甚至會出現(xiàn)短暫的中斷。磁暴一般發(fā)生在太陽耀

18、斑爆發(fā)后20-40小時，它是地磁場的強烈擾動，磁場強度可以變化很大。這時太陽風速往往增加，并且向太陽一面的磁層頂面可由距地心8-11個地球半徑被壓縮到5-7個地球半徑，磁暴的發(fā)生對人類活動，特別對與地磁有關的工作都會受到影響。它會使羅盤磁針搖擺，不能正確指示方向，影響到海上航行之船、空中飛行之機、甚至信鴿的飛翔。在磁暴發(fā)生時，高緯度地區(qū)常常伴有極光出現(xiàn)。極光常常出現(xiàn)于緯度靠近地磁極地區(qū)25度-30度的上空，離地面100-300千米，它是大氣中的彩色發(fā)光現(xiàn)象，形狀不一。常出現(xiàn)極光的區(qū)域稱為極光區(qū)。由于來自太陽活動區(qū)的帶電高能粒子流到達地球，并在磁場作用下奔向極區(qū)，使極區(qū)高層大氣分子或原子激發(fā)或電離而產(chǎn)生光。當太陽活動劇烈時，極光出現(xiàn)的次數(shù)也增大。地球兩極地區(qū)的夜空，常會看到淡綠色、紅色。粉紅色的光帶或光弧，這叫做極光。極光是帶電粒子流高速沖進那里的高空大氣層，被地球磁場捕獲，同稀薄大氣相碰撞而產(chǎn)生的。太陽活動對地球的影響太陽活動有時比較平靜，有時比較劇烈；太陽有自轉，太陽上的活動區(qū)有時對向地球，有時又背向地球；地球本身有自轉又有公轉，因此太陽活動對地球的影響是很復雜的，周期也是各種各樣的，如日周期、27天周