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1.地球在太阳系的九大行星中并不特殊,却是一颗适于生物生存和繁衍的行星。虽然我们怀疑宇宙间可能有繁殖生命的星球,但至今还未发现它们。
为什么地球上会出现生物?这与地球所处的宇宙环境和地球本身的条件有关。
地球与太阳的距离适中。地球与太阳相距1.5亿千米,这样的距离使地球表面的平均气温保持在15℃左右,有利于生命的发生和发展。如果距离太阳太近,温度过高,则由于热扰动太强,原子根本不能结合在一起,也就不可能形成分子,更不用说复杂的生命物质了。如果太远,温度过低,分子将牢牢地聚集在一起,只能以固态和晶体存在,生物则无法生存。
地球的体积和质量适中。其引力可以使大量气体聚集在地球周围,形成包围地球的大气层。你别小看这个大气层,它的作用可大哩!一是提供了以氮、氧为主的适合生物呼吸的空气;二是保护生命安全,使其不受陨石和宇宙射线损伤;三是保护地球表面的热量。
在地球演化的历史中,由于地球内部放射性元素衰变致热和原始地球重力收缩,使地球内部温度升高,结晶水汽化。随着地表温度的逐渐下降,水汽经过凝结、降雨,落到地面低洼处,形成原始的大洋。有了液态水,就有了生物体绝对不可缺少的物质基础,地球上最初的单细胞生命,就出现在大洋中。
由此可见,地球处在一个比较稳定和安全的宇宙环境中,自身又具备了生物生存所必需的温度、大气、水等条件,生物的出现和进化也就水到渠成了。
2. 太阳辐射
solar radiation
太阳向宇宙空间发射的电磁波和粒子流。地球所接受到的太阳辐射能量仅为太阳向宇宙空间放射的总辐射能量的二十亿分之一,但却是地球大气运动的主要能量源泉。
到达地球大气上界的太阳辐射能量称为天文太阳辐射量。在地球位于日地平均距离处时,地球大气上界垂直于太阳光线的单位面积在单位时间内所受到的太阳辐射的全谱总能量,称为太阳常数。太阳常数的常用单位为瓦/米2。因观测方法和技术不同,得到的太阳常数值不同。世界气象组织 (WMO)1981年公布的太阳常数值是1368瓦/米2。地球大气上界的太阳辐射光谱的99%以上在波长 0.15~4.0微米之间。大约50%的太阳辐射能量在可见光谱区(波长0.4~0.76微米),7%在紫外光谱区(波长0.76微米),最大能量在波长 0.475微米处。由于太阳辐射波长较地面和大气辐射波长(约3~120微米)小得多,所以通常又称太阳辐射为短波辐射,称地面和大气辐射为
长波辐射。太阳活动和日地距离的变化等会引起地球大气上界太阳辐射能量的变化。
太阳辐射通过大气,一部分到达地面,称为直接太阳辐射;另一部分为大气的分子、大气中的微尘、水汽等吸收、散射和反射。被散射的太阳辐射一部分返回宇宙空间,另一部分到达地面,到达地面的这部分称为散射太阳辐射。到达地面的散射太阳辐射和直接太阳辐射之和称为总辐射。太阳辐射通过大气后,其强度和光谱能量分布都发生变化。到达地面的太阳辐射能量比大气上界小得多,在太阳光谱上能量分布在紫外光谱区几乎
绝迹,在可见光谱区减少至40%,而在红外光谱区增至60%。
在地球大气上界,北半球夏至时,日辐射总量最大,从极地到赤道分布比较均匀;冬至时,北半球日辐射总量最小,极圈内为零,南北差异最大。南半球情况相反。春分和秋分时,日辐射总量的分布与纬度的余弦成正比。南、北回归线之间的地区,一年内日辐射总量有两次最大,年变化小。纬度愈高,日辐射总量变化愈大。
到达地表的全球年辐射总量的分布基本上成带状,只有在低纬度地区受到破坏。在赤道地区,由于多云,年辐射总量并不最高。在南北半球的副热带高压带,特别是在大陆荒漠地区,年辐射总量较大,最大值在非洲东北部。
太阳辐射
太阳辐射是地球表层能量的主要来源。太阳辐射在大气上界的分布是由地球的天文位置决定的,称此为天文辐射。由天文辐射决定的气候称为天文气候。天文气候反映了全球气候的空间分布和时间变化的基本轮廓。
太阳辐射随季节变化呈现有规律的变化,形成了四季.
除太阳本身的变化外,天文辐射能量主要决定于日地距离、太阳高度角和昼长。
地球绕太阳公转的轨道为椭圆形,太阳位于两个焦点中的一个焦点上。因此,日地距离时刻在变化。每年1月2日至5日经过近日点,7月3日至4日经过远日点。地球上接受到的太阳辐射的强弱与日地距离的平方成反比。
太阳光线与地平面的夹角称为太阳高度角,它有日变化和年变化。太阳高度角大,则太阳辐射强。
白昼长度指从日出到日落之间的时间长度。赤道上四季白昼长度均为12小时,赤道以外昼长四季有变化,40°纬度的春、秋分日昼长12小时,夏至和冬至日昼长分别为14小时51分和9小时09分,到纬度66°33′出现极昼和极夜现象。南北半球的冬夏季节时间正好相反。
天文辐射的时空变化特点是:①全年以赤道获得的辐射最多,极地最少。这种热量不均匀分布,必然导致地表各纬度的气温产生差异,在地球表面出现热带、温带和寒带气候;②天文辐射夏大冬小,它导致夏季温高冬季温低。
大气对太阳辐射的削弱作用包括大气对太阳辐射的吸收、散射和反射。太阳辐射经过整层大气时,0.29μm以下的紫外线几乎全部被吸收,在可见光区大气吸收很少。在红外区有很强的吸收带。大气中吸收太阳辐射的物质主要有氧、臭氧、水汽和液态水,其次有二氧化碳、甲烷、一氧化二氮和尘埃等。云层能强烈吸收和散射太阳辐射,同时还强烈吸收地面反射的太阳辐射。云的平均反射率为0.50~0.55。
经过大气削弱之后到达地面的太阳直接辐射和散射辐射之和称为太阳总辐射。就全球平均而言,太阳总辐射只占到达大气上界太阳辐射的45%。总辐射量随纬度升高而减小,随高度升高而增大。一天内中午前后最大,夜间为0;一年内夏大冬小。
太阳辐射能在可见光线(0.4~0.76μm)、红外线(>0.76μm)和紫外线(<0.4μm)分别占50%、43%和7%,即集中于短波波段,故将太阳辐射称为短波辐射。
还有个稍微简单点的哦^-^
太阳以电磁波的形式向空间放射能量,这种能量和传递能量的方式统称为太阳辐射。
3.太阳活动是太阳大气中局部区域各种不同活动现象的总称。包括:
太阳黑子——太阳活动的基本标志
光斑
谱斑
耀斑发出的强大的短波辐射,会造成地球电离层的急剧变化。对人类的影响很大。造成短波通讯中断。
太阳活动对于地震、火山爆发、旱灾、水灾、人类心脏和神经系统的疾病,甚至交通事故都有关系。因此也形成了太阳活动预报这门学问。
太阳黑子:
太阳黑子是在太阳的光球层上发生的一种太阳活动,是太阳活动中最基本,最明显的活动现象。一般认为,太阳黑子实际上是太阳表面一种炽热气体的巨大漩涡,温度大约为4500摄氏度。因为比太阳的光球层表面温度要低,所以看上去像一些深暗色的斑点。太阳黑子很少单独活动。常常成群出现。活动周期大约为十一年。届时会对地球的磁场和各类电子产品和电器产生损害。
黑子的特性
一个发展完全的黑子由较暗的核和周围较亮的部分构成,中间凹陷大约500千米。黑子经常成对或成群出现,其中由两个主要的黑子组成的居多。位于西面的叫做“前导黑子”,位于东面的叫做“后随黑子”。一个小黑子大约有1000千米,而一个大黑子则可达20万千米。
太阳黑子的形成与太阳磁场有密切的关系。但是他到底是如何形成的,天文学家对这个问题还没有找到确切的答案。
观测历史
世界上最早的太阳黑子的记录是中国公元前140年前后成书的《淮南子》中记载的。《汉书·五行志》中对前28年出现的黑子记载则更为详尽。
1840年代德国的一位业馀天文学家发现了太阳黑子10-11年的周期变化规律。通过长期的观测,人们还发现太阳黑子在日面上的活动随时间变化的纬度分布也有规律性。一开始,几乎所有的黑子都分布在±30°的纬度内,太阳活动剧烈时,它往往出现在±15°处 ,并逐步向低纬度区移动 ,在±8°处消失。在上一个周期的黑子还没有完全消失时,下一个周期的黑子又出现在±30°纬度附近。如果以黑子的纬度为纵坐标,以时间为横坐标,绘出的黑子分布图很像蝴蝶,因而称作蝴蝶图。许多专家对蝴蝶图的含义进行了研究,但是直到现在还没有确定的结论。
太阳黑子的周期性
天文学家对黑子活动从1755年开始标号统计,规定太阳黑子的平均活动周期为11.2年。黑子最少的年份为一个周期的开始年,称作“太阳活动极小年”,黑子最多的年份则称做“太阳黑子活动极大年”。
光斑:
光斑是在太阳的光球层上出现的一种太阳活动,它是一些比光球上其它地方明亮的区域,一般在太阳黑子出现之前出现,平均寿命只有半小时。
耀斑:
太阳耀斑耀斑是在太阳的色球-日冕过渡层中发生的一种局部辐射突然增加的太阳活动。可以观察到亮度突然增加,射电波、紫外线、X射线流量也会猛增,有时还会发射高能的γ射线和高能带电粒子。
一般把增亮面积超过3亿平方千米的称为耀斑,而面积小于3亿平方千米的则叫亚耀斑。随着不断的研究,天文学家又将耀斑分为:
光学耀斑:发射可见光增强辐射,并可用单色光观测到
X光耀斑:用X光观测到的
白光耀斑:在白光照片上可以看到,这种耀斑极为罕见
与耀斑有关的光学现象有:
耀斑前暗条激活
冲浪
喷焰
爆发日珥
环状日珥
与耀斑共生或由耀斑引起的现象:
紫外线
软X射线
硬X射线
γ射线和射电波段的爆发
各种高能粒子(质子、电子、中子)辐射的突然增强
磁暴
突然电离层扰动
极光
极冠吸收
耀斑释放的能量非常巨大,天文学家认为这些能量来自太阳磁场。而对于这些能量如何转变成耀斑?许多性质相差悬殊的辐射为什么会一起发生?这些问题还有待解决。
日珥:
两个爆发日珥日珥是在太阳的色球层上产生的一种非常强烈的太阳活动,是太阳活动的标志之一。他是太阳磁场剧烈活动的结果,也是证明太阳磁场存在的证据。
投影在日面上的日珥称为暗条。天文学家根据日珥不同的形状和运动特性,又分为:
活动日珥
爆发日珥又称环状日珥。
黑子日珥
龙卷日珥
宁静日珥
冕珥
另外,本人高2,高1的时候和你地理教材应该一样的,你仔细预习书本,做一下作业本的练习,这些问题就都迎刃而解了^-^
最后祝你学习顺利咯.