太陽輻射的影響因素及應用
1.太陽輻射影響因素細解
（1）影響年太陽輻射總量的因素
①緯度：如右圖。
②地勢：地勢越高，空氣越稀薄，固體雜質、水汽少，透明度高，晴天多，被大氣削弱得越少，到達地面的太陽輻射越多。
③天氣：大氣越乾燥，晴天日數越多，大氣削弱的太陽輻射越少，到達地面的太陽輻射越多。
④坡向：陽坡強於陰坡、背風坡強於迎風坡。
（2）影響日照時數的因素
①緯度：極圈以內有極晝、極夜 現象，極圈以外地區夏季日照時數 多於冬季 ；當太陽直射北半球時，北半球緯度越高，日照時數越長 。
②地勢：一般地勢高的高原多於地勢低的盆地。
③天氣：多陰雨天氣的地區，日照時數少；多晴朗天氣的地區，日照時數多。
2.太陽輻射的分布規律
(1)全球的太陽輻射分布世界各地年太陽輻射總量分布不均衡，如下圖所示：
①空間分布:由低緯度地區向高緯度地區遞減
a.不同緯度分布：由沿海向內陸遞增 。
b.相同緯度分布：夏季太陽輻射強於冬季太陽輻射；地勢高處太
陽輻射強，地勢低處太陽輻射弱。
②時間分布：
(2)我國年太陽輻射總量的空間分布
我國年太陽輻射總量的空間分布，從總體上看是從東部沿海向西部內陸逐漸增加。我國年太陽輻射總量高值中心在青藏高原，低值中心在四川盆地。
具體分布如下圖所示：
3.太陽輻射能的開發和利用
（1）太陽輻射對農業生產的影響
一般來說，太陽輻射量越大，光照越充足，光合作用就越強，越有利於農業生產，如南疆綠洲農業發展的瓜果、棉花生產。
但是光照充足，太陽輻射強，並不意味著熱量充足。比如青藏高原上雅魯藏布江谷地農業單產較高的重要原因是太陽輻射強，光照充足。但是該地由於地勢較高，空氣稀薄，大氣保溫作用差，溫度較低，熱量不足，熱量成為農業發展的限制性條件。
（2）太陽能開發的優缺點
①優點：a.能量巨大，是人類可利用的最豐富的資源，取之不盡、用之不竭；b.分布廣泛，地球上處處都有；c.清潔能源，無汙染、無公害。
②缺點：a.能量密度低、利用成本高；b.受天氣影響大、輻射強度的波動較大。
1、太陽輻射能是維持地表溫度，促進地球上的水、大氣、生物活動和變化的主要動力。
地面不同緯度接受太陽輻射不同，地球上的熱量傳遞主要依靠大氣環流和洋流，大氣環流和洋流對地理環境的形成和變化有著重要的作用。
2、太陽輻射能是我們生產、生活的主要能源。
一部分直接來自太陽能：如太陽能發電、太陽灶、太陽能幹燥器加工農副產品等。
另一部分是太陽能轉化的能源：煤、石油等化石燃料。
太陽是浩瀚宇宙中一顆普通的恆星，對於人類來說，卻是最重要的一顆恆星，太陽的一舉一動都和萬物生存息息相關。
1、 太陽活動的主要類型
從整體看，太陽處於穩定狀態，但是從局部看，太陽大氣經常發生著變化，而且會以每11年左右為周期釋放巨大的能量，這就是太陽活動。太陽活動的主要類型有：
（1）太陽黑子
太陽黑子在光球上經常出沒，而且通常成群出現暗黑色斑點。實際上黑子並不黑，只是這些斑點凹進太陽表面，有的可達100千米，其溫度比光球表面溫度大約低了1500度左右，由於明亮光球的襯託，就顯得暗淡些，故名「黑子」。
黑子是太陽表面最活躍的地方，它是沿著太陽的自轉方向而運動著的旋渦。至於黑子裡面的物質，其運動速度極快，每秒可達1000米~2000米，遠比地球上12級颱風快得多。所以又可以說黑子就是太陽表面的「風暴」，這「風暴」的範圍有大有小，大的可裝下10多個地球，小的直徑只有2000千米~3000千米。「風暴」的壽命有長有短，長者壽命可達數月，極個別的可超過1年，而短的僅有幾天或幾個小時。
黑子極少單個出現，通常是成雙成對，或是一群一群地出現。在1個黑子周期（平均為11年）內大約可以觀察到1500個黑子群。在黑子群中也往往有兩個主要的成對黑子。
太陽黑子的多少與大小，隨著時間的變化具有一定的周期性。根據長期的觀察記錄可知，這個周期是11.3年~11.4年。這一消長規律，天文學稱為「太陽活動周」。從1755年算起，當前正值第23個活動周期。
（2）太陽耀斑
太陽耀斑是在太陽色球層上局部地區突然出現、並迅速增大的亮斑，也叫「色球爆發」。耀斑是太陽上最強烈、最複雜、對人類影響最大的活動現象。
耀斑可以在極短的時間內釋放出巨大的能量並產生多樣的輻射。通常耀斑持續時間只有幾分鐘至1小時。據觀察，一個耀斑爆發時，溫度可達幾百萬攝氏度，其釋放出來的能量，可達1022 J~1023 J，相當於100億個百萬噸級氫彈爆炸時產生的威力，幾乎與地球上全部礦物燃料所能產生的能量相當。其能量釋放主要以輻射方式進行，其中的一部分可以到達地球。
研究發現，幾乎所有的耀斑都發生在黑子附近，且多出現在強磁場區，因此認為耀斑是磁場不穩定的產物，其巨大能量可能來自黑子磁場。研究還發現耀斑與黑子伴隨發生，常隨黑子群的增多而增多，其周期亦為11年。
（3）太陽風
在太陽大氣的最外層——日冕層，其溫度可高達100萬攝氏度。在這樣高的溫度下，其中的質子和電子會由於日冕膨脹而向外運動，從而產生高能帶電粒子流，運動速度每秒可高達900千米以上。這樣高速的帶電粒子流，會有一部分衝脫太陽的引力，像陣陣狂風不斷「吹」向行星際空間，而被稱為「太陽風」。太陽通過這一形式，平均每小時要把3000噸左右的物質拋向宇宙中。太陽風「吹」到地球一般要五六天時間。
2、太陽活動對地球的影響
（1）對地球氣候的影響
太陽活動使太陽的高能輻射（紫外線和X射線波段）的輻射量產生大幅度的漲落，由太陽發出的帶電粒子流也有極大的變化。高層大氣物理狀態的變化，會逐層向下傳遞，其結果又會影響到地球表面附近的氣候變化，而且會對某些地區的氣壓和大氣環流造成影響，從而導致許多地區的氣候異常。科學家們認為氣候變化也有11年和22年的周期性。這些周期性，是由於太陽黑子的活動周期引起的。一般說來，降水量的年際變化與太陽黑子相對數的年變化有相關性，兩者的變化周期均為11年；當黑子增多時，地面溫度會偏低，反之偏高。科學家發現，我國大範圍氣溫轉變年份幾乎都和11年周期的太陽活動極大年相吻合，還發現當耀斑出現後1個月，地面氣溫平均可升高1℃。
（2）對地球電離層的影響
太陽短波輻射的強烈照射，使地球大氣的上層形成電離層，其具有短波無線電通訊的功能。當太陽上出現大耀斑時，太陽的紫外線輻射總量可增加1至2倍，X射線流量甚至可增加數百倍，會猛烈地衝擊地球大氣中的電離層，引起電離層擾動（又叫電離層暴），使電離層的結構發生急劇變化，有時甚至被衝散，從而喪失掉反射無線電波的功能。此時在電離層傳播的短波無線電信號會被部分或全部吸收，從而使信號發生延遲、閃爍等，甚至中斷。
（3）對地球磁場的影響
地球本身是個巨大的磁體，在一般情況下，磁場的分布是比較穩定的。隨著太陽上大耀斑的出現，大量的高能帶電粒子流闖入地球磁場後會因磁場作用發生運動方向的偏離，同時它們也會反作用於地球磁場，使地球磁場發生劇烈擾動，產生「磁暴」現象，使磁針劇烈顫動，不能正確指示方向，造成地球磁性儀器設備失靈，飛機、船隻會因此迷航，甚至失事。磁暴發生時，帶電離子在地球磁場中運動可能產生強大的感應電流，進而影響高緯度地區的供電設備、輸油管道和電話系統。如1989年3月太陽耀斑導致的磁暴，使加拿大魁北克省供電網斷電9小時，損失10億美元。譚老師地理工作室綜合整理
（4）對宇宙探測和宇航事業的影響
耀斑爆發拋射出的高能帶電粒子會直接損害在地球大氣層之外運動的衛星、軌道空間站等宇航探測設施。輻射會對衛星的材料、元器件、太陽能電池造成輻射損傷，同時會使衛星運行程序發生混亂，產生虛假指令；另外，會使衛星表面及內部帶有很高的靜電，靜電放電會損壞器材或材料。如1998年5月的一起高能電子增強事件，使美國一顆通訊衛星和德國的一顆科學衛星失效，多顆衛星失常。
太陽風暴會危及在星際空間飛行中的太空人的安全。由於遠離地球，沒有大氣層的保護，太陽發出的穿透力極強的高能帶電粒子流會直接損害太空人的健康，甚至會危及生命安全。
（5）對農業、林業生產的影響
太陽活動和農業生產的關係也相當密切。據國外研究表明，太陽活動每11年周期對雨量影響的變幅平均為25%，對某些地區氣溫影響的變幅平均為1℃，對農作物生長期的影響變幅為58天。人們在分析了世界小麥生產的統計情況後發現，小麥產量隨太陽活動而升落，平均變幅為10%。
太陽活動也直接影響到樹木的生長。樹木生長年輪的變化有明顯的11年周期。如我國臺灣省絲柏樹的增長有22年及11年周期，美國西部乾旱地區的古老樹種——具芒松的年輪反映出，在黑子多的年份長得厚，反之則薄。
（6）對人類健康的影響
20世紀70年代以來，科學家就開始了對太陽活動與人類健康相關問題的研究。統計發現，太陽活動期間，人體的免疫力可能有所下降，有些心血管病人對太陽黑子劇烈活動引起的電離層擾動可能比較敏感。但是專家指出，太陽活動對人類健康的影響微乎其微，因為任何一次太陽風暴所挾帶的數量驚人的X射線、等離子電荷和巨大磁場，在穿越上億千米空間路程時，大多消失在漫漫旅程中，而到達地球的一部分，又被厚厚的大氣層擋在門外，能夠穿透大氣層並對人類產生影響的僅是極少數，因而對其影響不必畏懼。但是，太陽活動所帶來的太陽電磁輻射的增強，對人體健康將產生不良影響，因此人們仍應加強防護，切不可掉以輕心。
總結：
1、對地球氣候的影響
太陽黑子與降水的相關性如下：
①降水量的年際變化與太陽黑子的相對數的年變化有相關性，二者變化周期大體為11年；
②不同地區太陽黑子與降水量相關性不完全一致；
2、對地球電離層的影響
耀斑爆發時發射的電磁波會擾亂地球的電離層；從而導致無線電短波通訊衰減或中斷。例如1989年3月發生的幾十個強烈耀斑活動，引起短波通訊15次部分中斷，24次全部中斷。
3、對地球磁場的影響
太陽活動增強時，太陽大氣拋出的帶電粒子流，會使地球磁場受到擾動，產生「磁暴」現象。磁針不能正確的指示方向。
由於太陽活動對地球的影響很大，各國都重視對太陽活動的觀測和預報，以便早作準備，把太陽活動造成的不利影響減少到最低程度。
【高考連結】
小明從地圖上得知，烏尤尼鹽沼（位置見下左圖）面積超過1萬平方千米，是世界上面積最大的鹽沼。小明查到該鹽沼的一幅景觀照片（下右圖）:鹽沼表面凝結成無數塊多邊形，鑲拼成一望無際的鹽原，在陽光下熠熠閃光。據稱這種景觀每年都能見到。據此完成下面小題。
1.小明若在1月去該鹽沼旅遊，需要防範（ ）
A.暴雪 B.強風 C.低溫 D.太陽輻射
1.【答案】D
【解析】本題考查太陽輻射對人類活動的影響。小明若在1月去該鹽沼旅遊，即為南半球的夏季，A、C排除；此地受副熱帶高氣壓帶控制，風力不大，B排除；鹽沼地區海拔高、空氣稀薄，夏季太陽輻射強，紫外線強，對皮膚影響較大，需要特別防範太陽輻射。
太陽能光熱電站（如圖）通過數以十萬計的反光板聚焦太陽能，給高塔頂端的鍋爐加熱，產生蒸汽，驅動發電機發電。據此完成下列各題。
2.我國下列地區中，資源條件最適宜建太陽能光熱電站的是（ ）
A.柴達木盆地 B.黃土高原
C.山東半島 D.東南丘陵
3.太陽能光熱電站可能會（ ）
A.提升地表溫度 B.幹擾飛機電子導航
C.誤傷途經飛鳥 D.提高作物產量
【答案】2. A 3.C
【解析】
2.本題考查我國太陽能分布情況。最適宜建太陽能光熱電站的地區，即太陽能最豐富的地區，我國太陽能的分布特點：青藏高原最豐富，其次為西北地區，西南地區以四川盆地為中心最貧乏，其他地區在兩者之間。柴達木盆地位於青藏高原，A正確；黃土高原位於北方地區，B錯誤；山東半島位於東部沿海，C錯誤；東南丘陵位於南方地區，D錯誤。
3.本題考查太陽能的應用。數以十萬計的反光板聚焦太陽能，減少了到達地面的太陽輻射，地表溫度不會提升，A錯誤；其對飛機電子導航影響小，B錯誤；反光板聚焦太陽能，產生強光和高熱能，會誤傷途經飛鳥，C正確；對農作物產量沒有影響，D錯誤。
在德國和日本，廠房和大樓屋頂的黑色「矽板」隨處可見，這就是太陽能屋頂(如右圖)。風和日麗的白天，「屋頂」將太陽能轉化為電能，把富餘的電能送入電網。我國有關專家指出:上海沒有油田和煤礦，但有兩億平方米的屋頂，不能辜負了屋頂上這片免費的陽光。據此回答下面小題。
4.下列自然現象與太陽輻射無關的是( )
A.生物的出現B.水體的運動
C.火山的噴發D.風的形成
5.上海積極推廣太陽能屋頂是因為( )
A.常規能源短缺，能源需求量大
B.是我國太陽能資源最豐富的地區
C.太陽能資源清潔、可再生、能量集中
D.上海人口稠密，經濟發達，能源蘊藏量大
【答案】4.C 5.A
【解析】
4.本題考查太陽輻射對地球的影響。太陽輻射能夠為地球提供能量，直接為地球提供光熱資源，是地球上生物生長的能量來源，是地球上水體、大氣運動和生命活動的主要動力，故A、B、D與太陽輻射有關。巖漿來源於地球內部，因此火山噴發與太陽輻射無關，C正確。
5.本題考查太陽輻射對地球的影響。由材料可知，上海沒有油田和煤礦，因此常規能源短缺，而上海經濟發達、人口稠密，對能源的需求量大，故積極推廣太陽能屋頂，A正確，D錯誤。青藏高原是我國太陽能資源最豐富的地區，B錯誤。太陽能屬於清潔、可再生能源，但能量比較分散，C錯誤。
重磅推薦關注純地理知識公眾號——譚老師講地理
聲明：文章素材來源網絡，由譚老師地理工作室（Tan-GeographicStudio）綜合整理，轉載請註明出處，如涉及侵權請聯繫刪除！點擊閱讀原文有更多驚喜！
點在看留言有驚喜↓↓↓