2018年高三地理一輪復(fù)習(xí)講稿（第4講）地球的宇宙環(huán)境

2019高三地理一輪復(fù)習(xí)講稿（第4講）常德市七中 羅瑾 編地球的宇宙環(huán)境基礎(chǔ)知識梳理與整合地球的宇宙環(huán)境天體系統(tǒng)及其層次結(jié)構(gòu)總星系河外星系銀河系其他恒星系統(tǒng)太陽系其他行星系統(tǒng)地月系宇宙中的各種天體分布不均勻，在萬有引力和永恒運動的維系下，組成多層次的天體系統(tǒng)太陽系的組成及其成員中心天體：太陽繞轉(zhuǎn)天體行星地內(nèi)行星：水星、金星地外行星：火星、木星、土星、天王星、海王星巨行星：木星、土星遠(yuǎn)日行星：天王星、海王星矮行星：冥王星、谷神星、卡戎星、齊娜星小天體：小行星、彗星、流星體、行星際物質(zhì)衛(wèi)星：水星和金星沒有衛(wèi)星，木星的衛(wèi)星最多地球既普通又特殊 在太陽系行星中，就外觀和所處位置而言，地球是一個普通的行星 地球又是一個特殊的行星，因為地球是太陽系唯一有生命存在的行星 地球有生命存在的基本條件充足的水分恰到好處的大氣厚度和大氣成分適宜的太陽光照和溫度范圍太陽輻射及其對地球的影響太陽輻射的波長范圍及其分區(qū)：0.154微米，分為可見光區(qū)、紅外光區(qū)和紫外光區(qū)。太陽輻射能50%集中在可見光區(qū)太陽輻射對地球的影響太陽輻射是大氣運動、水循環(huán)的主要能源太陽輻射是植物光合作用的能源，而光合作用是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)，是礦物能形成的前提。太陽輻射本身和大氣運動、水循環(huán)為人類工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供能源太陽活動及其對地球的影響主要活動類型及其所在位置：黑子光球?qū)樱?、日珥色球?qū)樱栵L(fēng)日冕層。黑子和耀斑的活動周期約11年對地球的影響對氣候的影響：活動高峰年，激烈天氣現(xiàn)象多對樹木和農(nóng)作物的影響：高緯度的喬木年輪疏密有明顯的11年周期性，太陽活動極大年作物增產(chǎn)對無線電通訊和宇航器的影響：產(chǎn)生磁暴現(xiàn)象，影響短波通訊，干擾電子設(shè)備，威脅航天器安全在極地地區(qū)產(chǎn)生“極光”名師點撥一、冥王星為什么會被降級北京時間2006年8月24日晚上9點20分，國際天文學(xué)聯(lián)合會大會(IAU)(在捷克首都布拉格召開)投票5號決議，部分通過新的行星定義，冥王星被排除在行星行列之外，而將其列入“矮行星”。“行星”指太陽系中的“漫游者”。近千年來，人們一直認(rèn)為水星、金星、地球、火星、木星和土星是太陽系中的標(biāo)準(zhǔn)行星。19世紀(jì)后，天文學(xué)家陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了天王星、海王星和冥王星，使太陽系的“行星”變成了9顆。不過，新的天文發(fā)現(xiàn)不斷使這一傳統(tǒng)的結(jié)論受到質(zhì)疑。天文學(xué)家先后發(fā)現(xiàn)冥王星與太陽系其他行星的一些不同之處：處在距離地球40億公里的太陽系邊陲地帶，是太陽系中離太陽最遠(yuǎn)、質(zhì)量最小的一顆行星。而且冥王星所處的軌道在海王星之外的太陽系外圍地帶，這個區(qū)域一直是太陽系小行星和彗星誕生的地方。隨著天文觀測上的新發(fā)現(xiàn)和理論上的深入，人們對太陽系的結(jié)構(gòu)有了更好的了解，而近年來受到越來越多質(zhì)疑的冥王星的“身份”問題，給如何在明確和一致的框架內(nèi)處理新發(fā)現(xiàn)的若干太陽系天體的分類和命名帶來了困難。據(jù)IAU大會的最終決議，新定義的“行星”是指圍繞太陽運轉(zhuǎn)、自身引力足以克服其剛體力而使天體呈圓球狀，并且能夠清除其軌道附近其他物體的天體。這些天體包括水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星，它們都是在1900年以前被發(fā)現(xiàn)的。而與行星同樣具有足夠質(zhì)量、呈圓球形，但不能清除其軌道附近其他物體的天體稱為“矮行星”，其他圍繞太陽運轉(zhuǎn)但不符合上述條件的物體被統(tǒng)稱為“太陽系小天體”。據(jù)此，太陽系只剩下八大行星，而冥王星因不符合新的行星定義而失去了行星資格，成為“矮行星”一族。二、“水星凌日”與“火星沖日”地內(nèi)行星（水星、金星）運行到日、地之間，處于同一條直線上，而產(chǎn)生的“同升同落”的天文現(xiàn)象叫“凌日”。地外行星（火星、木星、土星等）運行到日、地連線上，而產(chǎn)生的“此升彼落”的天文現(xiàn)象叫“沖日”。三、地球有生命物質(zhì)存在的基本條件地球是太陽系中唯一一顆有生命物質(zhì)存在的行星，既有其外部因素，也有其本身的內(nèi)部因素。1.地球所處的宇宙環(huán)境條件地球與太陽二者的關(guān)系地球所處的宇宙環(huán)境在漫長的年代里一直比較穩(wěn)定，太陽的光和熱是地球上一切生物賴以生存和人類活動的源泉。地球與其他大小行星同太陽三者的關(guān)系地球及其他大小行星繞日公轉(zhuǎn)，不僅公轉(zhuǎn)方向一致(由西向東)而且公轉(zhuǎn)軌道面幾乎在同一平面上，所以大小行星各行其道，互不干擾碰撞，地球運行比較安全。2.地球本身具有的條件適于生物生存的條件原 因適宜的溫度(地表平均氣溫15)日地距離適中，地球距太陽不遠(yuǎn)不近；地球不停地自轉(zhuǎn)，晝夜交替周期不長不短有以氮、氧為主的適合生物呼吸的大氣地球體積和質(zhì)量適中，其引力可以吸住大氣，且大氣壓強(qiáng)適中有液態(tài)水地球表面溫度處于0100間，水可以液態(tài)狀態(tài)存在。四、太陽活動、太陽輻射及其對地球的影響1.太陽活動的主要類型概 念周期特 點黑 子光球上一些暗黑的斑點11年實際并不黑，只是溫度比太陽表面其他地方低，其多少和大小可作為太陽活動強(qiáng)弱的標(biāo)志耀 斑色球上出現(xiàn)的一塊突然增亮增大的斑塊是太陽活動最激烈的顯示太陽風(fēng)日冕層許多帶電粒子運動速度超過350千米/秒，能擺脫太陽的引力飛向宇宙空間，形成帶電粒子流。速度很大，到達(dá)地球時受地球磁場影響，偏向極地上空，在那里撞擊高層大氣，使大氣電離產(chǎn)生發(fā)光現(xiàn)象“極光” 2太陽活動對地球的影響（1）對氣候的影響：與降水有一定的相關(guān)性。太陽活動高峰年，激烈天氣現(xiàn)象多，誘發(fā)干旱、洪澇、臺風(fēng)、雷暴、酷熱、寒潮等自然災(zāi)害，并可危害人類健康，甚至出現(xiàn)瘟疫等。據(jù)統(tǒng)計，有些地方降水量的年際變化與黑子活動有關(guān)，見右圖：降水量的年際變化與太陽黑子相對數(shù)的年變化有相關(guān)性，不同地區(qū)、甚至同一地區(qū)的不同時期相關(guān)性并不完全一致，如12測站兩者全部為正相關(guān)，22測站兩者全部為負(fù)相關(guān)，36測站1910年前時段內(nèi)呈負(fù)相關(guān)，1910年后時段內(nèi)是正相關(guān)。（2）對地球電離層的影響：擾亂電離層，影響無線電短波通訊，干擾電子設(shè)備，威脅航天器安全。大耀斑發(fā)生時射出的高能量質(zhì)子，對航天活動有極大的破壞性，如對衛(wèi)星上的儀器、太陽能電池有破壞作用。（3）對地球磁場的影響：帶電粒子流使地球磁場擾動，產(chǎn)生磁暴現(xiàn)象，使磁針劇烈顫動，不能正確指示方向，影響飛機(jī)、航天器的導(dǎo)航系統(tǒng)。（4）對樹木和農(nóng)作物的影響：高緯度的喬木年輪疏密有明顯的11年周期性。（5）激發(fā)高層大氣，在兩極地區(qū)產(chǎn)生極光現(xiàn)象。3太陽輻射的波長范圍和分區(qū)（1）太陽輻射的波長范圍在0.15 微米之間，分為三個光區(qū)（如下左圖），從圖上可見太陽輻射能量主要集中在波長較短的可見光區(qū)，此外紅外區(qū)的能量也較多，紫外區(qū)的能量最少。8.24（2）太陽常數(shù)：在滿足三個條件的情況下，1個平方厘米的面積上，在1分鐘內(nèi)所得到的太陽輻射能量，數(shù)值為8.24焦耳/平方厘米分鐘。這三個條件是：在地球大氣上界，在日地平均距離條件下，垂直于太陽光線（如上右圖所示）。4我國太陽年輻射量的分布特點及其產(chǎn)生原因(1)影響太陽年輻射總量的因素：緯度因素，低緯度的太陽高度角大，獲得的熱量多；天氣、氣候因素，氣候干旱，晴天多，獲得的太陽輻射總量多；地勢高低，地勢高峻，空氣稀薄，大氣對太陽輻射的削弱作用小，到達(dá)地面的太陽輻射量多。(2)我國太陽能資源的時空分布差異較明顯，高值和低值的中心都處在北緯2235之間，高值的中心在青藏高原，低值的中心在四川盆地。北緯3040地區(qū)，隨緯度增高太陽輻射能增加。而北緯40以北，由東向西太陽輻射能逐漸增加。(3)青藏高原能成為太陽輻射的高值中心，主要是因為：海拔高，空氣稀薄，空氣中含塵埃物質(zhì)較少，大氣對太陽輻射的削弱作用小，到達(dá)地面的太陽輻射能量多。晴天較多，日照時間較長。(4)我國西北地區(qū)太陽能豐富的主要原因是：深居內(nèi)陸，距海遙遠(yuǎn)，陰雨天少，晴天多，緯度較高，夏季日照時間較長。 (5)四川盆地成為低值中心的原因：盆地地形，水汽不易散發(fā)，空氣中含水汽多，陰天、霧天較多，從而造成日照時間短，日照強(qiáng)度弱，太陽能資源貧乏。我國太陽能資源較豐富的地區(qū)與同緯度的其他地區(qū)相當(dāng)甚至超過其他地區(qū)，其中青藏高原南部接近世界上太陽能最豐富的撒哈拉地區(qū)。而四川盆地則是同緯度中太陽能最不豐富的地方。四、宇宙資源的開發(fā)和利用1. 主要宇宙資源資源類型特 點開發(fā)利用資源空間資源遼闊、高真空、強(qiáng)輻射、失重觀測并大量收集地球的各種信息進(jìn)行各種科學(xué)實驗發(fā)展太空工廠基因突變、太空育種太空制藥、芯片太陽能資源取之不盡，用之不竭，清潔，穩(wěn)定，不受天氣干擾。研究最大限度地加以利用設(shè)想將太陽能轉(zhuǎn)化為電能向地球輸送礦產(chǎn)資源在月球、其他大行星和小行星上分布廣泛、富含地球上稀缺的礦種(如3He)開展太空采礦業(yè)設(shè)想將小行星牽引到月球或隕落在地球上的指定地點進(jìn)行冶煉2探測宇宙的意義 （1）促進(jìn)科學(xué)的發(fā)展：航天技術(shù)是高科技技術(shù)、多種科學(xué)技術(shù)的結(jié)晶，是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)史上的一次躍進(jìn)，而航天活動的開展又是人類認(rèn)識自然、利用自然的一次質(zhì)的飛躍，從而把科學(xué)推向新的前沿。 （2）經(jīng)濟(jì)效益：開發(fā)宇宙資源包括空間資源、太陽能資源和礦產(chǎn)資源，解決地球上的資源危機(jī)，推動科技的進(jìn)步； （3）社會效益；對促進(jìn)國際社會文明進(jìn)步、科學(xué)文化的發(fā)展，一個國家綜合國力的增強(qiáng)和國際地位的提高，以及促進(jìn)人類社會生活的現(xiàn)代化都有重大作用。（4）綜合效益：利用衛(wèi)星進(jìn)行空間通信、氣象觀測、尋找資源、預(yù)測災(zāi)情、軍事偵察等，從中獲得許多實際利益，更為人類擴(kuò)大活動領(lǐng)域和生存空間提供了可能性。3航天基地選擇的條件（1）盡量選擇緯度較低的地區(qū)。緯度低，自轉(zhuǎn)線速度較大，可充分利用地球自轉(zhuǎn)的慣性，節(jié)省燃料和成本，如美國的肯尼迪（28N），庫魯（5N）（2）盡量選擇地勢較高的地區(qū)。地勢高，地球自轉(zhuǎn)線速度較大。（3）盡量選擇惡劣天氣少，天氣晴朗，大氣污染輕、透明度高的地區(qū)，有利于跟蹤。（4）交通條件便利。（5）國防安全：山區(qū)、沙漠地區(qū)，地廣人稀的地區(qū)。我國已建的三大航天發(fā)射中心（太原、酒泉、西昌）和正在建設(shè)的海南航天發(fā)射基地分別滿足上述哪些條件?4航天器返回基地選擇的條件（1）船將從這個地區(qū)上空多圈次通過；（2）地勢平坦開闊, 地表要足夠堅硬，無大片森林，無大河湖泊人煙稀少 （3）氣象條件良好，以晴朗天氣為主,少雨少風(fēng)，能見度高（4）當(dāng)?shù)厝藷熛∩伲覈鴱摹吧裰菀惶枴钡健吧裰萜咛枴币约啊版隙鹨惶枴?，每次返回的主著陸場都選在內(nèi)蒙古的四子王旗，這是為什么？5航天發(fā)射窗口 “發(fā)射窗口”是指運載火箭發(fā)射時比較適合的一個時間范圍。這個范圍的大小也叫發(fā)射窗口的寬度。寬度有寬有窄，寬的以天計算，窄的只有幾十分鐘甚至幾分鐘。它是根據(jù)地面觀察、發(fā)射距離、氣象條件等需要，建立