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太阳与海的教室

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太阳与海的教室范文第1篇

(一)教学内容分析

(1)教材内容分析

《冷热不均引起大气运动》这一课主要内容要点是:①太阳辐射能是地球大气最重要的能量来源;②太阳辐射穿过大气层的过程;③到达地面的太阳辐射能被地面吸收而使地面增温,同时又以长波辐射的形式把热量传递给大气;④地面是近地面大气主要的直接热源。

(2)教学的重点与难点

“热力环流”是本课的教学重点,这是新课标要求“运用图表说明大气受热过程”的延伸,也是学习“绘制全球气压带、风带分布示意图,说出气压带、风带的分布、移动规律及其对气候的影响”、“运用简易天气图,简要分析锋面、低压、高压等天气系统的特点”等知识的基础。

本课程的有两大教学难点是如何让学生学会区分同一水平面上气压高低与垂直方向上气压高低,另外如何使学生学会掌握立体的“热力环流”示意图转换成平面等压线图,这也是本课教学的难点。

(3)教学目标

①通过“热力环流”实验的教学,使学生可以依据地表冷热情况,来绘制大气垂直运用方向,使学生学会判断垂直、水平方向上的气压特点,绘出大气的水平方向,完成“热力环流”示意图。

②引导学生理解海陆风、山谷风、城市风的概念,学会判断白天和晚上各种风向的流向。

(4)学生知识结构分析

高一学生已学习过对流、热传递等物理知识,观察过热空气上升、冷空气下沉的现象以及大气气压的流动规律,这为本课程的教学打下了一定的基础。

二、课程情景描述

(一)课前准备

①在上课前我先让学生把教室所有门窗关闭,一直持续约15分钟左右。

②实验设备准备:平底烧杯、支架、酒精灯。

③多媒体课件及放映设备

(二)课程情景描述

“同学们,大家知道地球周围的大气犹如一个不停运动的机器,由于各地区大气运动的形式和范围有差异,逐步形成了地球上不同地区的天气与气候。”

“那么同学们有没有思考过大气为什么会运动呢?它又是以怎样的形式运动呢?在正式上课之前,先给大家10分钟的时间,请大家先自己阅读一下教材中大气受热过程的内容,同时在阅读时请思考一下我黑板上所列的问题,①地球大气最重要的能量来源是什么?②近地面大气主要、直接的热源是什么?③物体的温度与辐射中最强部分的波长的关系?④太阳辐射和地面辐射分别为何种类型?⑤什么是大气逆辐射?下面,大家开始阅读吧。”

让同学们带着问题进行阅读之后,我把刚才的问题给学生进行了归纳讲解:大家从教材的阅读中可以看到,地球大气最重要的能量来源就是太阳辐射能,而投射到地球上的太阳辐射能,必须通过厚厚的大气层,才能到达地表,太阳辐射能在传播过程中,有一些被大气所吸收或反射,大部分太阳辐射能到达地面,被地面反射并吸收。地面在吸收了太阳辐射能后,又以长波辐射的形式把热量传递给大气。这种辐射热交换是大气受热增温的最主要形式。从大气的受热过程来看,地球大气对太阳短波辐射吸收得较少,大部分太阳辐射能够透过大气射到地面;而大气对地面长波辐射吸收得却比较多,地面辐射放出的绝大部分热量能够被大气截留下来。物体的温度越高,辐射中最强部分的波长越短,反之则越长。由于地球表面的温度比太阳低得多,所以地面辐射的波长比太阳辐射长得多。相对于太阳短波辐射来说,地面辐射为长波辐射。大气在升温的时候,也逐步向外辐射热量。大气辐射的方向有向上的,也有向下的。大气辐射中向下的部分,因为与地面辐射方向相反,称为大气逆辐射。

接下来,为了更好地导入新知识点,我问:“同学们,大家知道一般房间里暖气片安装在什么位置吗?这样安放的目的是什么?”一生答:“暖气片一般放在房间的下部,这样可以使暖气在房间内得到更好地扩散。”我立刻说:“你的回答很好,不过为什么安放在下部就可以使暖气在房间内得到很好的扩散呢?”学生立刻被问住了,露出了一副思考的表情。我笑了笑继续说,“同学们,下面我们先来看一个实验,也许大家可以从中找到原因。”

这时我拿出了事先准备好的实验设备,“大家看,这是一个地面均匀的烧杯,我在里面倒入冷水,然后开始加热,大家来观察一下,在水烧开的过程中,哪一部位的水先烧开?”随着水温的升高,同学们观察到烧杯中开始产生气泡,而且气泡是上面小下面大,底部的水开始变热上升,上部的冷水开始下降,形成了循环运动。因此,同学们很自然的答出了下面的水先开。这时我又问“这是为什么?”一些学生根据已学到的物流知识想到了由于受热不均匀造成水流的这种上下运动,也就是水的对流运动,很容易地回答了这个问题。这时,我又启发学生,如果把空气换成水会怎么样呢,“想象我们所处的教室就是这样一个大烧杯,那空气又会怎样运动呢?我们再来看一个实验。”

我把关闭的教室门打开,把酒精灯点燃,先把酒精灯放在门框的上部,然后再把酒精灯放在门框的下部,学生观察到酒精灯放在门框上部时,酒精灯的火苗向教室内倾斜,而酒精灯放在门框下部时,酒精灯的火苗向教室外倾斜。然后我在黑板上画出门框上部、下部不同位置的酒精灯的火焰倾斜方向,画出了在垂直方向上气流的运动轨迹。

接着我向同学们导入了本课的第二个新知识点――“热力环流”。“大家都知道空气遇热膨胀上升,遇冷收缩下沉,那么在刚才密闭的教室内部,热空气在教室上部,冷空气在教室下部,由于地面冷热不均而形成的空气环流。大气中热量和水汽的输送,以及各种天气的变化都是通过大气运动来实现的,大气运动的能量来源于太阳辐射,由于唯独获得的太阳辐射能多少不均匀,造成高低纬度间温度的差异,这是引起大气运动的根本原因。大气的运动有垂直运动和水平运动之分,大气的垂直运动表现为气流的上升或气流的下沉,大气的水平运动就是我们日常生活中的风。今天,我们来学气运动最简单的形式热力环流。为了给大家更直观生动的认识,接下来我给大家看一段多媒体动画。”

学生在观察动画的过程中,我向同学们解释,“我们首先来看第一幅动画,这里B点靠近地面,由于B点受热较多,那么B点的气流受热膨胀上升,近地面处的大气密度减小形成低气压,而B点的高空由于气流聚集而形成高气压。”

“接下来我们来看第二幅动画,这里A、C两地受热少,大气冷却下沉,而A、C两地的近地面气流聚集密度增大而形成高气压,而高空则形成低气压。”“大家思考一下,那么在水平方向上气压会如何运动呢?也就是A、B、C三点的高低空气体的流动情况是怎样的呢?”

这时一名学生回答道:“因为大气总是从高气压吹向低气压,因此在地面A、C两点的气压向B点流动,而B点高空气压向A、C两点流动。”“你的回答非常棒,根据同学的回答,大家来看第三幅动画,这就是大气运动的最简单形式――热力环流。”

接下来,我给同学们介绍了等压面的概念,并提出了一个问题让同学们思考:“如果A、B、C三地的等压面平行于地面,这说明什么呢?”,同学们立刻答道:“这说明A、B、C三地受热均匀。”“对,换句话说,如果A、B、C三地受热均匀,也就是说,距离地面高度相同的地方气压值相等,但是在实际生活中,往往各地方的受热是不均匀的,在同一海拔高度上,某一点的气压值可能比另一点高,大家来想象一下,那么等压面会产生怎么的变化,有什么规律呢?”同学们开始开动脑筋,有些同学提出等压面会呈现波浪起伏状,但却不说不清具体的规律。“好,大家接下来看这段动画。”“同学们,从动画中我们可以看到,在同一海拔高度上,如果一点的气压值比同一高度另一点高,等压线就会向海拔高的地方凸,反之,则向海拔低的地方凸,这成为高高低低规律。”

“下面,我们来看白天和晚上海洋和陆地间的情况,在白天由于陆地和海洋的热容量有差异,在得到相同热量的情况下,陆地升温快,在近地面形成低气压,在高空形成高气压,而海洋由于升温慢,近地面形成高气压,高空形成低气压,因而在近地面风由海洋吹向陆地,被称为海风,大家请看动画。”

“而到了晚上,由于陆地和海洋的热容量差异,在散失相同热量的情况下,陆地降温快,在近地面形成高气压,在高空形成低气压,而海洋由于降温慢,近地面形成低气压,高空形成高气压,因而在近地面风由陆地吹向海洋,被称为陆风,请同学们根据我说的,来画一下晚上陆地与海洋间的风向。”同学们很快画出了晚上陆地和海洋之间的风向示意图。

“好,在学习了海陆风之后,我们接下来学习山谷风。大家来看动画,白天山谷空气密度大,对太阳辐射的削弱作用小,山谷升温慢,气流下沉,在山谷中形成了高气压,而山顶空气稀薄对太阳辐射的削弱作用小,升温快,山顶形成低气压,那么风就由山谷吹向山顶。”

“到了晚上,山谷内由于空气密度大,大气逆辐射强,气温高,气流上升,在山谷内形成低气压,而山顶空气稀薄,大气逆辐射弱,气温低,气流下沉,那么山谷和山顶之间的风向示意图是怎样的呢?大家再来画一下。”同学们掌握了规律之后,大部分同学都成功地画出了晚上的山谷与山顶的风向示意图。

“学习了海陆风、山谷风之后,我们再来学习城市与郊区之间的风向示意图,在学习之前,大家回忆一下,是在郊区凉爽,还是城市里凉爽呢?”大部分同学都回答郊区凉爽,“对,郊区相对城市里来说,气温较低,城市里由于人口、建筑物密集,相对郊区气温较高,形成一座热岛,那么根据我们之前所学到的知识,既然城市里相对较热,那么气流就会上升。而郊区则气温较低,气流下沉,大家来画一下城市与郊区的风向示意图吧。”同学们很快画出了城市风的示意图,然后我让大家看了城市风的动画。

“下面,我们来总结一下今天所学的知识,在不同地区由于受热不均,产生了大气在垂直风向上的运动,受热空气上升,而在同一水平面上存在着气压差,大气总是由高气压吹向低气压,从而形成了热力环流,我们还学习了海陆风、山谷风、城市风的知识。”

三、教学问题讨论

为了加深大家对今天所学知识的理解和掌握,我从2006年上海文科综合卷中选择了一道热力环流的例题作为课堂教学讨论题。

例.地面上不同地区的热量差异会引起空气流动,下列示意图中符合热力环流原理的是( )

“这道题是关于热力环流的,在解答此类题型时,我们要记住热力环流是大气运动的最简单的形式,是由于近地面受热或冷却,引起气流的上升或下沉,从而导致同一水平面上的气压差异,形成的空气水平运动。解题的关键是判断近地面的冷热差异,温度高的地方气流上升,温度低的地方气流下沉,最终构成环流。”

“了解了解题的规律后,我们先来看答案A,根据我们今天所学的内容,答案A是关于白天的海陆风的知识点,由于海洋与陆地热容量的差异,在白天风应该是由海洋吹向陆地,显然A是不对的。答案B是晚上山谷与山顶的风向情况,晚上山谷内空气密度大,大气逆辐射强,气温高,气流上升,山谷内形成低气压,而山顶空气稀薄,大气逆辐射弱,气温低,因此气流下沉,山顶形成高气压,而气流总是从高气压向低气压运动,所以答案B的热力环流运动是正确的。答案C是关于城市与郊区的风向运动的知识点,市区由于人口多、建筑密集,因此地面热量高,气流上升,而郊区人口少,相对空旷,那么城市与郊区形成了热力环流,风应由郊区吹向城市。答案D是关于不同冷热处气流上升、下降情况,地面受热应该气流上升,而答案D受热处气流却下降,显然答案D也是不对的。”

四、教学中的反思

本节课的教学设计是在深入研读高中地理新课标的基础上,对教学内容进行深入分析和整合,在教学的过程中始终体现以学生为主体,开展探究活动的教学理念。在这节课的教学中,我充分遵循了“感知――表象――抽象”这一认知规律:

1.通过学生自主学习阅读“大气受热”教材内容并探究问题答案的方式,使学生逐步学会自学,同时也使学生对本课的理论知识点有一个初步了解认识。

2.通过课堂演示实验,结合生活中的实际现象进一步加深同学们对大气运动形式的了解,激发同学们探究大气运动的内在规律意识。

3.通过运用学生已有的知识,并借助多媒体分析现实生活中的各种现象,帮助学生克服空间感知和思维障碍,发展其空间思维与空间想象能力,加强对各种知识概念的表象认识。

4.通过在教学中让学生不断地思考,自主地解决问题和探究问题,使同学们边学边总结规律,加深了热力环流抽象知识点的认识,在突出教学重点的同时,有效地突破了教学难点。

5.通过在知识点教学后,及时地引入相关的问题讨论,加深同学们对知识的消化和掌握,对知识从感性认识上升到理性认识。

太阳与海的教室范文第2篇

除了作为生命活动所必需,水还扮演着其他重要的角色。水是终极溶剂,能够溶解绝大多数物质,吃太咸喝过辣,遇水而解之,洗碗精和洗衣精,农药和中药,造纸和染布,都是运用了水的这个性质。水的温度不容易被外界“同化”,所以人的正常体温能够维持在37℃,换句话说,水能够吸收大量能量,是天然的冷气,也因为这个特性而被广泛应用于工业冷却。“水力”可以发电,而且水本身也可以分解出氢气来发电。

在整个宇宙,甚至在太阳系中,地球都不是唯一有水的星球。木星的卫星欧罗巴,表面覆盖着厚厚的冰层,冰层下为液态海洋,近日更有研究发现其水量与北美洲五大湖相当,另外,海王星的地表可能覆盖了一层冰,甚至现在地表平均温度超过400℃的金星,过去也曾经有过水的痕迹。然而,地球的表面有71%被水覆盖,水占地球质量的0.5%,水量之多,为太阳系行星之最。

如此庞大的水量,并不是平白而来,而是有一定的“契机”。

在重力的作用下,地球的表面覆盖着厚厚的大气。地心引力虽然未能阻止氢气的逃逸,但成功“抓”住了氮气、氧气、水蒸气以及二氧化碳等较重的气体。其中,二氧化碳除了提供植物进行光合作用,也是重要的温室气体,为地球“保温”,使得日夜温差不致于两极化。除了空气以外,地心引力还“抓”住了水。唐代诗人李白的诗句“飞流直下三千尺,疑是银河落九天”,用诗的意境巧妙诠释了地心引力的作用,是不错的教材。因此,自地球形成至今的46亿年以来,也就只有少数的水逸散到太空。

与太阳距离的远近,直接决定热辐射的多寡。地球与太阳之间,保持着相对适当的距离,因此,太阳到达地球的辐射量,不会像水星的过高(离太阳最近),也不如海王星的过低(离太阳最远)。然而,行星地表温度并不全然与距离挂勾,水星在行星中最接近太阳,金星次之,如果光从距离来解释辐射量,平均地表温度理应是水星高于金星,但实际上刚好相反,说明除了距离,还有其他的因素影响着行星对辐射量的吸收。

地球的地表温度,主要来自太阳辐射的能量。到达地球的太阳辐射,大部分会被大气层以及地表冰川、海洋所反射,最后只有小部分为地表所吸收。温室气体有助于热量的保留,而水具有调节地表温度的作用,种种的因素共同构建出地表温度。目前地球的地表平均温度为15℃,介于冰点与沸点之间,所以大部分的水是以液态方式存在,这个温度范围对于水和生命都有着非凡的意义。再来比较水星跟金星,水星引力较地心引力弱,故大气层稀薄,不足以反射太阳辐射,同时缺乏温室气体,能量易进易出,造成日夜温差超过500℃的极端状况;金星则是因为大气由大量的温室气体构成,能量易进难出,造成终年极端高温,甚至较距离太阳更近的水星为高。

太阳与海的教室范文第3篇

 

课题摘要

学科

小学科学

学段

小学高段---六年级

年级

六年级

单元

六年级下册第三单元 《宇宙》

教材版本

科教版

课程名称

《太阳系》

一、学习内容分析

1.教材分析

    星星、月亮、太阳这些天体每天都伴随着孩子们的生活,孩子们会对它们产生浓厚的兴趣,有探究的欲望。从学生认识的角度来看,这一个单元是让学生把他们的视野扩大到地球以外的宇宙空间,在科学课堂上尝试用不同于平时常用的观察、实验方法去认识宇宙中的事物,这对学生的发展具有意义和挑战性。但我们也必须清楚地意识到,本单元的学习对学生来说是有难度的,教师应有充分的心理准备和教学准备,采用合理而有效的教学方法和策略,让本单元教学内容能促进学生的多方面发展。

2.学情分析

小学阶段从三年级开始开设科学课程,也就是说从三年级到六年级,毕业班的学生已经学习了三年的科学知识。通过三年的学习,同学们的知识、技能与情感态度价值观方面都有了一定的进步。我所任教的六年级毕业班,学习氛围良好。同学们学习态度端正,对世界、对科学充满了探究的兴趣。只是还需要任课老师的指导和提点。

3.教学目标

(1)科学概念:

太阳系是以太阳为中心,由八大行星、矮行星、小天体等组成的一个天体系统;八大行星从近到远排列的顺序依次为:水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。

(2)过程与方法:

知道组成太阳系的天体以及八大行星的排列顺序;会运用收集资料的方法来认识和了解太阳系;能对数据、信息按需求进行处理,并在此基础上用一定的材料来建立太阳系的模型;初步建立太阳系是一个较大的天体系统的概念。

(3)情感态度与价值观:

在课外能积极地从事信息收集活动;能积极地与同伴一起合作、交流有关太阳系的信息;能创造性地制作太阳系模型;意识到收集、整理和交流资料是科学学习的一种重要方式;意识到太阳系中天体的运动是有规律的并且是可以被认识的。

4.教学重点

太阳和围绕它运行的行星、矮行星和小天体组成了太阳系。

5.教学难点

根据八大行星距太阳的平均距离及各行星赤道直径数据表建立太阳系的模型。

    6.教学准备

太阳系图片、课件、八大行星数据表、橡皮泥、小皮球等

二、教学环境选择

√简易多媒体教室        交互式电子白板      网络教室       移动学习环境

三、教学过程设计

一、认识太阳系

1.自学课文,思考下列问题:

(1)你知道哪些天体在围绕着太阳运动吗?

(2)你能说出课件图片中太阳系各成员的名称吗?

(3)你能向大家介绍其中一个成员的特点吗?

2.举行一次介绍太阳系交流会(提前布置,每组介绍一种天体:太阳、水星、金星、火星、木星、土星、天王星、海王星、小行星、矮行星、彗星、流星等)

3.小结:太阳系是以太阳为中心,由八大行星(包括卫星)、矮行星、小天体(包括小行星、流星、彗星)等组成的一个天体系统。

二、建立太阳系模型

1.提出任务:建一个太阳系八大行星模型

2.讨论:建立这个模型,要解决哪些问题?

(每个行星的大小、排列的顺序、绕太阳转动的轨道和方向等)

3.从书本里查找八大行星的数据资料。

4.教师提供八大行星的大小比较图,让学生进行直观比较。

5.用橡皮泥捏太阳系八大行星各成员的大小。如果把木星的直径捏成7厘米大小,那么其他行星的直径大约捏多少厘米?

6.按太阳系八大行星排列的顺序摆放在桌面上

7.思考并回答:各大行星是按什么方向绕大阳公转的?哪个行星公转周期最短,哪个行星公转周期最长?有什么规律?

8.思考并回答:各大行星在公转的同时还在自转吗?哪个自转最快?自转方向都一样吗?哪个自转方向与众不同?

9.思考并回答:如果让各大行星绕太阳公转,在桌上行吗?为什么?

三、观看一段关于介绍太阳系的视频

1.拓展性提问:太阳系是怎么形成的?

2.你还有什么疑问?

四、教学评价设计

1.评价方式与工具

√课堂提问     √书面练习    制作作品    测验    其它 建立太阳系模型  

2.评价量表内容(测试题、作业描述、评价表等)

 

作业:课后收集关于太阳系的资料,并与全班同学交流

 

 

六、备注

技术环境下课堂教学管理思路、可能存在的教学意外及相应的应急预案等

1、准备纸质图片代替ppt

2、演示模拟实验代替视频

太阳与海的教室范文第4篇

随着课程改革的不断深入,中学地理教学正在由重记忆向重能力方向发展,但对学生地理思维能力培养的层次仍普遍较低,对地理思维的深刻性、灵活性和系统性重视不够,或是达不到应有的高度。如《2010年江苏省普通高中学业水平测试地理试卷》中有一道判断题“地球的体积和质量适中是其存在生命物质的重要条件”。参考答案是“正确”,但许多中学地理教师都认为这句话是错误的。这道题的出现,在中学地理界引起不小反响,争论不休。他们认为,“地表有适于生物呼吸的大气”属于地球上存在生命物质的条件,而“地球有适当的体积和质量”是地球有大气圈的原因,即认为“地球的体积和质量适中”是地球上存在生命物质的原因而不是条件。这种把生命形成条件和生命形成原因割裂开来的观念,说明在目前的中学地理教学中,孤立地传授地理知识、将相互联系的地理知识机械分割、盲目追求答案的唯一性等问题比较普遍,严重影响学生地理综合思维能力的培养。

培养学生的地理思维品质是中学地理教学的核心任务之一。这要求我们中学地理教师在教学中要重视地理问题的综合分析和深度解读,适当提高地理思维活动的广度、深度和难度,有计划、有重点地选择一些重要地理问题进行深入研讨,既促进学生对相关地理问题形成清晰完整的综合认识,更有利于提高学生的地理思维品质。

本文仅以“地表有适宜的温度”作为问题的归属,探究其形成的诸多相关因素及影响,以期对地表适宜温度的成因形成一个相对全面的认识。更想作为一个典型案例分析,对中学地理教学中如何培养学生的地理综合思维能力有所启发。

地表有适宜的温度不仅是地球上有生命存在的必要条件之一,而且是其它生命条件如有丰富的液态水、有适于生物呼吸的大气的重要原因,还是地球上其它许多现象形成与发展的重要影响因素,对人类生产、生活的影响也极其巨大。

那么,为什么地表有适宜的温度?适宜温度的标准是什么?适宜的温度有什么影响?在中学地理教学中很难给学生形成一个比较全面的认识。在中学地理教材中,相关的知识很少,而且分散。显性的就是在地球的特殊性(存在生命)部分“地球与太阳的距离适中,地表有适宜的温度条件”。那么,为什么日地距离适中地表就有适宜的温度?这是必然的吗?还有其它原因吗?如果有,还有哪些?它们对地表温度又有什么影响?中学教材中没有深入细致的分析,教师也很少多问几个为什么!

目前,地球固体表面的平均温度约为22℃,近地面平均气温约为15℃。而且地表温度的时空变化不是很大,使得地表大部分地区、大多数时候的温度都在此温度附近。这个温度对地表生物来讲就是适宜的。而且,这个温度使地球表面的水多以液态形式存在,形成辽阔的海洋和江河湖泊及地下水,而海洋又是孕育地球上早期生命的摇篮。这个温度还使近地面大气有适当的密度和成分,这对生物的呼吸作用影响也很大。

影响地表温度高低及变化大小的因素很多,从中学地理教学的角度(取决于《普通高中地理课程标准》和中学生的认知水平)来看,主要有地球的宇宙环境、地球运动、地理环境各圈层间的相互作用以及人类活动等。现例举其中重要的十个因素逐一分析它们对地表温度的主要影响。

1.日地距离适中

太阳辐射是地球上最主要的能量来源,是影响地表温度的根本因素。日地距离大小为什么会影响地表温度呢?

太阳辐射是以太阳为中心向四面八方释放能量的。距离太阳越远,空间范围越大,太阳辐射的能量就越分散,垂直于太阳辐射的单位面积上到达的太阳辐射能量就越少。这跟围着火炉取暖的情况相似,冬天我们围着火炉取暖时,靠近火炉,会感觉很暖热,离火炉越远,得到的热量越少,感觉热度越小。所以,太阳系各大行星表面温度差异很大,距离太阳越远,行星表面温度越低。日地平均距离约1.5亿千米,这使得地球这个位置上的太阳辐射能量密度适中(常用太阳常数表示,约8.24J/cm2・min),这是地表有适宜温度的最重要原因。如果地球距离太阳太近,地球所处的光照强度就太大,地表温度就会太高;相反,如果地球距离太阳太远,地表温度必太低。这样地表就不会有适宜的温度条件了。

2.太阳相对稳定

太阳寿命大约150亿年,目前约50亿岁,正是比较稳定的中年期,太阳辐射释放能量的强度变化不大。自地球上生命诞生以来,太阳没有发生明显变化,太阳辐射能量的强度变化不大,加上日地距离适中,所以地球所处的光照条件相对稳定。如果太阳不稳定,辐射出来的能量时多时少,则地球所处的光照条件变化剧烈,则地表温度也必然相应地发生剧烈变化。

太阳活动的强弱变化对地球的自然环境和人类活动具有一定的影响,如对地球电离层、地球磁场、地球大气状况等均有影响,但对地表温度的影响不大。太阳活动强时,太阳辐射也会增强,到达地表的太阳辐射能量增多;相反则减少。但太阳活动对太阳辐射的强弱变化影响较小,不会对地表温度的适宜性产生明显的影响。

3.地球自转周期较短

地球自转周期(23小时56分4秒)决定了地表昼夜更替周期(24小时)的长短。由于受地球公转的影响,地球自转周期和地表昼夜更替周期不完全相等,但因公转周期太长,两者差异很小,所以一般不考虑地球公转对地表昼夜更替周期的影响。

一般情况下,地表如果是白天,因地表得到太阳辐射的加热作用而增温(地表获得太阳辐射能量大于地表向外辐射净损失的能量,地表热量盈余,储热增多,温度升高。一般是日出到14时左右期间)。夜晚,没有太阳辐射能量补充,地表不断散热,热量亏损,温度下降。如果地表没有昼夜更替现象,或昼夜更替周期太长,则白天温度不断上升会变得很热,夜晚温度不断下降会变得很冷,也就没有了适宜的温度了。所以,因地球自转周期较短,地表昼夜更替周期也较短,地表昼夜温差不大,这也是地表有适宜温度的原因之一。

4.地球公转特点

地球公转的轨道形状和黄赤交角的存在,对地表温度高低及变化也有重要影响。

地球绕太阳公转的轨道(即黄道)是个椭圆,说明日地距离是变化的。好在黄道是个近圆性的椭圆,地球在远、近日点时距离太阳的距离分别约是15210万千米和14710万千米,两者相差很小(只相差约500万千米,约相当于日地平均距离的3.3%),这就使得日地距离的季节变化很小。如果黄道的离心率太大,轨道扁长,远、近日点到太阳的距离相差很大,则近日点时日地距离太小,地表必很热;远日点时,日地距离太远,地表必太冷,导致地表温度季节变化很大,地表也就没有了适宜的温度条件。

地球是斜着身子绕太阳公转的,而且地轴的空间方向不随季节而变化,这就产生了黄赤交角(黄道面和赤道平面的交角),目前约为23°26′,而且变化很小。黄赤交角的存在对地表温度的影响主要是地表温度的季节变化。如果黄赤交角为0,则太阳直射点永远在赤道上,各地全年正午太阳高度不变,而且昼夜等长,则地表各地温度就没有明显的季节变化,地表温度将更加稳定和适宜。相反,如果黄赤交角太大,则各地正午太阳高度和昼夜长短的季节变化很大,不同季节获得的太阳辐射能量差异很大,温度的季节变化也会很大。所以,黄赤交角不大,使地表温度的季节变化也不是很大。

5.地球的球体形状

地球是个接近正球形的椭球体,加上太阳直射点始终在南、北回归线之间的赤道附近,这就使得地表获得太阳辐射能量总体上从低纬度地区向高纬度地区递减,决定了地表温度总体上从低纬向高纬降低,即加大了地表温度的纬度差异,使得低纬热带地区偏热,高纬极地地区很冷。所以,球形的地球加大了地表冷热的地区差异,对地表形成适宜的温度是不利的。当然,如果地表是平面,则地表温度就基本没有了纬度差异,可能都很热(当太阳辐射与地面的夹角很大,地表正午太阳高度都很大时)、或都很冷(太阳辐射与地面的夹角很小,或太阳辐射照不到地面时)、或都适宜(太阳辐射与地面的夹角适中,如45°左右时),情况就会变得很复杂。

地表形态复杂多样也加大了地表温度的地区差异。地表温度随海拔升高而降低,使得许多高山、高原地区的温度偏低,温度不太适宜。好在地表大部分地区海拔不高,具有适宜的温度条件。

6.浓密的大气圈

地球上有适宜的大气对地表形成适宜的温度影响极大,这主要跟地球大气的组成成分和密度有关。

首先,地球大气的保温作用使地表温度平均提高了约20℃。这主要是地球大气中有适量的温室气体CO2和水汽。它们能够强烈吸收地面红外线长波辐射使大气增温,并通过大气逆辐射补偿地面辐射的能量损失,使得到达地表的太阳辐射中的大部分能量保留在地表附近的地面和近地面大气中,使地表温度变得适宜。如果没有大气的保温作用,地表将比现在冷得多。

其次,大气使地表昼夜温差大大缩小。白天,大气对太阳辐射有削弱作用(大气通过吸收、反射、散射等作用使到达地面的太阳辐射减少),使地表增温幅度不大;夜晚,大气对地面有保温作用,使地表降温幅度较小。如果没有大气,地表昼夜温差将比现在大得多。

再次,大气环流将大量热量从低纬地区输送到中、高纬地区,既降低了低纬地区的炎热程度,又使中高纬地区增温变暖,从而使各纬度地区的温度趋向适宜。

7.广阔的水面

地球有“水的行星”之称,水的比热容较大,对气温有调节作用。特别是地表有丰富的液态水,这本身就是地球有生命存在的必要条件。因为地表有适宜的温度,所以地表水才多以液态形式存在。反过来,丰富的液态水又使地表温度更加适宜。地球表面海洋面积约占地表总面积的71%,加上陆地上的河流、湖泊、沼泽等,使地表有四分之三的地方被水覆盖。水体的比热容比岩石大,吸热增温和放热降温的速度和强度都明显小于陆地表面,这就使得地球表面总体上的温度变化要比没有水体覆盖时要小得多。同时,水面蒸发给大气输送丰富的水汽,使许多地区的气候具有海洋性特征,气温年、日较差小,更加温和适宜。

与大气环流一样,大洋环流也可以促进高低纬度间的热量输送和交换,调节全球热量平衡,缩小高低纬度间的冷热差异,使各地温度趋向稳定和适宜。

8.生物的作用

当地球演化到具有适宜温度等生命条件时,地球上才逐渐出现了生物,并不断发展形成生物圈。生物圈又不断地影响着地理环境,使其更加适合生物的生存和发展。如绿色植物通过光合作用吸收二氧化碳,释放氧气;生物又通过呼吸作用等吸收氧气,释放二氧化碳,调节、平衡大气中的二氧化碳浓度,使大气的保温作用强度适宜,进而保证地表温度适宜并相对稳定。同时,森林茂密的地区,植物蒸腾作用强、地表比热容较大,气候具体海洋性特征,更加具有适宜的温度。

9.火山喷发

火山喷发影响全球气候。伦敦公布的最新科学发现表明,火山喷发产生的气体可能是过去5.45亿年间大量物种(包括恐龙)灭绝的原因。英国科学家认为超级火山喷发可能毁灭人类。火山喷发的影响是巨大而深远的,而且有利有弊,这里仅说明火山喷发出的气态物质对气温的影响。

火山爆发时喷出的大量火山灰和火山气体,对气候造成极大的影响。火山喷出的气体最常见的是水蒸汽,一般占60%~90%,此外还有CO2、CO、HCl、NH3、NH4Cl、NaCl、H2S、Cl2、S、N2等。火山灰和火山气体被喷到高空中去,并会随风散布到很远的地方。大量火山灰及水蒸汽(可形成云)较长时期地弥漫在空气当中,反射太阳光线,使到达地表的太阳辐射急剧减少(产生“阳伞效应”),导致气温下降,这是火山喷发对全球性气候的主要影响。此外,水汽、CO2、酸性气体等还会使大气的保温作用增强和产生大范围酸雨。但如果到达地表的太阳辐射能量减少,则大气温室效应的作用也会跟着减弱。所以,如果全球有多个火山剧烈喷发,大量火山灰弥漫,会导致全球气温明显下降。

10.人类活动

工业革命以来,人类活动对气候的影响越来越明显,早已引起世人的高度关注,而且对人们的思想观念及生产、生活方式产生了重大影响。

人类活动对气温的影响主要表现在以下两个方面。

一是改变大气的组成成分。人类活动排放大量废气、微尘等污染物质进入大气,主要有CO2、甲烷(CH4)、SO2、N2O和氟氯烃化合物等。据确凿的观测事实证明,近数十年来大气中这些气体的含量都在急剧增加(由于人类活动的影响,从1750年到2000年,大气中CO2浓度增加了约31%,甲烷的浓度上升了约1.5倍),这些气体都具有明显的温室效应。而由于氟氯烃化合物等的破坏,平流层的臭氧总量明显下降,大气吸收太阳辐射中的紫外线能力减弱,到达地表的紫外线(也是能量)增多,也会促使地表温度升高。

其中影响最大的是人类活动使大气中CO2浓度升高,温室效应增强,导致全球气候变暖。原因主要是人类大量燃烧矿物能源,排放过多的CO2,加上森林、草原被遭严重破坏,绿色植物光合作用吸收的CO2减少,使得大气中CO2浓度不断升高。其对全球增温的影响远远大于自然状态下地球气候的变化速度。一般认为,这是百余年来世界性气候总体上增暖迅速的主要原因。

太阳与海的教室范文第5篇

对于类太阳恒星,宜居带位于1个天文单位附近(地球的位置),对于红矮星(其辐射强度比太阳低得多),宜居带位于大约0.1个天文单位附近。海洋热量输送的气候效应将使得该宜居带变窄,也就是说,如果超级地球类的宜居行星确实是海洋世界,那么只有当这些行星位于较狭窄的宜居带范围内,它们才是宜居的,因为如果它们离恒星太近,海洋热量输送将使得行星很容易进入温室逃逸状态,如果太远,则很容易进入冰封状态,均不适宜生命存在。

Gliese 581是一颗红矮恒星,Gliese 581g为此项研究的对象,这一研究结论也适合其它类似行星。

地球生命是否是唯一的?太阳系外是否存在适宜生命存在的星球?一直以来,人类不停地在探寻着这些问题的确切答案。

虽然到目前为止,太阳系除地球之外,还没有在其他行星发现有生命存在的迹象。但人类却从没有停下寻找的脚步。自1995年第一颗太阳系外行星被发现,到2013年12月20日,已有1056颗系外行星被确认,其中12颗被认为是有可能适宜生命存在的。

这些行星上的气候、环境如何?它们的变化受哪些因素影响?目前科学家们有了新发现。透过这些发现,或许在寻找地球“同伴”道路上会再迈进一步。

生活中只有一种英雄主义,那就是在认清生活真相之后依然热爱它。

机器不会有多余零件,它们总是需要多少就有多少。

2013年12月30日,美国科学院院刊发表了北大物理学院大气与海洋科学系教授胡永云与其研究生杨军博士关于太阳系外行星适宜生命存在的研究成果。

论文中指出,海洋热量输送将能够有效地改变围绕红矮星恒星运行的宜居行星的气候环境,并能够极大地改变太阳系外行星适宜生命存在的空间模态。

“之前没有人考虑过海洋及其海洋热量输送对宜居行星气候的影响,我们是第一个研究这一问题的。”海洋作为一种流体,其流动带来的热量输送对气候环境的影响非常重要。

目前一般认为,行星的质量越大其含水量也越多,而且由于质量较大的行星重力作用也大,其表面山峰较低,所以这类行星的表面很可能被海洋覆盖,没有陆地或仅有一些小岛。胡永云的研究结果显示,在“一片”的行星上,不仅海洋热量输送会影响行星气候,海洋运动还带来海冰的运动。海冰对恒星辐射的反照率较高,能够有效地改变行星接收恒星的辐射能量,从而改变行星的宜居性和气候环境。