北京大学：《自然地理学》课程电子教案（课件讲稿）第二章 地球表层的能量收支 第1节 太阳辐射

第2章地球表层的能量收支 第1节太阳辐射 第2节地球大气 第3节辐射平衡 第4节气温分布

第2章 地球表层的能量收支 地球表层的能量收支 第1节 太阳辐射 第2节 地球大气 第3节 辐射平衡 第4节 气温分布

第1节太阳辐射 太阳的结构 二、太阳辐射能 三、太阳常数和太阳活动 四、天文辐射的时空分布 五、天文季节与二十四节气

第1节 太阳辐射 一、太阳的结构 二、太阳辐射能 三、太阳常数和太阳活动 、太阳常数和太阳活动 太阳常数和太阳活动 太阳常数和太阳活动 四、天文辐射的时空分布 、天文辐射的时空分布 天文辐射的时空分布 天文辐射的时空分布 五、天文季节与二十四节气

太阳的结构 太阳是一个巨大且炽热的气体球,它的直 径约为1.4×10km,是地球直径的109倍;体 积为1.48×1018km3,是地球体积的130万倍; 质量为1.989X1027t,是地球质量的33万倍 太阳半径=8,40 日冕层 色球层2500km 光球层450m 对区15m0km 射区=42DDkn 核反应区=170000km

一、太阳的结构 太阳是一个巨大且炽热的气体球 太阳是一个巨大且炽热的气体球，它的直 径约为1.4×106km，是地球直径的109倍；体 积为1.48×1018km3,是地球体积的 ,是地球体积的130万倍； 质量为1.989×1027t,是地球质量的 t,是地球质量的33万倍

1.核反应区:体积占1.6%,质量占50% 高温(800-1500万K)、高压(3.3×101atm) 下的热核反应,氢核聚变成氦核,释放巨大的 能量。 2辐射区:体积占一半,质量占49.9% 温度70万K,以辐射的形式向外传递能量 3对流区:体积占48.4%,质量仅占0.1% 温度70万K-6000K,以对流的形式将能量传 递到光球的底层,向外辐射

1.核反应区：体积占1.6%，质量占50% 高温(800－1500万K)、高压(3.3×1011atm) 下的热核反应，氢核聚变成氦核 ，氢核聚变成氦核，释放巨大的 能量。 2.辐射区：体积占一半，质量占49.9% 温度70万K，以辐射的形式向外 以辐射的形式向外传递能量。 3.对流区：体积占48.4%，质量仅占0.1% 温度70万K－6000K，以对流的形式将能量 以对流的形式将能量传 递到光球的底层 递到光球的底层，向外辐射

4太阳大气 光球层:肉眼看到的发光体,温度6000K, 太阳光能几乎全部来自此层,黑子、光斑 色球层:日全食发生时可见的红色太阳大 气圈,温度数万K,日耳、耀斑; 日冕层:稀薄的太阳大气,温度100万K, 带电微粒子流

4.太阳大气 • 光球层:肉眼看到的发光体 :肉眼看到的发光体 肉眼看到的发光体，温度6000K， 太阳光能几乎全部来自此层 太阳光能几乎全部来自此层，黑子、光斑； • 色球层:日全食发生时可见的红色太阳大 :日全食发生时可见的红色太阳大 气圈，温度数万K,日珥、耀斑； • 日冕层:稀薄的太阳大气 :稀薄的太阳大气 稀薄的太阳大气，温度100万K， 带电微粒子流

光球层和黑子色球层和日珥、耀斑

光球层和黑子 色球层和日珥、耀斑

为什么太阳温度从表面向日冕递增? 波加热的观点: 太阳拥有的强大磁场能够带走太阳表面溢 出的波,这些波将自身的能量倾泻在日冕中, 加热呈电离状态的气体,使其温度极度升高 °太阳磁场极端扭曲的观点: 太阳磁场的磁圈向外延伸触及到日冕时产 生扭曲,磁圈极度扭曲就会突然断裂,爆炸式 地释放能量,迅速加热日冕气体

为什么太阳温度从表面向日冕递增 ？ • 波加热的观点 ： 太阳拥有的强大磁场能够带走太阳表面溢 出的波，这些波将自身的能量倾泻在日冕中 ，这些波将自身的能量倾泻在日冕中 ，这些波将自身的能量倾泻在日冕中 这些波将自身的能量倾泻在日冕中 ， 加热呈电离状态的气体 加热呈电离状态的气体，使其温度极度升高 ，使其温度极度升高 ，使其温度极度升高 使其温度极度升高 。 • 太阳磁场极端扭曲的观点 ： 太阳磁场的磁圈向外延伸触及到日冕时产 生扭曲，磁圈极度扭曲就会突然断裂 ，磁圈极度扭曲就会突然断裂 ，磁圈极度扭曲就会突然断裂 磁圈极度扭曲就会突然断裂，爆炸式 地释放能量，迅速加热日冕气体 ，迅速加热日冕气体 ，迅速加热日冕气体 迅速加热日冕气体

太阳辐射能( solar radiation) 1.太阳风( solar wind) 太阳日冕以每天约5×10km的速度不断地 发射被电离的微粒子流,主要由电子和质子 组成,大约需3天到达地球。当吹到地球附 近时,与地磁场发生相互作用,产生大气电 离层的扰动和极光现象

二、太阳辐射能 (solar radiation) 1.太阳风 (solar wind) 太阳日冕以每天约5×107km的速度不断地 km的速度不断地 发射被电离的微粒子流 发射被电离的微粒子流，主要由电子和质子 ，主要由电子和质子 ，主要由电子和质子 主要由电子和质子 组成，大约需3天到达地球。当吹到地球附 。当吹到地球附 。当吹到地球附 近时，与地磁场发生相互作用 ，与地磁场发生相互作用 ，与地磁场发生相互作用 与地磁场发生相互作用，产生大气电 离层的扰动和极光现象

太阳风与地球磁场的相互作用 太阳风 太阳swm 地球 Earth's magnetic field lines 地球磁力线 太阳风磁力线 magnetic field lines

太阳风与地球磁场的相互作用 太阳风 地球 太阳 太阳风 太阳风磁力线 地球磁力线

北极的极光

北极的极光