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太阳黑子
早在公元前28年，我国就记录了太阳黑子的情况。到20世纪60年代，科学家终于揭开了黑子的“面纱”。原来，太阳黑子是光球层中高速旋转的气体涡旋，温度比光球层平均温度(约6000K)低1 000～1 500K。黑子大小不等，大的直径可达地球直径的几十倍。黑子周围的太阳大气带有电荷，所以黑子能够产生磁场。 
太阳黑子数目的变化，大体上以11年为周期。黑子数目多的年份称为太阳活动高峰年，黑子数日少的年份称为太阳活动低峰年。生长在中高纬地区的一些乔木年轮的疏密变化，有明显的约11年的周期性．表明地球气候变化与太阳活动有明显的相关性。对两极地区永久冰层的钻探研究，也证明了地质时期的气候变化有约11年的周期性。
统计资料表明，在太阳活动高峰年，地球上激烈天气现象出现的几率明显增加；反之，地球上天气变化相对平稳。
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太阳活动与地球气候
太阳活动对地球气候的影响机制仍然是未解之谜。例如，在太阳活动高峰年，激烈天气现象出现的区域“飘忽不定”，科学家至今也没有找到其规律性。农业统计数字则表明，在多数太阳活动的高峰年，全球农业倾向于增产；在太阳活动的低峰年，全球农业歉收的几率更高一些。
耀斑和太阳风对地球也产生影响。耀斑的温度比太阳表面高几十倍，是太阳色球层中激烈的能量爆发，以射电爆发(太阳的电磁辐射急剧增加)和高能粒子喷发等方式放出辐射能。这些辐射能到达地球，引起大气电离层中强烈的电磁扰动——磁暴，影响短波通信，干扰电子设备，甚至威胁运行在太空巾的宇航器的安全。
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磁 暴
1981年10月12日14时(北京时间)起， 太阳发生的超强磁暴，导致地球上大多数短波无线电通讯中断了2个多小时。
2003年10月下旬， 太阳表面发生了激烈的能量爆发， 强大的太阳风，在一周多的时间内陆续扑向地球， 引发了多次磁暴。10 月30日上午，卫星通信遭受强烈干扰， 中国北方许多地区的卫星电视信号中断了2～4个小时。
太阳的口冕层温度超过百万度，那里的许多带电粒子运动速度超过350千米/秒时，就能脱离太阳的引力飞向宇宙空间，形成带电粒子流，即太阳风—太阳风到达地球时，受地球磁场的作用，偏向极地上空。在那里轰击高层大气，使大气电离，产生发光现象—这就是在地球高纬地区上空经常出现的绚丽多彩的极光。
在太阳活动高峰年，太阳风的强度相应增大，特别是在耀斑爆发时，太阳风格外强烈。
ACTIVITY 活动
下面是两位同学的对话。
甲：太阳辐射对地球的影响都是有利的， 太阳活动对地球的影响都是不利的—
乙：你的观点比较片面， 太阳辐射也有不利的影响， 太阳活动也会产生有利的影响；
请围绕两位同学的话题， 收集有关资料， 并与同学们讨论交流自己的看法
提示：
①确定你的观点。系统表达你对上述议题的看法。
②提供你的论据。将收集到的资料分有利影响与不利影响两大类进行整理， 以支持你的观点。
③反思你的不足。仔细聆听同学们的发言， 看哪些说法更有道理。
第三节 地球的运动
一、地球的自转
(一)地球自转
地球围绕地轴自西向东旋转，称为地球的自转。从北极上空看，地球呈逆时针方向旋转；从南极上空看，地球呈顺时针方向旋转。地球自转一圈所用的时间，就是地球自转的周期。
ACTVITY 活动 探究
地球自转周期和时间
1.用一个小的球体进行模拟， 以太阳为参照物时，地球自转一周， 实际上是大于还是小于360°?如果以太阳以外的恒星为参照物， 结果又会如何?
2.以太阳为参照物，地球自转一周叫一个太阳日； 以恒星为参照物称为恒星日。比较太阳日与恒星日的差异，并根据已学的知识， 以太阳日为标准，计算一个恒星日约有多少小时多少分，将结果填入下表。
3.实际上， 每一个太阳日或恒星日也不是等长的。讨论以下问题：计量时间的精确方法还有哪些?采用精确时间尺度的科学价值是什么?
根据地球自转的周期，可以知道地球自转的角速度为15°/时。地球表面除南北两极点外，任何地点的自转角速度都相同。而地球自转的线速度，则由于纬度的不同而有差异。
ACTIVITY活动
1.假设地球是正球体(地球的平均半径为6 371千米)， 完成下表的计算。
2.归纳各地线速度和角速度随纬度变化的一般规律。
(二)地球自转的地理意义。
地球自转运动，对许多自然现象都具有重要意义。
一是地球自转导致昼夜交替现象。由此，各地温度发生昼夜变化，生物形成昼夜节律(又称为“生物钟”现象)。
二是地球上水平运动的物体受到地球自转偏向力的作用，运动方向向一侧偏转。
三是地球自转为我们度量时间找到了一个很好的尺度：地球上不同经度的地方，有不同的当地时间。
动手演示昼夜更替
1.将一盏台灯放在桌子中央代表太阳，在离电灯大约1米远的桌边， 放上一只地球仪代表地球。
2.在黑暗的房间里， 把台灯打开， 观察地球仪哪些部分被照亮， 哪些部分灯光照不到。
3.在地球仪上找到你所处的位置， 匀速拨动地球仪， 大约每5秒钟转1圈。记录下什么时候你所在的位置是亮的， 那就代表白天； 什么时候是暗的，那就代表黑夜。
思考：在该演示中，昼夜交替是；怎样产生的?看看几秒钟代表1天?
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地转偏向力
地转偏向力，又称科里奥利力，简称科氏力。法国工程师科里奥利在 1835年发表的论丈《论物系相对运动的方程组》中描述了该力。
地转偏向力只作用于水平运动的物体，始终垂直于物体的水平运动方向，并随着物体水平运动速度的增加而加大。在北半球，它指向运动方向的右侧；在南半球， 它指向运动方向的左侧：沿赤道运动的物体，不受地转偏向力的影响。
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地方时
以一个地方太阳升到最高时的时间为正午12时，将连续两个12时之间等分为24个小时，这样形成的时间系统，称为地方时。
各地的地方时与它们的地理位置相关：①经度相同的地方，地方时相同；经度不同的地方，地方时不同：②地理位置越靠东边的地方，地方时的值越大。
全球经度分成360°，每相差15°，地方时相差1个小时：每相差1°，地方时相差4分钟。
ACTIVITY活动
1.用观测日影的方法，粗略测定学校所在地的经度。活动过程如下：
①在晴天， 选择校园内一块较空旷的地方，用一根细直的竹竿(或细木棒)作日影杆，垂直插在地面上，并测量日影杆在地面上的长度(设为厶)：②以日影杆所插的点 (图中O点)为圆心，于上午某时刻在地面上画一个半径略短于当时杆影长度的圆。③当日影杆的影端落在圆周上时，标记为A点；下午，当日影杆的影端又落在圆周上时，再标记为B点；将A、B两点连成直线，取其中点C，将中点与圆心连成直线OC。④第二天，当日影杆的影子与直线OC重合的时刻(即学校所在地的地方时正午12点)，记下此时刻的北京时间(即120°E的地方时)，并测量此时的杆影长度(设为a)。⑤计算学校所在地的地方时与北京时间的差值，利用所学的知识， 就可算出学校所在地的经度约数。
注：北回归线以北的地区，该活动的开展无时间上的限制；赤道与北回归线之间的地区， 最好在秋分日至春分日的时段内开展。所测量的数据。、人供本章后面的活动备用。
2.在日常生活中，如果各地都使用同一地方时行不行？ 为什么？
时区和区时 为了便于使用，国际上规定将全球划分为24个时区，每个时区占15个经度，以该时区中央经线的地方时为整个时区的统一时间，叫作区时，又称标准时。
1.按照上面课文的标准，提出你认为是最好的时区划分方案， 完成下表。
2.已知某地的经度，根据你学习过的数学和地理知识，提出求该地时区的简捷方法，并举例说明。
区时的换算 位于同一个时区内的各地，采用相同的区时，不同时区的各地，采用各自的区时。相邻时区的时间相差1个小时，东大西小。
ACTIVITY 活动探究
已知一个地方的区时，求另外一个地方的区时时，先求出两个地方的时区之差。如果所求的地方在已知地方的东边，则加上这个差数； 如果在西边，则减去这个差数。例如，美国华盛顿位于西五区，当北京时间是8日下午5时时，华盛顿的时间为：(12+5)—13=4，即华盛顿是8日凌晨4时。
1.在类似上面的例子中， 如果两个时间相加超过了24小时， 应该怎么办?如果两个时间相减，不够减时又该怎么办?
2.因为地球是球形的， 所以东西相距比较远的甲乙两地， 我们既可以说 L地在甲地的东边，也可以说乙地在甲地的西边。这时按照上面的方法进行日期和时间的计算时， 会出现什么样的结果呢?打开地图册，找两个经度相差较女的著名城市，设定一个城市的日期和时间， 用不同的方法计算另一个城市的日期和时间，将计算结果填入下表。
3.从上述计算结果中， 可以看出什么问题?为什么?你认为应该如何解决这样的问题?试提出一些具体的方案。
日期和国际日期变更线 在世界地图或地球仪上，可以看到有一条大体沿180°经线穿行的折线，也就是国际日期变更线。它是为了消除因为地球是球形而导致的日期换算中的不同结果而设定的，同时又为了保持180°经线上同一行政归属的地方日期相同，故在这样的地方改用折线。
ACTIVITY 活动探究
1.在进行时间和日期的计算时，如果计算过程中“穿越”了国际日期变更线，应该怎样计算?将你认为最简捷的方法提出来，与同学交流。
2.有了国际日期变更线，在世界的时区中就有了一个特殊的时区，为什么?
二、地球的公转
(一)地球公转
地球绕太阳运行叫公转，其路径叫公转轨道：在天球坐标中，地球公转轨道面叫黄道面。
地球公转的轨道是一个椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上。地球沿公转轨道自西向东，每天移动约 59，，地球公转的周期为1年，约为 365日5时48分。
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近日点和远日点
地球公转轨道上离太阳最近的点叫近日点，距太阳约14 710万千米；离太阳最远的点叫远日点，距太阳约15 210万千米。每年1月初，地球经过近日点，公转速度较快；每年7月初，地球经过远日点，公转速度较慢。
地球的赤道面与黄道面之间的夹角，叫黄赤交角，约为23.5°。也可以说，地轴与黄道面之间，约呈66.5°的夹角。
(二)地球公转的地理意义
由于黄赤交角的存在，使得地球位于公转轨道的不同位置时，太阳光线直射点的纬度位置不同，从而导致太阳直射点的南北移动、各地正午太阳高度的变化、昼夜长短的变化以及四季的更替、五带的划分等一系列地理现象。
地球公转过程中，太阳光线直射点可能达到的最南和最北的纬度位置，称为南、北回归线。它们的纬度分别是23.5°S和23.5°N。南、北回归线之间，是一年之中获得太阳辐射能量最多的区域，称为热带。
ACTIVITY 活动实践
使用地球仪，或者以其他小型球体来当怍地球的模型，再用一只手电筒射向这个球体，以代表太阳光。探讨以下问题：
1.当太阳光直射赤道时，在地球自转的过程中，世界各地的昼夜交替现象如何?
2.当太阳光直射南(北)回归线时，在地球自转的过程中，有没有无昼夜交替现象的地方?如果有，是哪些地方，会出现什么样的现象?
3.绘图和填表。绘制在地球公转的过程中，太阳光直射赤道和南(北)回归线的示意图，并用图解法求出地球上另外两条特殊纬线的纬度。
一年中因为地球公转导致昼夜交替现象消失的最大范围的界线，称为南、北极圈。它们的纬度分别为66.5°S和66.5°N。
南、北极圈之内，是地球上最寒冷的区域，称为寒带。南、北半球热带与寒带之间，是南、北温带。
在日历上注明的春分、夏至、秋分和冬至的日期，有时各年有所不同；还有的日历所注明的春分、夏至、秋分和冬至的具体时刻，几乎是年年不同。为什么?
太阳相对于地平面的高度角叫太阳高度，太阳高度的最大值为90°。各地太阳高度在地方时12时时最大，称为正午太阳高度。正午太阳高度在太阳光直射的纬线最大，向南、北两侧逐渐降低。
黄赤交角的存在，还使得地球在运动过程中，除赤道外的其他地方，昼夜长短都在变化，当太阳光直射北半球时，北半球昼长夜短，纬度越高，昼越长，夜越短，在北极圈内，出现太阳整日不落的极昼现象；在南半球则昼短夜长，纬度越高，昼越短．夜越长，在南极圈内，出现极夜现象。赤道上各地的昼夜长短，基本上没有什么变化。
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晨昏线
白昼与黑夜的界线称为晨昏线，它把地球分为昼半球与夜半球。当把纬线看成是地球自转过程中地面上任何一点的运动轨迹时，就可以说，晨昏线把这些轨迹分割成昼弧与夜弧。一个地方的昼夜长短，就取决于它所在纬线圈昼弧与夜弧的比例关系。
在地球公转的过程中，两极附近一些纬线圈与晨昏线不相交，这样的地方出现了连续24小时以至更长时间的白天或黑夜，称为极昼或极夜。
春分和秋分时，太阳直射赤道，晨昏线平分所有的纬线圈，全球各地昼夜等长。
地球公转造成地球中纬度地区形成明显的四季变化。作为一种天文现象，四季更替表现为一年中昼夜长短和正午太阳高度的季节变化。夏季是一年中白昼较长、正午太阳高度较大的季节；冬季是一年中白昼较短、正午太阳高度较小的季节；春秋两季是冬夏两季的过渡季节。
1.简易测量学校所在地某日的正午太阳高度。
如图1—18，图中a、b为教材第18页活动中的测量数据， 利用所学的数学知识， 求出学校所在地当日的正午太阳高度"。
2.如图1—19，图中A为太阳直射点，其纬度为δ，B点的纬度为中，H为B点的正午太阳高度。请用图解法求B点的正午太阳高度“与当地纬度φ、太阳直射点纬度δ之间的关系， 并归纳求各地正午太阳高度的通用公式。
3.查阅地图册， 并利用上面求得的公式， 完成下表：
第四节 地球的结构
一、地球的内部圈层
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认识地球内部结构
地震给人类社会带来灾难，同时也提供了认识地球内部结构的机会。
地震的能量以波动的方式向外传播，形成地震波。地震波有两种：纵波和横波。纵波能在固体、液体中传播；横波只能在固体中传播。纵波的传播速度高于横波。
地震波在不同的介质中传播的速度不同；地震波经过不同介质的界面时，还会发生反射和折射现象。
科学家利用地震波的上述性质，通过对地震波的精确测量，“透视”了地球内部的结构。
科学家通过对地震波传播速度的研究，把地球内部划分为地壳、地幔和地核三个主要圈层。三层之间的两个界面依次称为莫霍面和古登堡面。界面的命名是为了纪念发现并确认这两个界面的奥地利科学家莫霍洛维奇和德国科学家古登堡。
(一)地壳
地壳是地球表面以下、莫霍面以上的固体外壳，地震波在其中传播的速度比较均匀。到了莫霍面，地震波传播的速度突然增加。地震波速度的变化趋势是不连续的。地壳平均厚度约 17千米，大陆部分平均厚度约33千米，高山、高原地区(如青藏高原)地壳厚度可达60-70千米；海洋地壳较薄，平均厚度约6千米。地壳厚度变化的规律是：地球大范围固体表面的海拔越高，地壳越厚；海拔越低，地壳越薄。
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组成地壳的元素
地壳由90多种化学元素组成，它们多以化合物的形态存在。氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾、镁8种元素的质量总数占地壳总质量的98.04%。其中，氧几乎占1/2，硅占1/4强。硅酸盐类矿物在地壳中分布最广。
元素在地壳中分布不均衡。除了氧之外，地壳上层硅和铝的比重大些，密度相对小些，称为硅铝层；其下的地壳铝的成分相对减少，镁和铁的比重则相对增加，密度也比硅铝层大，称为硅镁层。硅镁层是连续的，其上的硅铝层在大洋底部非常罕见，即使有也非常薄。
(二)地幔
地幔是地球内部介于地壳和地核之间的圈层，下界面在距离地表2 900千米深处。地幔上层物质具有固态特征，主要由含铁、镁的硅酸盐类矿物组成，由上而下，铁、镁的含量逐渐增加。地壳和上地幔顶部(软流层以上)合在一起叫作岩石圈，平均厚度为 100-110千米。软流层一般认为可能是岩浆的主要发源地之一。
(三)地核
地核是地球的核心部分，即古登堡面(距离地球表面2 900千米以下)所包围的球体。地震波在地核中的传播，与在高温高压下铁中的传播状况相似，科学家推测，组成地核的物质，可能是极高温度和高压状态下的铁和镍。根据地震波传播速度的不同，地核又分为内核和外核。横波不能在外核中传播，表明外核的物质在高压和高温下呈液态或熔融状态。它们相对于地壳的“流动”，可能是地球磁场产生的主要原因。一般认为地球内核呈固态。二、地球的外部圈层
通常把地壳表层以外的由大气、水体和生物组成的自然界划分为三个圈层：大气圈、水圈和生物圈，统称为地球的外部圈层：
(一)大气圈
大气圈是包裹地球的气体层，是地球生命生存的基础条件之一。
近地面的大气密度大。随着高度的增加，大气的密度迅速下降。在2000～3000千米的高空，每立方厘米的空间，平均只有1个气体分子，与星际空间的情况很接近，一般把这个高度作为大气圈的上界。
(二)水圈
水圈由液态水、固态水和气态水组成。按照它们存在的位置和状态，可分为海洋水、陆地水、大气水和生物水。陆地水与人类社会的关系最为密切，陆地水主要可分为地表水和地下水。
(三)生物圈
在约20亿年以前，地球上就诞生了生命，经过漫长时期的进化和繁衍，形成了广泛分布于地壳、大气圈和水圈中的生物世界——生物圈。
地球上有了生命，才能够说由地壳(或岩石圈)、大气圈、水圈和生物圈共同组成了地球的生态系统。生物是这个系统中的主体和最活跃的因素。
ACTIVITY活动实践
绘制地球圈层结构示意图，将自己的作品拿到同学之间去交流。如果有可能，请把你的作品带给家人或低年级学生欣赏， 向他们介绍地球的圈层结构，并力求使你的讲解严谨科学，形象生动，且富有特色。
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Our home planet
The Earth, our home planet, is a beautiful blue and white ball when seen from space. The third planet from the Sun, it is the largest of the inner planets. Earth is the only planet known to support life and have liquid water at the surface.
The Earth was formed about 4.5 billion years ago. Its interior (内部) is divided into three layers. Each layer has different characteristics and is made of different elements and minerals (矿物质).
There are many different types of features on Earth's surface due to the complexity of our planet. The Earth is unique (独特的) from the other planets, because it is the only one which has liquid water in such large quantities. Water forms some features of Earth's surface such as rivers, oceans, beaches (海滩) and lakes. Other surface features, such as mountains, earthquakes and volcanoes, are formed when large pieces of the Earth's outer layer move slowly by plate tectonics (板块构造).
阅读以上材料，回答问题：
1.从宇宙中看球，地球的表央是怎样的?
2.为什么说，地球是太阳系中一颗特殊的行星?
偶看新闻
(2011-01-29 08:06:53)
行星。
