“太陽輻射分布規(guī)律”考點(diǎn)分析

廣東 趙沿雨

“太陽輻射分布規(guī)律”考點(diǎn)分析

廣東 趙沿雨

太陽輻射對地球的重要性不言而喻，它是地球上萬物生長的能量源泉，是大氣運(yùn)動(dòng)、水循環(huán)的源動(dòng)力。太陽輻射在地球表面的分布具有時(shí)空變化的特點(diǎn)，對人類的生產(chǎn)、生活影響巨大。

由表可知，太陽輻射量受緯度、天氣狀況、下墊面（地形地勢、海陸分布）、日照時(shí)間長短等四大因素的影響，其在全球具有時(shí)空分布不均的特點(diǎn)?？臻g上，有水平變化規(guī)律（低緯向高緯、沿海向內(nèi)陸的變化）和垂直變化規(guī)律（不同坡度、坡向的山麓到山頂?shù)淖兓?；時(shí)間上，有年變化、日變化的規(guī)律。

例如，讀“臺灣島太陽總輻射量分布圖”（下圖），說出其太陽總輻射量的空間分布規(guī)律，并指出主要影響因素。

從南北方向看，臺灣島太陽總輻射量的分布規(guī)律是：南多北少，主要是受緯度因素影響；從同一緯度的東西方向看，西多東少，主要是地形坡向影響形成不同天氣狀況所致。

考點(diǎn)分析二：太陽輻射與大氣的熱力作用

大氣熱力作用包括大氣對太陽輻射的削弱作用和對地面的保溫作用。

1．大氣的削弱作用

太陽輻射到達(dá)地表之前，要穿透厚厚的地球大氣層才能到達(dá)地面。因此，不同緯度，太陽輻射經(jīng)過大氣的路程是不同的，被大氣削弱的太陽輻射量也是不同的，則到達(dá)地表的太陽輻射量也就不同了。如圖：

由圖知，緯度低，太陽高度大，太陽輻射經(jīng)過的大氣路程短，被大氣削弱（以大氣吸收為主）得少，到達(dá)地面的太陽輻射多；緯度高，太陽高度小，太陽輻射經(jīng)過的大氣路程長，被大氣削弱（以大氣吸收為主）得多，到達(dá)地面的太陽輻射少。同時(shí)，對流層大氣中，天氣現(xiàn)象多變，多云層、水汽，太陽輻射穿過對流層時(shí)，除了大氣吸收外，還會(huì)受到云層反射、水汽吸收的削弱，到達(dá)地面時(shí)，還受地面反射、散射的削弱，因此，真正到達(dá)地面的太陽輻射不到一半。如圖：

2．大氣的保溫作用

地面獲得的太陽輻射越多，地面溫度就越高嗎？不一定。這還要看大氣對地面的保溫作用。我們知道，對流層大氣中富含水汽和二氧化碳等成分，其對太陽短波輻射的吸收能力很差，但對地面長波輻射吸收能力強(qiáng)。地面輻射絕大部分被對流層大氣吸收，使大氣增溫。大氣在吸收地面輻射增溫同時(shí)，大部分以大氣逆輻射形式把熱量還給地面，補(bǔ)償?shù)孛娴臒崃繐p失，從而起到保溫作用。

考點(diǎn)分析一：太陽輻射量的時(shí)空分布規(guī)律

例如，請運(yùn)用大氣熱力作用原理，解釋青藏高原（下圖）年太陽輻射量豐富、但氣溫低的原因。

青藏高原海拔高，空氣稀薄，晴天多。白天，大氣對太陽輻射的削弱作用弱，到達(dá)地面的太陽輻射多。晚上，大氣逆輻射弱，地面輻射強(qiáng)，大氣對地面的保溫作用弱，白天獲得的太陽輻射散失殆盡，故氣溫低。

由上述可知，緯度、海拔都是通過影響大氣薄厚來影響到達(dá)地面的太陽輻射量。因此，緊扣大氣熱力作用原理分析地表獲得太陽輻射量的多與少，是找準(zhǔn)了問題的癥結(jié)所在。另外，緯度、海拔還影響日照時(shí)間的長短，從而影響地面獲得的太陽輻射量。

考點(diǎn)分析三：太陽輻射與地表坡面的坡度坡向

坡向即地表坡面的指向或朝向。通常，在北半球，坡向指南叫向陽坡；坡向指北叫背陽坡。坡度是指地表坡面與地平面之間的夾角。按坡度的大小，一般可分為緩坡和陡坡。就坡向而言，向陽坡的太陽輻射多于背陽坡；就坡度而言，坡面上的正午太陽高度越接近9 0°，即越接近直射，太陽輻射越多。如圖：

由圖可知，山體坡面的太陽高度（H）與向陽坡的坡度（α）互余，故坡度越陡，坡面的太陽高度越接近直射，向陽坡面獲得太陽輻射越多，背陽坡則反之。坡面獲得太陽輻射量除與坡度有關(guān)外，還與山體所在緯度有關(guān)。

考點(diǎn)分析四：太陽輻射與人類活動(dòng)

太陽輻射總量豐富的地區(qū)，通常是氣候干旱、降水少的干旱地區(qū)或高山高原地區(qū)。這些地區(qū)適合建設(shè)太陽能電站，發(fā)展特色農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

1．太陽能發(fā)電站的建設(shè)

圖示為全球最大的太陽能電站，位于西班牙的安達(dá)盧西亞沙漠中。這座塔式太陽能電站中最主要的部件是一座高度接近1 7 0米的太陽能塔。有超過1 2 0 0面特制的反光鏡（每一面反光鏡的面積相當(dāng)于半個(gè)排球場）會(huì)將陽光反射到這座太陽能塔上，由此產(chǎn)生的高溫可達(dá)1 0 0 0攝氏度，足以將其中的液態(tài)水加熱成蒸汽。而這些蒸汽又會(huì)驅(qū)動(dòng)安放在塔內(nèi)的渦輪發(fā)電機(jī)，從而產(chǎn)生出源源不斷的電流。

太陽能發(fā)電站通常選址在荒漠地區(qū)，主要考慮的因素：一是太陽能資源狀況；二是發(fā)電站建設(shè)所需的土地面積。但這樣的地區(qū)，遠(yuǎn)離能源市場，輸電成本高，對太陽能發(fā)電站的維護(hù)不便等問題也十分突出。

2．西北特色農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)

我國西北地區(qū)深居內(nèi)陸，地廣人稀，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的有利條件是光照資源豐富，晝夜溫差大，灌溉水源充足（河水、冰雪融水、地下水），適合發(fā)展瓜果（葡萄、哈密瓜）、蔬菜（西紅柿）、經(jīng)濟(jì)作物（枸杞、棉花）等特色農(nóng)業(yè)。但由于氣候干旱，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)也面臨多風(fēng)沙、土地荒漠化（鹽堿化、沙漠化）等突出問題。

由上述知，太陽輻射對我國西北地區(qū)農(nóng)業(yè)的影響主要為：深居內(nèi)陸→降水少、晴天多→太陽輻射強(qiáng)→光照充足、晝夜溫差大→利于作物糖分、有機(jī)營養(yǎng)物質(zhì)積累→農(nóng)作物品質(zhì)優(yōu)（病蟲害少、無污染）、糖分含量高→特色農(nóng)業(yè)。

由太陽輻射對地球的影響，自然會(huì)想到太陽活動(dòng)對地球的影響。如果仔細(xì)研究，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)：太陽輻射對地球的影響穩(wěn)定而持久，多體現(xiàn)在生物領(lǐng)域、能源領(lǐng)域，且利多弊少；太陽活動(dòng)對地球的影響強(qiáng)烈而短暫且有周期性，多體現(xiàn)在通訊、航空領(lǐng)域，且弊多利少。

【針對性演練】

“魚光互補(bǔ)”式光伏電站是在水面上架設(shè)太陽能電池板發(fā)電，水域用于水產(chǎn)養(yǎng)殖。下圖為江蘇連云港首個(gè)“魚光互補(bǔ)”光伏電站景觀圖。讀圖完成1～3題。

1．“魚光互補(bǔ)”生產(chǎn)模式的最大優(yōu)勢是（ ）

A．提高漁業(yè)產(chǎn)量 B．提高太陽能利用率

C．提高農(nóng)業(yè)技術(shù)水平 D．提高土地利用效率

2．“魚光互補(bǔ)”式光伏電站可能會(huì)（ ）

A．提升大氣溫度 B．降低水體溫度

C．加快浮游植物生長 D．增強(qiáng)地面輻射

3．通過調(diào)節(jié)太陽能電池板與水面之間的夾角，可以提高“魚光互補(bǔ)”式光伏電站的發(fā)電效率。下列四個(gè)日期中，正午時(shí)該夾角最大的是（ ）

A．1月1日 B．5月1日

C．7月1日 D．1 0月1日

讀“豫南大別山山麓與山頂太陽輻射強(qiáng)度及其垂直變化率折線”圖，完成4～6題。

4．有關(guān)該地太陽輻射強(qiáng)度的表述，正確的是（ ）

A．山麓太陽輻射強(qiáng)度始終大于山頂

B．山頂太陽輻射強(qiáng)度始終大于山麓

C．1—8月山麓一直增大

D．9—1 2月山頂一直減小

5．有關(guān)太陽輻射強(qiáng)度垂直變化率的表述，下列正確的是（ ）

A．7月最大 B．1 2月最大

C．6月隨高度遞增 D．1 1月隨高度遞減

6．該地太陽輻射強(qiáng)度最大的月份出現(xiàn)在8月，其主要原因可能是（ ）

A．太陽高度大 B．白晝最長

C．晴朗天氣多 D．坡度最大

【參考答案與解析】

1．D 水域養(yǎng)殖，水面太陽能發(fā)電，提升了土地的空間利用。漁業(yè)產(chǎn)量與養(yǎng)殖技術(shù)有關(guān)；太陽能的利用率與制造太陽能電池板及應(yīng)用材料等因素有關(guān)；農(nóng)業(yè)技術(shù)水平與農(nóng)業(yè)科技有關(guān)。

2．B 太陽能電池板架設(shè)在水面，遮擋了大部分太陽輻射直射水面，導(dǎo)致水面獲得熱量減少，降低了水體溫度，減弱了地面輻射，大氣溫度降低，不利于水中浮游植物生長。

3．A 為獲得充足的太陽輻射能，太陽能電池面板盡可能地與太陽光線保持垂直，則電池面板與水面的夾角與當(dāng)?shù)卣缣柛叨龋ń牵┐嬖诨ビ嚓P(guān)系：正午太陽越小，與水面夾角越大，反之，越小。1月1日連云港正午太陽高度最小。

4．C 太陽輻射強(qiáng)度由山麓至山頂，不同時(shí)間、不同海拔高度，呈現(xiàn)不同的變化。1—8月，山麓太陽輻射強(qiáng)度一直增大；9—1 2月山頂太陽輻射強(qiáng)度下降過程中有上升。

5．A 6月，太陽輻射垂直變化率隨高度變化遞減；1 1月，太陽輻射垂直變化率隨高度變化遞增。1 2月，太陽輻射垂直變化率為7，7月太陽垂直變化率為1 1，7月變化最大。

6．C 豫南地處長江流域，8月份長江流域受副高控制，出現(xiàn)伏旱天氣，晴天多，太陽輻射強(qiáng)度大。

（作者單位：廣東省佛山市高明區(qū)第四中學(xué)）