Шаповалова Н.С., учитель географии, первая квалификационная категория

Шаповалова Н.С., учитель географии,
квалификационная категория
первая
Урок географии. 7 класс.
Цель: сформировать понятие солнечной радиации и ее распределения по поверхности Земли.
Оборудование: тексты для учащихся.
Ход урока:
1.
Организационный момент.
Здравствуйте. Садитесь.
2.
Ход урока.
Ситуация успеха.
- Ребята, скажите, что мы изучили на прошлом уроке? (Атмосферу. Ее состав, строение и
значение)
- Каково же значение атмосферы? (Защита от метеоритов; поверхность Земли не нагревается
днем солнечными лучами и не остывает так сильно; без атмосферы жизнь на Земле была бы
невозможной)
- Первое и третье из значений понятны. А второе?
- Давайте разберемся
Ситуация разрыва.
Вычисления показывают, что одной двух миллиардной доли всей энергии Солнца было бы
достаточно, чтобы вся вода, содержащаяся в морях и океанах Земли, закипела за 1,5 секунды. Но
этого не происходит. Почему?
Во-первых, солнечные лучи рассеиваются в космическом пространстве;
во-вторых, при прохождении через земную атмосферу они ослабевают за счет поглощения и
рассеивания каплями воды и кристаллами льда, из которых состоят облака.
Определенную роль в ослаблении солнечной радиации играет и озоновый слой, или, как
принято называть, «озоновый экран». Он поглощает и отражает губительные для живых
организмов космические излучения и частично ультрафиолетовые лучи.
Таким образом, поглощение солнечной радиации космической пылью, молекулами газов,
парами воды, пылью, кристаллами льда и рассеивание в космическом и околоземном
пространстве создают необходимые условия для жизни
Решение учебных задач
Задание 1
На основе материала выше и нижеследующего текста сформулируйте основные следствия от
местоположения Земли в Солнечной системе. Запишите их и сравните с текстами своих
товарищей по классу.
Что имеет Земля от того, что она дочь Солнца?
Прежде
всего,
важно
вращение
Земли.
Оно
обеспечивает
нашей
планете
благоприятный для жизни температурный режим, который, тем не менее, неодинаков в ее
различных частях. Количество поступающей от Солнца энергии зависит от угла падения
лучей, или - с точки зрения землянина - от высоты, на которую поднимается светило над
горизонтом. Как и для любого шарообразного тела, угол падения солнечных лучей на Землю
очень изменчив.
Солнечные
лучи несут с собой энергию, за счет которой протекает большинство
процессов на нашей планете. Если лучи падают отвесно и не встречает препятствий на своем
пути (например, если бы не существовало земной атмосферы), то на 1 кв. см поверхности за 1
мин. поступает примерно 2 калл. энергии (Такого количества энергии человеку вполне
достаточно для того, чтобы приподнять
книгу на полметра от стола). Эта величина
называется солнечной постоянной. Чем меньше угол падения солнечных лучей, тем меньше
энергии приносят они на поверхность планеты.
Из-за того, что земная ось наклонена к плоскости орбиты (23°), на нашей планете
происходит смена времен года. В июне - августе Земля подставляет солнечным лучам
Северное полушарие в большей степени, чем Южное. Поэтому в эти месяцы в Северном
полушарии тепло, здесь в разгаре лето, а в Южном - холодно, наступает зима. К декабрюфевралю Земля перемещается на противоположную сторону орбиты. При этом полушария
меняются местами: солнечные лучи сильнее обогревают Южное полушарие, и его жители
радуются лету. В северном полушарии становится
холодно, и его обитатели кутаются в зимние одежды.
Таким образом, зима и лето чередуются не потому,
что Земля удаляется от Солнца или приближается к
нему (как думают многие). Причиной смены времен года
является наклон земной оси, из-за которых изменяется
угол падения солнечных лучей на Землю.
Задание 2.
Как называется лучистая энергия, посылаемая Солнцем?
Каким прибором она
измеряется? Какие виды радиации выделяют?
Количество тепла, посылаемого на нашу Землю Солнцем, определяется
помощи специальных
солнечных лучей
приборов, называемых актинометрами.
при
Интенсивность
измеряется числом калорий, приходящихся на один квадратный
сантиметр за одну минуту. В метеорологии
лучистая энергия
получила название
«радиация», к которой относят видимый свет, ультрафиолетовое и инфракрасное
излучение.
Подсчитано, что на экваторе за минуту каждый квадратный метр земной
поверхности получает в среднем столько солнечной радиации, что им можно вскипятить
один стакан воды. А на каждый гектар земной поверхности падает в секунду в среднем
количество солнечной энергии, которое может привести в действие машину мощностью в
десять тысяч киловатт (1 киловатт равен 1,36 лошадиной силы).
Солнечная радиация - это излучение Солнцем тепла и света, измеряется в
килокалориях на см2 (ккал/см2). Часть солнечной радиации поступает на нашу планету.
Солнечная радиация, которая проходит через атмосферу Земли, делится на два вида:
прямую и рассеянную. В солнечный безоблачный день преобладает прямая радиация,
лучи Солнца можно увидеть в лесу сквозь листву прямые лучи проходят до поверхности
Земли. Загораем мы тоже под прямыми солнечными лучами. А в пасмурную погоду до
Земли доходит, рассеиваясь на облаках, рассеянная радиация. Рассеянной радиация
бывает больше при большой запыленности атмосферы, что часто бывает в крупных
городах при пыльных бурях. Суммарная радиация - это вся солнечная радиация,
дошедшая до поверхности земли.
Рсуммарная = Pпрямая + Ррассеянная ( Σ Q = Q пр + Q р ).
Задание 3.
Что влияет на количество поступающей на поверхность Земли суммарной радиации?
Количество поступающей на поверхность Земли суммарной радиации определяется, прежде
всего, углом падения солнечных лучей, который зависит от географической широты.
Чем меньше географическая широта, то есть чем ближе к экватору, тем больше угол наклона
солнечных лучей, тем больше солнечной суммарной радиация получает каждый квадратный
сантиметр.
На рисунке видно, что при угле падения лучей, близком к прямому, на отрезке А поверхность
земли получает больше солнечных лучей, чем на отрезке Б. Вспомните: утренние лучи, когда
Солнце бывает еще низко над горизонтом, никогда не приносят много тепла. Теплее становится к
полудню, когда солнце поднимается на максимальную высоту.
Суммарная радиация, достигшая поверхности Земли, может поглотиться, то есть нагреть
поверхность земли. Чем темнее подстилающая поверхность, тем больше суммарной радиации
поглощается ее поверхностью.
Чернозем поглощает больше суммарной радиации, чем песок. Снег поглощает меньше
суммарной радиации, чем лес и песок. Куда же денется не поглощенная радиация? Вот почему
зимой поверхность Земли не нагревается даже в теплый день. Снег отражает 70-80% суммарной
радиации. Чем чище снег, тем больше отраженной радиации. Становится понятно, почему в
городе и на дорогах снега весной уже нет, а в лесу, в поле, в деревне еще лежит снег толстым
слоем.
Нагретая поверхность Земли излучает тепло обратно. Чем выше температура поверхности
Земли и чем безоблачнее небо, тем больше теряется энергии. Это тепловое излучение Земли. В
умеренных широтах на тепловое излучение расходуется около 50% поглощенной радиации.
Задание 4
С помощью общей модели (задание 3.14) установите, на что расходуется солнечная энергия
на пути от Солнца к поверхности Земли и запишите полученные данные с помощью
математической модели (формулы). При выполнении данного задания воспользуйтесь
таблицами 2,3 и текстом 5.
Таблица 2. Характерные значения альбедо А (%)
Поверхность
Снег
Лес, покрытый снегом
Снег весной
Суша с зеленой растительностью
Суша светлых поверхностей,
лишенной растительности
Глина
Трава
Вода
 Прочитай текст.
Радиационный баланс Земли
А
80
45
38
20
30-35
28
24
5-15
 Альбедо – отражательная
способность земной
поверхности
Фактические ресурсы лучистой энергии любой поверхности выражает не суммарная
солнечная радиация (посмотри в таблицу 1, в Антарктиде летом она много больше, чем на
экваторе), а ее радиационный
баланс. Разница между поглощенной подстилающей
поверхностью солнечной радиацией и ее эффективным излучением, т.е. остаточная для
поверхности радиация и составляет ее радиационный баланс (R). Он характеризует
фактические ресурсы лучистой энергии поверхности и меньше суммарной радиации на
величину альбедо (А) (отражательная способность поверхности) и эффективного излучения
(Ва) (разница между излучением самой поверхности и встречным излучением атмосферы).
Радиационный баланс может приобретать отрицательный знак. Это означает, что
эффективное излучение поверхности превышает поглощенную радиацию, расход лучистой
энергии превышает ее приход. Такое явление возможно вследствие накопления тепла в
поверхностных слоях вод и почвогрунтов в те периоды, когда приход энергии больше ее
расхода (в дневные часы, летом).
Таблица 3. Средние величины радиационного баланса поверхности Земли в различных
широтных поясах ( 1 ккал/ см 2 )
Широты
Океаны
Суша
70-80 с.ш.
23
22
60-50 с.ш.
43
32
30-20 с.ш.
111
64
10 - 0 с.ш.
124
79
0 - 10 ю.ш.
127
75
20-30 ю.ш.
109
71
50-60 ю.ш.
46
35
Задание 5
Сопоставьте данные таблиц 1,3. Установите связь
между
суммарной
радиационным
солнечной
балансом
радиацией
Земли.
и
Проведите
сравнительный анализ величин радиационного баланса
между сушей и океаном и северным и южным
полушариями.
Для удобства проведения сравнительного анализа
целесообразно свести все данные в сводную таблицу.
Рефлексия
Задание 6
Оформите в виде тезисов основные выводы на основе проведенных исследований в заданиях
1-6