Солнечная радиация. Тепловые пояса Земли

4
Бучнева Валентина Николаевна МОУ «СОШ №7 г.Новотроицк Оренбургской области» Краткая аннотация Урок для учащихся 6 класса, рассчитан на 1 учебный час. На уроке используютя приемы технологии развития критического мышления, формирование общеучебных навыков, большую часть времени учащиеся добывают знания самостоятельно, Применяются приёмы обучения саморефлексии. Домашнее задание, кроме обязательного для всех учащихся, предлагается ещё и повышенной сложности для желающих. Урок рекомендуется проводить как в общеобразовательной школе так и в гимназиях. Тема : « Распределение солнечного света и тепла на Земле.»
Цели:
1.Образовательные: познакомить учащихся с терминами «тропики», «полярный круг», «день солнцестояния», «день равноденствия», «зенит».
2.Развивающие: сформировать представление о причинах, вызывающих смену времён года, развивать критическое мышление; коммуникативные умения и речь в логике поставленных вопросов.
3.Воспитательные: обучение учащихся самостоятельности при получении знаний, обучение рефлексии учебной деятельности.
Оборудование : Глобус, фонарик, теллурий, презентация на слайдах, учебник Т.П.Герасимова, Н.П.Неклюкова Начальный курс географии 6 класс, географические атласы с комплектом контурных карт.
Ход урока Этапы урока и содержание этапов

Домашнее задание для желающих.

Узнай при помощи фонарика, как зависит освещённость от направления лучей.

Земля совершает путь вокруг Солнца в течение года. Поскольку земная ось – воображаемая линия, проходящая через центр планеты между полюсами,- имеет наклон 23,5 градуса, то ежегодно в определённое время Северное и Южное полушария попеременно получают от Солнца то больше тепла и света, то меньше. В последнем случае холодает и световой день сокращается. Попробуй это проверить при помощи фонарика.

Требуется:

Лист белого картона, фонарик.

Выполнение:

1.Направь луч фонарика отвесно на лист белого картона так, чтобы освещённая поверхность представляла собой круг.

2.С того же расстояния направь луч фонарика под углом – освещена уже большая поверхность, овальной формы, но освещена слабее, чем круг. То же самое происходит и с солнечными лучами. Ближе к полюсам они падают на землю под более острым углом, и освещаемая ими поверхность получает мало света и тепла. Ближе к экватору лучи падают отвесно или почти отвесно, поверхность получает больше тепла.

(Напечатано и раздаётся желающим)

Сухое лето. Животный мир. Смена растительности. Отличительные особенности тундры. Саванны. Арктические и антарктические пустыни. Обезьяны. Природные зоны. Зональные комплексы. Разнообразие птиц. Дикие животные. Конкретизировать понятия. Причина зональности. Экваториальные леса. Количество наземных животных. Число копытных. Огромное число видов растений и животных. Леса умеренных широт. Природные зоны Земли.

«Широтная зональность и высотная поясность» - Черноземные почвы. Географическая оболочка Земли. Природная зона. Путешественник. Какие почвы характерны для природной зоны степей. Климатический пояс. Преобладание пресмыкающихся. Смешанные леса. Какие почвы характерны для природной зоны тайги. Тундра. Подзолистые почвы. Путешественник, совершивший перелет из Волгоградской области в Вологодскую область. Высокое плодородие почв.

«Природные зоны и их особенности» - Тундра. Природные зоны Земли. Животные широколиственного леса. Дриада. Природные зоны Евразии. Растения широколиственного леса. Арктические пустыни. Лиственница. Изменение числа видов растений. Заяц. Пушица. Животные тундры. Белка. Животные степи. Степь. Сосна обыкновенная. Смена природных зон на равнинах. Бурый медведь. Растения степей. Тайга. Карликовая береза. Пустыня. Ель европейская. Растения пустынь.

«Основные природные зоны» - Пингвины и моржи. Сильные ветры. Распространение влажных тропических лесов в мире. Влажные тропические леса. Степи. Тундра. Животный мир. Животные активны летом преимущественно ночью. Природные зоны Земли. Тайга. Пустыни. Постоянно дующие ветры. Пустыни занимают более 16,5 млн км. Бурый медведь. Акация. Белый медведь. Молодой джейран. Дикие олени. Фауна природной зоны. Животные. Саванны. Крупные травоядные животные.

«Природные зоны Земли» - Папоротники. Вечнозеленые леса и кустарники. Тунис. Содержание углекислого газа. Пустыни. Климат пустынь. Растения пустынь. Растительный мир саванн. Пустыня Гоби. Климат Средиземноморья. Густая растительность. Большая песчаная пустыня. Растительность джунглей. Климат. Амазония. Особенность джунглей. Леса Экваториальной Африки. Симметричные древесные стволы. Влажные леса Южной Америки. Средиземноморье (Испания).

«Географическая зональность» - Единство географической системы. Радиационные пояса. Набор зон. Зональность тепловых условий. Географ С.В. Калесник. Тепловые пояса. Степные, полупустынные и пустынные зоны. Географические зоны. Климатические пояса. Зональность постепенно исчезает. Географические пояса делят на секторы. Расположение зон. Закон целостности географической оболочки. Географические пояса. Семь климатических поясов. Компонент географической оболочки.

Климатические особенности Земли определяются в основном величиной поступающей солнечной радиации на ее поверхность, особенностями атмосферной циркуляции. Количество солнечной радиации, поступающей на Землю, зависит от географической широты.

Солнечная радиация

Солнечная радиация - вся совокупность солнечного излучения, поступающего на поверхность Земли. Кроме видимого солнечного света, она включает невидимые ультрафиолетовое и инфракрасное излучения. В атмосфере солнечная радиация частично поглощается, частично рассеивается облаками. Различают прямую и рассеянную солнечную радиацию. Прямая солнечная радиация - солнечная радиация, доходящая до земной поверхности в виде параллельных лучей, исходящих непосредственно от Солнца. Рассеянная солнечная радиация - часть прямой солнечной радиации, рассеянной молекулами газов, поступающая на земную поверхность от всего небесного свода. В пасмурные дни рассеянная радиация является единственным источником энергии в приземных слоях атмосферы. Суммарная солнечная радиация включает прямую и рассеянную солнечную радиацию и достигает поверхности Земли.

Солнечная радиация - это важнейший источник энергии атмосферных процессов - формирования погоды и климата, источник жизни на Земле. Под влиянием солнечной радиации нагревается земная поверхность, а от нее - атмосфера, испаряется влага, происходит круговорот воды в природе.

Земная поверхность, поглощая солнечную радиацию (поглощенная радиация), нагревается и сама излучает тепло в атмосферу. Поглощенная земной поверхностью радиация расходуется на нагрев почвы, воздуха, воды. Нижние слои атмосферы в значительной мере задерживают земное излучение. Основную часть поступающей на земную поверхность радиации поглощает пашня (до 90 %), хвойный лес (до 80 %). Часть солнечной радиации отражается от поверхности (отраженная радиация). Наибольшей отражательной способностью обладают свежевыпавший снег, поверхность водоемов, песчаная пустыня.

Распределение солнечной радиации на Земле зонально. Она убывает от экватора к полюсам в соответствии с уменьшением угла падения солнечных лучей на земную поверхность. На поступление солнечной радиации на поверхность Земли влияют также облачность, прозрачность атмосферы.

Материки по сравнению с океанами получают больше солнечной радиации благодаря меньшей (на 15-30 %) облачности над ними. В Северном полушарии, где основная часть Земли занята материками, суммарная радиация выше, нежели в Южном океаническом полушарии. В Антарктиде, где чистый воздух и высокая прозрачность атмосферы, поступает большое количество прямой солнечной радиации. Однако из-за высокой отражательной способности поверхности Антарктиды температура воздуха отрицательная.

Тепловые пояса

В зависимости от количества солнечной радиации, поступающей на поверхность Земли, на земном шаре выделяют 7 тепловых поясов: жаркий, два умеренных, два холодных и два пояса вечного мороза. Границами тепловых поясов являются изотермы. Жаркий пояс с севера и юга ограничен средними годовыми изотермами +20 °С (рис. 9). Два умеренных пояса к северу и югу от жаркого пояса ограничены со стороны экватора средней годовой изотермой +20 °С, а со стороны высоких широт - изотермой +10 °С (средней температурой воздуха самых теплых месяцев - июля в Северном и января в Южном полушариях). Северная граница совпадает примерно с границей распространения лесов. Два холодных пояса к северу и югу от умеренного пояса в Северном и Южном полушариях лежат между изотермами +10 °С и 0 °С самого теплого месяца. Два пояса вечного мороза ограничены изотермой 0 °С самого теплого месяца от холодных поясов. Царство вечных снегов и льдов простирается к Северному и Южному полюсам.

Распределение температуры воздуха на Земле

Так же как и солнечная радиация, температура воздуха на Земле изменяется зонально от экватора к полюсам. Эту закономерность наглядно отражают карты распределения изотерм самого теплого (июля - в Северном полушарии, января - в Южном) и самого холодного (января - в Северном полушарии, июля - в Южном) месяцев в году. Самой «теплой» параллелью является 10° с. ш. - термический экватор, где средняя температура воздуха +28 °С. Летом он смещается к 20° с. ш., зимой приближается к 5° с. ш. Большая часть суши находится в Северном полушарии, соответственно термический экватор сдвигается к северу.

Температура воздуха на всех параллелях Северного полушария выше, чем на аналогичных параллелях Южного полушария. Средняя годовая температура в Северном полушарии составляет +15,2 °С, а в Южном полушарии - +13,2 °С. Это связано с тем, что в Южном полушарии океан занимает большую площадь, и, следовательно, больше тепла тратится на испарение с его поверхности. Кроме того, охлаждающее влияние на Южное полушарие оказывает материк Антарктида, покрытый вечными льдами.

Средняя годовая температура в Арктике на 10-14 °С выше, чем в Антарктиде. Это в значительной степени определяется тем, что Антарктида покрыта обширным ледниковым панцирем, а большая часть Арктики представлена Северным Ледовитым океаном, куда проникают теплые течения из более низких широт. Например, отепляющее влияние на Северный Ледовитый океан оказывает Норвежское течение.

По обе стороны экватора располагаются экваториальные и тропические широты, где средняя температура зимой и летом очень высокая. Над океанами изотермы распределяются равномерно, почти совпадают с параллелями. У побережий материков они сильно искривляются. Это объясняется неодинаковым нагреванием суши и океана. Кроме того, на температуру воздуха у побережий оказывают влияние теплые и холодные течения, преобладающие ветры. Особенно это заметно в Северном полушарии, где расположена большая часть суши. (Проследите распределение температур по тепловым поясам с помощью атласа.)

В Южном полушарии распределение температур более равномерно. Однако здесь есть свои горячие области - пустыня Калахари и Центральная Австралия, где температура января поднимается выше +45 °С, а июля падает до –5 °С. Полюсом холода является Антарктида, где был зафиксирован абсолютный минимум –91,2 °С.

Годовой ход температуры воздуха обусловлен ходом солнечной радиации и зависит от географической широты. В умеренных широтах максимум температур воздуха наблюдается в июле в Северном полушарии, в январе - в Южном, а минимум - в январе в Северном полушарии, в июле - в Южном. Над океаном максимумы и минимумы запаздывают на месяц. Годовая амплитуда температур воздуха возрастает с широтой местности. Наибольших значений она достигает на континентах, значительно меньших - над океанами, на морских побережьях. Самая маленькая годовая амплитуда температур воздуха (2 °С) наблюдается в экваториальных широтах. Самая большая (более 60 °С) - в субарктических широтах на материках.

Количество солнечной радиации, поступающей на Землю, зависит от угла падения солнечных лучей, облачности и прозрачности атмосферы. Так же как и солнечная радиация, температура воздуха на Земле распределяется зонально и понижается от экватора к полюсам.

Неравномерный нагрев земной поверхности обусловливает разные температуры воздуха на разных широтах. Широтные полосы с определенными температурами воздуха называются тепловыми поясами. Пояса различаются между собой количеством тепла, поступающего от Солнца. Их простирание зависимости от распределения температур хорошо иллюстрируют изотермы (От греческого "изо" - Одинаковый, "терма"- Тепло). Это линии на карте, соединяют точки с одинаковой температурой.

Жаркий пояс размещен вдоль экватора, между Северным и Южным тропиками. Он ограничен с обеих сторон изотерм 20 0С. Интересно, что границы пояса совпадают с границами распространения пальм на суше и кораллов в океане. Здесь земная поверхность получает наибольшее солнечного тепла. Дважды в год (22 декабря и 22 июня) полдень солнечные лучи падают почти отвесно (под углом 900). Воздуха от поверхности сильно нагревается. Поэтому там жарко в течение года.

Умеренные пояса (В обоих полушариях) примыкают к жаркому поясу. Они протянулись в обоих полушариях между полярным кругом и тропиком. Солнечные лучи там падают на земную поверхность с некоторым наклоном. Причем, чем севернее, тем наклон больше. Поэтому солнечные лучи меньше нагревает поверхность. В результате меньше нагревается и воздух. Вот почему в умеренных поясах холоднее, чем в жарком. Солнце там никогда не бывает в зените. Четко выраженные времена года: зима, весна, лето, осень. При этом чем ближе к полярному кругу, тем зима длительная и холоднее. Чем ближе к тропика, тем продолжительнее и теплее лето. Умеренные пояса со стороны полюсов ограничивает изотерма теплого месяца 10 0С. Она является пределом распространения лесов.

Холодные пояса (Северный и южный) обоих полушарий лежат между изотермами 10 0С и 0 0С самого теплого месяца. Солнце там зимой по несколько месяцев не появляется над горизонтом. А летом, хотя и не заходит за горизонт месяцы, однако стоит очень низко над горизонтом. Его лучи лишь скользят по поверхности Земли и нагревают ее слабо. Поверхность Земли не только нагревает, но и охлаждает воздух. Поэтому температуры воздуха там низкие. Зимы холодные и суровые, а лето короткое и прохладное.

Два пояса вечного холода (северный и южный) окружены изотермой с температурами всех месяцев ниже 0 0С. Это царство вечного льда.

Итак, нагрева и освещения каждой местности зависит от положения в тепловом поясе, то есть - от географической широты. Чем ближе к экватору, тем больший угол падения солнечных лучей, тем сильнее нагревается поверхность и высокая температура воздуха. И наоборот, с удалением от экватора к полюсам угол падения лучей уменьшается, соответственно температура воздуха снижается.

Важно помнить, что линии тропиков и полярных кругов за пределы тепловых поясов принимаются условно. Поскольку в действительности температура воздуха определяется еще и рядом других условий (см. статью основные и переходные климатические пояса).

Основные вопросы. Что такоесолнечная радиация? Как распределяется солнечная радиация по земной поверхности?

Солнечная радиация – солнечный свет в широком смысле слова, т.е. излучение Солнца в пространстве в виде электромагнитных волн (от radiatio – сияние). Солнечная радиация – важнейший источник энергии атмосферных процессов– формирования погоды и климата, основной источник жизни на Земле.

Кроме солнечного света Солнца, который воспринимается нашим зрением, от Солнца поступают невидимые ультрафиолетовые и инфракрасные излучения. В атмосфере солнечная радиация частично отражается облаками, частично поглощается, переходя в тепло, и частично рассеивается. Не все территории Земли поглощают солнечную радиацию в одинаковой степени. Значительную часть радиации поглощают пашня (до 90 %), хвойный лес (80%). Солнечная радиация, которая распространяется в космическом пространстве и достигает земной поверхности, частично отражается обратно в атмосферу. Наибольшей отражательной способностью обладают свежевыпавший снег, песчаная пустыня.

Чаще всего солнечная радиация выражается в тепловых единицах – в калориях за определенное время на единицу площади.(рис)

Распределение солнечной радиации по поверхности Земли зонально . Она убывает от экватора к полюсам в соответствии с уменьшением угла падения солнечных лучей. (рис. 2) Бывают ли отклонения в распределении радиации? Да, бывают. Отклонения от зонального распределения объясняются различной облачностью и прозрачностью атмосферы. Материки получают солнечной радиации больше, чем океаны благодаря меньшей (на 15-30%) облачности над ними. В Северном полушарии, где основная часть Земли занята материками, суммарная радиация выше, нежели в Южном океаническом полушарии.(рис 2)

Тепловые пояса. В зависимости от количества солнечного тепла на земном шаре выделяют 5 тепловых поясов : один жаркий, два умеренных, два холодных . Границами тепловых поясов являются изотермы. Жаркий пояс с обеих сторон ограничен годовыми изотермами + 20 °С. Два умеренных пояса ограничены со стороны экватора годовой изотермой +20°С, а со стороны полюсов +10°С самого теплого месяца. Северная граница совпадает примерно с границей тундры и леса. Два холодных пояса лежат между изотермами +10° и 0° самого теплого месяца. На суше – это зоны тундры. Две области вечного мороза ограничены изотермой 0°С. Это царство вечных снегов и льдов.(Рис. 3,4).

Распределение температуры по поверхности Земли так же как солнечной радиации зонально и изменяется от экватора к полюсам. Эта закономерность наглядно отображена на климатических картах мира, где показаны годовые изотермы или изотермы самого теплого и холодного месяцев. (рис. 3)(Изучите распределение температуры по поверхности Земли по карте). Анализируя годовые изотермы на климатической карте мира, вы придете к следующим выводам. Во - первых , в экваториальных широтах понижение температуры воздуха по мере удаления от экватора происходит медленно, в умеренных - довольно быстро, в приполярных широтах - вновь медленно. Во-вторых, температура на всех параллелях Северного полушария выше, чем на аналогичных параллелях Южного полушария. Такое явление объясняется тем, что в Южном полушарии большую площадь занимает океан, следовательно, и больше теплоты затрачивается на испарение. Кроме того, значительное охлаждающее влияние оказывает материк Антарктида, покрытый льдами.В - третьих, изотермы не совпадают с параллелями из-за неодинаковых условий нагревания и охлаждения суши и моря, влиянием теплых и холодных течений в сочетании с господствующими западными ветрами. Это особенно заметно в Северном полушарии, где наблюдается чередование материков и океанов. (рис.3)

Годовая величина суммарной радиации определяется географической широтой, прозрачностью атмосферы и продолжительностью освещения и зависит, прежде всего, от угла падения солнечных лучей на земную поверхность и облачности. В целом суммарная радиация уменьшается от экватора к полюсам.

1. Что такое солнечная радиация? 2.Покажите на карте с помощью изотерм распределение температурпо поверхности Земли. Объясните причины.*3. Покажите на физической карте мира границы тепловых поясов. **4.Почему границы тепловых поясов проводят по изотермам?