賀丹君 劉金龍

【中圖分類號(hào)】K90 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2013）06-0173-02

隨著課程改革的不斷深入，中學(xué)地理教學(xué)正在由重記憶向重能力方向發(fā)展，但對(duì)學(xué)生地理思維能力培養(yǎng)的層次仍普遍較低，對(duì)地理思維的深刻性、靈活性和系統(tǒng)性重視不夠，或是達(dá)不到應(yīng)有的高度。如《2010年江蘇省普通高中學(xué)業(yè)水平測(cè)試地理試卷》中有一道判斷題“地球的體積和質(zhì)量適中是其存在生命物質(zhì)的重要條件”。參考答案是“正確”，但許多中學(xué)地理教師都認(rèn)為這句話是錯(cuò)誤的。這道題的出現(xiàn)，在中學(xué)地理界引起不小反響，爭(zhēng)論不休。他們認(rèn)為，“地表有適于生物呼吸的大氣”屬于地球上存在生命物質(zhì)的條件，而“地球有適當(dāng)?shù)捏w積和質(zhì)量”是地球有大氣圈的原因，即認(rèn)為“地球的體積和質(zhì)量適中”是地球上存在生命物質(zhì)的原因而不是條件。這種把生命形成條件和生命形成原因割裂開來(lái)的觀念，說(shuō)明在目前的中學(xué)地理教學(xué)中，孤立地傳授地理知識(shí)、將相互聯(lián)系的地理知識(shí)機(jī)械分割、盲目追求答案的唯一性等問(wèn)題比較普遍，嚴(yán)重影響學(xué)生地理綜合思維能力的培養(yǎng)。

培養(yǎng)學(xué)生的地理思維品質(zhì)是中學(xué)地理教學(xué)的核心任務(wù)之一。這要求我們中學(xué)地理教師在教學(xué)中要重視地理問(wèn)題的綜合分析和深度解讀，適當(dāng)提高地理思維活動(dòng)的廣度、深度和難度，有計(jì)劃、有重點(diǎn)地選擇一些重要地理問(wèn)題進(jìn)行深入研討，既促進(jìn)學(xué)生對(duì)相關(guān)地理問(wèn)題形成清晰完整的綜合認(rèn)識(shí)，更有利于提高學(xué)生的地理思維品質(zhì)。

本文僅以“地表有適宜的溫度”作為問(wèn)題的歸屬，探究其形成的諸多相關(guān)因素及影響，以期對(duì)地表適宜溫度的成因形成一個(gè)相對(duì)全面的認(rèn)識(shí)。更想作為一個(gè)典型案例分析，對(duì)中學(xué)地理教學(xué)中如何培養(yǎng)學(xué)生的地理綜合思維能力有所啟發(fā)。

地表有適宜的溫度不僅是地球上有生命存在的必要條件之一，而且是其它生命條件如有豐富的液態(tài)水、有適于生物呼吸的大氣的重要原因，還是地球上其它許多現(xiàn)象形成與發(fā)展的重要影響因素，對(duì)人類生產(chǎn)、生活的影響也極其巨大。

那么，為什么地表有適宜的溫度？適宜溫度的標(biāo)準(zhǔn)是什么？適宜的溫度有什么影響？在中學(xué)地理教學(xué)中很難給學(xué)生形成一個(gè)比較全面的認(rèn)識(shí)。在中學(xué)地理教材中，相關(guān)的知識(shí)很少，而且分散。顯性的就是在地球的特殊性（存在生命）部分“地球與太陽(yáng)的距離適中，地表有適宜的溫度條件”。那么，為什么日地距離適中地表就有適宜的溫度？這是必然的嗎？還有其它原因嗎？如果有，還有哪些？它們對(duì)地表溫度又有什么影響？中學(xué)教材中沒(méi)有深入細(xì)致的分析，教師也很少多問(wèn)幾個(gè)為什么！

目前，地球固體表面的平均溫度約為22℃，近地面平均氣溫約為15℃。而且地表溫度的時(shí)空變化不是很大，使得地表大部分地區(qū)、大多數(shù)時(shí)候的溫度都在此溫度附近。這個(gè)溫度對(duì)地表生物來(lái)講就是適宜的。而且，這個(gè)溫度使地球表面的水多以液態(tài)形式存在，形成遼闊的海洋和江河湖泊及地下水，而海洋又是孕育地球上早期生命的搖籃。這個(gè)溫度還使近地面大氣有適當(dāng)?shù)拿芏群统煞郑@對(duì)生物的呼吸作用影響也很大。

影響地表溫度高低及變化大小的因素很多，從中學(xué)地理教學(xué)的角度（取決于《普通高中地理課程標(biāo)準(zhǔn)》和中學(xué)生的認(rèn)知水平）來(lái)看，主要有地球的宇宙環(huán)境、地球運(yùn)動(dòng)、地理環(huán)境各圈層間的相互作用以及人類活動(dòng)等?，F(xiàn)例舉其中重要的十個(gè)因素逐一分析它們對(duì)地表溫度的主要影響。

1.日地距離適中

太陽(yáng)輻射是地球上最主要的能量來(lái)源，是影響地表溫度的根本因素。日地距離大小為什么會(huì)影響地表溫度呢？

太陽(yáng)輻射是以太陽(yáng)為中心向四面八方釋放能量的。距離太陽(yáng)越遠(yuǎn)，空間范圍越大，太陽(yáng)輻射的能量就越分散，垂直于太陽(yáng)輻射的單位面積上到達(dá)的太陽(yáng)輻射能量就越少。這跟圍著火爐取暖的情況相似，冬天我們圍著火爐取暖時(shí)，靠近火爐，會(huì)感覺(jué)很暖熱，離火爐越遠(yuǎn)，得到的熱量越少，感覺(jué)熱度越小。所以，太陽(yáng)系各大行星表面溫度差異很大，距離太陽(yáng)越遠(yuǎn)，行星表面溫度越低。日地平均距離約1.5億千米，這使得地球這個(gè)位置上的太陽(yáng)輻射能量密度適中（常用太陽(yáng)常數(shù)表示，約8.24J/cm2·min），這是地表有適宜溫度的最重要原因。如果地球距離太陽(yáng)太近，地球所處的光照強(qiáng)度就太大，地表溫度就會(huì)太高；相反，如果地球距離太陽(yáng)太遠(yuǎn)，地表溫度必太低。這樣地表就不會(huì)有適宜的溫度條件了。

2.太陽(yáng)相對(duì)穩(wěn)定

太陽(yáng)壽命大約150億年，目前約50億歲，正是比較穩(wěn)定的中年期，太陽(yáng)輻射釋放能量的強(qiáng)度變化不大。自地球上生命誕生以來(lái)，太陽(yáng)沒(méi)有發(fā)生明顯變化，太陽(yáng)輻射能量的強(qiáng)度變化不大，加上日地距離適中，所以地球所處的光照條件相對(duì)穩(wěn)定。如果太陽(yáng)不穩(wěn)定，輻射出來(lái)的能量時(shí)多時(shí)少，則地球所處的光照條件變化劇烈，則地表溫度也必然相應(yīng)地發(fā)生劇烈變化。

太陽(yáng)活動(dòng)的強(qiáng)弱變化對(duì)地球的自然環(huán)境和人類活動(dòng)具有一定的影響，如對(duì)地球電離層、地球磁場(chǎng)、地球大氣狀況等均有影響，但對(duì)地表溫度的影響不大。太陽(yáng)活動(dòng)強(qiáng)時(shí)，太陽(yáng)輻射也會(huì)增強(qiáng)，到達(dá)地表的太陽(yáng)輻射能量增多；相反則減少。但太陽(yáng)活動(dòng)對(duì)太陽(yáng)輻射的強(qiáng)弱變化影響較小，不會(huì)對(duì)地表溫度的適宜性產(chǎn)生明顯的影響。

3.地球自轉(zhuǎn)周期較短

地球自轉(zhuǎn)周期（23小時(shí)56分4秒）決定了地表晝夜更替周期（24小時(shí)）的長(zhǎng)短。由于受地球公轉(zhuǎn)的影響，地球自轉(zhuǎn)周期和地表晝夜更替周期不完全相等，但因公轉(zhuǎn)周期太長(zhǎng)，兩者差異很小，所以一般不考慮地球公轉(zhuǎn)對(duì)地表晝夜更替周期的影響。

一般情況下，地表如果是白天，因地表得到太陽(yáng)輻射的加熱作用而增溫（地表獲得太陽(yáng)輻射能量大于地表向外輻射凈損失的能量，地表熱量盈余，儲(chǔ)熱增多，溫度升高。一般是日出到14時(shí)左右期間）。夜晚，沒(méi)有太陽(yáng)輻射能量補(bǔ)充，地表不斷散熱，熱量虧損，溫度下降。如果地表沒(méi)有晝夜更替現(xiàn)象，或晝夜更替周期太長(zhǎng)，則白天溫度不斷上升會(huì)變得很熱，夜晚溫度不斷下降會(huì)變得很冷，也就沒(méi)有了適宜的溫度了。所以，因地球自轉(zhuǎn)周期較短，地表晝夜更替周期也較短，地表晝夜溫差不大，這也是地表有適宜溫度的原因之一。

4.地球公轉(zhuǎn)特點(diǎn)

地球公轉(zhuǎn)的軌道形狀和黃赤交角的存在，對(duì)地表溫度高低及變化也有重要影響。

地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的軌道（即黃道）是個(gè)橢圓，說(shuō)明日地距離是變化的。好在黃道是個(gè)近圓性的橢圓，地球在遠(yuǎn)、近日點(diǎn)時(shí)距離太陽(yáng)的距離分別約是15210萬(wàn)千米和14710萬(wàn)千米，兩者相差很?。ㄖ幌嗖罴s500萬(wàn)千米，約相當(dāng)于日地平均距離的3.3%），這就使得日地距離的季節(jié)變化很小。如果黃道的離心率太大，軌道扁長(zhǎng)，遠(yuǎn)、近日點(diǎn)到太陽(yáng)的距離相差很大，則近日點(diǎn)時(shí)日地距離太小，地表必很熱；遠(yuǎn)日點(diǎn)時(shí)，日地距離太遠(yuǎn)，地表必太冷，導(dǎo)致地表溫度季節(jié)變化很大，地表也就沒(méi)有了適宜的溫度條件。

地球是斜著身子繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的，而且地軸的空間方向不隨季節(jié)而變化，這就產(chǎn)生了黃赤交角（黃道面和赤道平面的交角），目前約為23°26′，而且變化很小。黃赤交角的存在對(duì)地表溫度的影響主要是地表溫度的季節(jié)變化。如果黃赤交角為0，則太陽(yáng)直射點(diǎn)永遠(yuǎn)在赤道上，各地全年正午太陽(yáng)高度不變，而且晝夜等長(zhǎng)，則地表各地溫度就沒(méi)有明顯的季節(jié)變化，地表溫度將更加穩(wěn)定和適宜。相反，如果黃赤交角太大，則各地正午太陽(yáng)高度和晝夜長(zhǎng)短的季節(jié)變化很大，不同季節(jié)獲得的太陽(yáng)輻射能量差異很大，溫度的季節(jié)變化也會(huì)很大。所以，黃赤交角不大，使地表溫度的季節(jié)變化也不是很大。

5.地球的球體形狀

地球是個(gè)接近正球形的橢球體，加上太陽(yáng)直射點(diǎn)始終在南、北回歸線之間的赤道附近，這就使得地表獲得太陽(yáng)輻射能量總體上從低緯度地區(qū)向高緯度地區(qū)遞減，決定了地表溫度總體上從低緯向高緯降低，即加大了地表溫度的緯度差異，使得低緯熱帶地區(qū)偏熱，高緯極地地區(qū)很冷。所以，球形的地球加大了地表冷熱的地區(qū)差異，對(duì)地表形成適宜的溫度是不利的。當(dāng)然，如果地表是平面，則地表溫度就基本沒(méi)有了緯度差異，可能都很熱（當(dāng)太陽(yáng)輻射與地面的夾角很大，地表正午太陽(yáng)高度都很大時(shí)）、或都很冷（太陽(yáng)輻射與地面的夾角很小，或太陽(yáng)輻射照不到地面時(shí)）、或都適宜（太陽(yáng)輻射與地面的夾角適中，如45°左右時(shí)），情況就會(huì)變得很復(fù)雜。

地表形態(tài)復(fù)雜多樣也加大了地表溫度的地區(qū)差異。地表溫度隨海拔升高而降低，使得許多高山、高原地區(qū)的溫度偏低，溫度不太適宜。好在地表大部分地區(qū)海拔不高，具有適宜的溫度條件。

6.濃密的大氣圈

地球上有適宜的大氣對(duì)地表形成適宜的溫度影響極大，這主要跟地球大氣的組成成分和密度有關(guān)。

首先，地球大氣的保溫作用使地表溫度平均提高了約20℃。這主要是地球大氣中有適量的溫室氣體CO2和水汽。它們能夠強(qiáng)烈吸收地面紅外線長(zhǎng)波輻射使大氣增溫，并通過(guò)大氣逆輻射補(bǔ)償?shù)孛孑椛涞哪芰繐p失，使得到達(dá)地表的太陽(yáng)輻射中的大部分能量保留在地表附近的地面和近地面大氣中，使地表溫度變得適宜。如果沒(méi)有大氣的保溫作用，地表將比現(xiàn)在冷得多。

其次，大氣使地表晝夜溫差大大縮小。白天，大氣對(duì)太陽(yáng)輻射有削弱作用（大氣通過(guò)吸收、反射、散射等作用使到達(dá)地面的太陽(yáng)輻射減少），使地表增溫幅度不大；夜晚，大氣對(duì)地面有保溫作用，使地表降溫幅度較小。如果沒(méi)有大氣，地表晝夜溫差將比現(xiàn)在大得多。

再次，大氣環(huán)流將大量熱量從低緯地區(qū)輸送到中、高緯地區(qū)，既降低了低緯地區(qū)的炎熱程度，又使中高緯地區(qū)增溫變暖，從而使各緯度地區(qū)的溫度趨向適宜。

7.廣闊的水面

地球有“水的行星”之稱，水的比熱容較大，對(duì)氣溫有調(diào)節(jié)作用。特別是地表有豐富的液態(tài)水，這本身就是地球有生命存在的必要條件。因?yàn)榈乇碛羞m宜的溫度，所以地表水才多以液態(tài)形式存在。反過(guò)來(lái)，豐富的液態(tài)水又使地表溫度更加適宜。地球表面海洋面積約占地表總面積的71%，加上陸地上的河流、湖泊、沼澤等，使地表有四分之三的地方被水覆蓋。水體的比熱容比巖石大，吸熱增溫和放熱降溫的速度和強(qiáng)度都明顯小于陸地表面，這就使得地球表面總體上的溫度變化要比沒(méi)有水體覆蓋時(shí)要小得多。同時(shí)，水面蒸發(fā)給大氣輸送豐富的水汽，使許多地區(qū)的氣候具有海洋性特征，氣溫年、日較差小，更加溫和適宜。

與大氣環(huán)流一樣，大洋環(huán)流也可以促進(jìn)高低緯度間的熱量輸送和交換，調(diào)節(jié)全球熱量平衡，縮小高低緯度間的冷熱差異，使各地溫度趨向穩(wěn)定和適宜。

8.生物的作用

當(dāng)?shù)厍蜓莼骄哂羞m宜溫度等生命條件時(shí)，地球上才逐漸出現(xiàn)了生物，并不斷發(fā)展形成生物圈。生物圈又不斷地影響著地理環(huán)境，使其更加適合生物的生存和發(fā)展。如綠色植物通過(guò)光合作用吸收二氧化碳，釋放氧氣；生物又通過(guò)呼吸作用等吸收氧氣，釋放二氧化碳，調(diào)節(jié)、平衡大氣中的二氧化碳濃度，使大氣的保溫作用強(qiáng)度適宜，進(jìn)而保證地表溫度適宜并相對(duì)穩(wěn)定。同時(shí)，森林茂密的地區(qū)，植物蒸騰作用強(qiáng)、地表比熱容較大，氣候具體海洋性特征，更加具有適宜的溫度。

9.火山噴發(fā)

火山噴發(fā)影響全球氣候。倫敦公布的最新科學(xué)發(fā)現(xiàn)表明，火山噴發(fā)產(chǎn)生的氣體可能是過(guò)去5.45億年間大量物種（包括恐龍）滅絕的原因。英國(guó)科學(xué)家認(rèn)為超級(jí)火山噴發(fā)可能毀滅人類?；鹕絿姲l(fā)的影響是巨大而深遠(yuǎn)的，而且有利有弊，這里僅說(shuō)明火山噴發(fā)出的氣態(tài)物質(zhì)對(duì)氣溫的影響。

火山爆發(fā)時(shí)噴出的大量火山灰和火山氣體，對(duì)氣候造成極大的影響?；鹕絿姵龅臍怏w最常見的是水蒸汽，一般占60%～90%，此外還有CO2、CO、HCl、NH3、NH4Cl、NaCl、H2S、Cl2、S、N2等?；鹕交液突鹕綒怏w被噴到高空中去，并會(huì)隨風(fēng)散布到很遠(yuǎn)的地方。大量火山灰及水蒸汽（可形成云）較長(zhǎng)時(shí)期地彌漫在空氣當(dāng)中，反射太陽(yáng)光線，使到達(dá)地表的太陽(yáng)輻射急劇減少（產(chǎn)生“陽(yáng)傘效應(yīng)”），導(dǎo)致氣溫下降，這是火山噴發(fā)對(duì)全球性氣候的主要影響。此外，水汽、CO2、酸性氣體等還會(huì)使大氣的保溫作用增強(qiáng)和產(chǎn)生大范圍酸雨。但如果到達(dá)地表的太陽(yáng)輻射能量減少，則大氣溫室效應(yīng)的作用也會(huì)跟著減弱。所以，如果全球有多個(gè)火山劇烈噴發(fā)，大量火山灰彌漫，會(huì)導(dǎo)致全球氣溫明顯下降。

10.人類活動(dòng)

工業(yè)革命以來(lái)，人類活動(dòng)對(duì)氣候的影響越來(lái)越明顯，早已引起世人的高度關(guān)注，而且對(duì)人們的思想觀念及生產(chǎn)、生活方式產(chǎn)生了重大影響。

人類活動(dòng)對(duì)氣溫的影響主要表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面。

一是改變大氣的組成成分。人類活動(dòng)排放大量廢氣、微塵等污染物質(zhì)進(jìn)入大氣，主要有CO2、甲烷（CH4）、SO2、N2O和氟氯烴化合物等。據(jù)確鑿的觀測(cè)事實(shí)證明，近數(shù)十年來(lái)大氣中這些氣體的含量都在急劇增加（由于人類活動(dòng)的影響，從1750年到2000年，大氣中CO2濃度增加了約31%，甲烷的濃度上升了約1.5倍），這些氣體都具有明顯的溫室效應(yīng)。而由于氟氯烴化合物等的破壞，平流層的臭氧總量明顯下降，大氣吸收太陽(yáng)輻射中的紫外線能力減弱，到達(dá)地表的紫外線（也是能量）增多，也會(huì)促使地表溫度升高。

其中影響最大的是人類活動(dòng)使大氣中CO2濃度升高，溫室效應(yīng)增強(qiáng)，導(dǎo)致全球氣候變暖。原因主要是人類大量燃燒礦物能源，排放過(guò)多的CO2，加上森林、草原被遭嚴(yán)重破壞，綠色植物光合作用吸收的CO2減少，使得大氣中CO2濃度不斷升高。其對(duì)全球增溫的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于自然狀態(tài)下地球氣候的變化速度。一般認(rèn)為，這是百余年來(lái)世界性氣候總體上增暖迅速的主要原因。

二是改變地面狀況。地面是對(duì)流層大氣主要直接的能量來(lái)源，所以改變地面狀況就會(huì)影響氣候，但這種影響主要還是局部的。人類活動(dòng)改變下墊面的自然性質(zhì)是多方面的，目前最突出的是破壞森林、坡地、干旱地的植被及造成海洋石油污染等。破壞植被、圍湖造田、大面積排干沼澤、城市及工礦建設(shè)等都會(huì)使地表比熱容增大。海洋石油污染減少了海水蒸發(fā)及海面潛熱的轉(zhuǎn)移，這些都導(dǎo)致所在地區(qū)的氣溫日、年變化加大。另外，城市是人類影響最集中、最深刻，地理環(huán)境變化最大的區(qū)域，熱島效應(yīng)顯著，大城市氣溫常常比周圍農(nóng)村高好幾度。

綜上所述，地表有適宜的溫度是地球所處的宇宙環(huán)境和地球本身具有的眾多因素綜合作用的結(jié)果。當(dāng)然，日地距離是最主要因素，地球大氣的影響很大，其它因素的影響也不容忽視。這些眾多因素都是變化的，好在它們的變化都不大，加上相互影響、相互聯(lián)系，所以地表溫度雖有冷暖變化和地區(qū)差異，但總體上還是比較穩(wěn)定適宜的。以上核心內(nèi)容可構(gòu)建成如下概念圖。