賀丹君 劉金龍

【中圖分類號】K90 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2013）06-0173-02

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

培養(yǎng)學生的地理思維品質是中學地理教學的核心任務之一。這要求我們中學地理教師在教學中要重視地理問題的綜合分析和深度解讀，適當提高地理思維活動的廣度、深度和難度，有計劃、有重點地選擇一些重要地理問題進行深入研討，既促進學生對相關地理問題形成清晰完整的綜合認識，更有利于提高學生的地理思維品質。

本文僅以“地表有適宜的溫度”作為問題的歸屬，探究其形成的諸多相關因素及影響，以期對地表適宜溫度的成因形成一個相對全面的認識。更想作為一個典型案例分析，對中學地理教學中如何培養(yǎng)學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象形成與發(fā)展的重要影響因素，對人類生產、生活的影響也極其巨大。

那么，為什么地表有適宜的溫度？適宜溫度的標準是什么？適宜的溫度有什么影響？在中學地理教學中很難給學生形成一個比較全面的認識。在中學地理教材中，相關的知識很少，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？它們對地表溫度又有什么影響？中學教材中沒有深入細致的分析，教師也很少多問幾個為什么！

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℃。而且地表溫度的時空變化不是很大，使得地表大部分地區(qū)、大多數時候的溫度都在此溫度附近。這個溫度對地表生物來講就是適宜的。而且，這個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。這個溫度還使近地面大氣有適當的密度和成分，這對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，從中學地理教學的角度（取決于《普通高中地理課程標準》和中學生的認知水平）來看，主要有地球的宇宙環(huán)境、地球運動、地理環(huán)境各圈層間的相互作用以及人類活動等?，F例舉其中重要的十個因素逐一分析它們對地表溫度的主要影響。

1.日地距離適中

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

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

2.太陽相對穩(wěn)定

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

太陽活動的強弱變化對地球的自然環(huán)境和人類活動具有一定的影響，如對地球電離層、地球磁場、地球大氣狀況等均有影響，但對地表溫度的影響不大。太陽活動強時，太陽輻射也會增強，到達地表的太陽輻射能量增多；相反則減少。但太陽活動對太陽輻射的強弱變化影響較小，不會對地表溫度的適宜性產生明顯的影響。

3.地球自轉周期較短

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

一般情況下，地表如果是白天，因地表得到太陽輻射的加熱作用而增溫（地表獲得太陽輻射能量大于地表向外輻射凈損失的能量，地表熱量盈余，儲熱增多，溫度升高。一般是日出到14時左右期間）。夜晚，沒有太陽輻射能量補充，地表不斷散熱，熱量虧損，溫度下降。如果地表沒有晝夜更替現象，或晝夜更替周期太長，則白天溫度不斷上升會變得很熱，夜晚溫度不斷下降會變得很冷，也就沒有了適宜的溫度了。所以，因地球自轉周期較短，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.地球公轉特點

地球公轉的軌道形狀和黃赤交角的存在，對地表溫度高低及變化也有重要影響。

地球繞太陽公轉的軌道（即黃道）是個橢圓，說明日地距離是變化的。好在黃道是個近圓性的橢圓，地球在遠、近日點時距離太陽的距離分別約是15210萬千米和14710萬千米，兩者相差很?。ㄖ幌嗖罴s500萬千米，約相當于日地平均距離的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，遠、近日點到太陽的距離相差很大，則近日點時日地距離太小，地表必很熱；遠日點時，日地距離太遠，地表必太冷，導致地表溫度季節(jié)變化很大，地表也就沒有了適宜的溫度條件。

地球是斜著身子繞太陽公轉的，而且地軸的空間方向不隨季節(jié)而變化，這就產生了黃赤交角（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，則太陽直射點永遠在赤道上，各地全年正午太陽高度不變，而且晝夜等長，則地表各地溫度就沒有明顯的季節(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，則各地正午太陽高度和晝夜長短的季節(jié)變化很大，不同季節(jié)獲得的太陽輻射能量差異很大，溫度的季節(jié)變化也會很大。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

地球是個接近正球形的橢球體，加上太陽直射點始終在南、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，對地表形成適宜的溫度是不利的。當然，如果地表是平面，則地表溫度就基本沒有了緯度差異，可能都很熱（當太陽輻射與地面的夾角很大，地表正午太陽高度都很大時）、或都很冷（太陽輻射與地面的夾角很小，或太陽輻射照不到地面時）、或都適宜（太陽輻射與地面的夾角適中，如45°左右時），情況就會變得很復雜。

地表形態(tài)復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。

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。它們能夠強烈吸收地面紅外線長波輻射使大氣增溫，并通過大氣逆輻射補償地面輻射的能量損失，使得到達地表的太陽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。如果沒有大氣的保溫作用，地表將比現在冷得多。

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

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，對氣溫有調節(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。因為地表有適宜的溫度，所以地表水才多以液態(tài)形式存在。反過來，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有水體覆蓋時要小得多。同時，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)流也可以促進高低緯度間的熱量輸送和交換，調節(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

當地球演化到具有適宜溫度等生命條件時，地球上才逐漸出現了生物，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。如綠色植物通過光合作用吸收二氧化碳，釋放氧氣；生物又通過呼吸作用等吸收氧氣，釋放二氧化碳，調節(jié)、平衡大氣中的二氧化碳濃度，使大氣的保溫作用強度適宜，進而保證地表溫度適宜并相對穩(wěn)定。同時，森林茂密的地區(qū)，植物蒸騰作用強、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發(fā)現表明，火山噴發(fā)產生的氣體可能是過去5.45億年間大量物種（包括恐龍）滅絕的原因。英國科學家認為超級火山噴發(fā)可能毀滅人類。火山噴發(fā)的影響是巨大而深遠的，而且有利有弊，這里僅說明火山噴發(fā)出的氣態(tài)物質對氣溫的影響。

火山爆發(fā)時噴出的大量火山灰和火山氣體，對氣候造成極大的影響。火山噴出的氣體最常見的是水蒸汽，一般占60%～90%，此外還有CO2、CO、HCl、NH3、NH4Cl、NaCl、H2S、Cl2、S、N2等。火山灰和火山氣體被噴到高空中去，并會隨風散布到很遠的地方。大量火山灰及水蒸汽（可形成云）較長時期地彌漫在空氣當中，反射太陽光線，使到達地表的太陽輻射急劇減少（產生“陽傘效應”），導致氣溫下降，這是火山噴發(fā)對全球性氣候的主要影響。此外，水汽、CO2、酸性氣體等還會使大氣的保溫作用增強和產生大范圍酸雨。但如果到達地表的太陽輻射能量減少，則大氣溫室效應的作用也會跟著減弱。所以，如果全球有多個火山劇烈噴發(fā)，大量火山灰彌漫，會導致全球氣溫明顯下降。

10.人類活動

工業(yè)革命以來，人類活動對氣候的影響越來越明顯，早已引起世人的高度關注，而且對人們的思想觀念及生產、生活方式產生了重大影響。

人類活動對氣溫的影響主要表現在以下兩個方面。

一是改變大氣的組成成分。人類活動排放大量廢氣、微塵等污染物質進入大氣，主要有CO2、甲烷（CH4）、SO2、N2O和氟氯烴化合物等。據確鑿的觀測事實證明，近數十年來大氣中這些氣體的含量都在急劇增加（由于人類活動的影響，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。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，大氣吸收太陽輻射中的紫外線能力減弱，到達地表的紫外線（也是能量）增多，也會促使地表溫度升高。

其中影響最大的是人類活動使大氣中CO2濃度升高，溫室效應增強，導致全球氣候變暖。原因主要是人類大量燃燒礦物能源，排放過多的CO2，加上森林、草原被遭嚴重破壞，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。其對全球增溫的影響遠遠大于自然狀態(tài)下地球氣候的變化速度。一般認為，這是百余年來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。地面是對流層大氣主要直接的能量來源，所以改變地面狀況就會影響氣候，但這種影響主要還是局部的。人類活動改變下墊面的自然性質是多方面的，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、城市及工礦建設等都會使地表比熱容增大。海洋石油污染減少了海水蒸發(fā)及海面潛熱的轉移，這些都導致所在地區(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，熱島效應顯著，大城市氣溫常常比周圍農村高好幾度。

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果。當然，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。以上核心內容可構建成如下概念圖。