综合分析地理问题，提高地理思维品质

贺丹君 刘金龙

【中图分类号】K90 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2013）06-0173-02

随着课程改革的不断深入，中学地理教学正在由重记忆向重能力方向发展，但对学生地理思维能力培养的层次仍普遍较低，对地理思维的深刻性、灵活性和系统性重视不够，或是达不到应有的高度。如《2010年江苏省普通高中学业水平测试地理试卷》中有一道判断题“地球的体积和质量适中是其存在生命物质的重要条件”。参考答案是“正确”，但许多中学地理教师都认为这句话是错误的。这道题的出现，在中学地理界引起不小反响，争论不休。他们认为，“地表有适于生物呼吸的大气”属于地球上存在生命物质的条件，而“地球有适当的体积和质量”是地球有大气圈的原因，即认为“地球的体积和质量适中”是地球上存在生命物质的原因而不是条件。这种把生命形成条件和生命形成原因割裂开来的观念，说明在目前的中学地理教学中，孤立地传授地理知识、将相互联系的地理知识机械分割、盲目追求答案的唯一性等问题比较普遍，严重影响学生地理综合思维能力的培养。

培养学生的地理思维品质是中学地理教学的核心任务之一。这要求我们中学地理教师在教学中要重视地理问题的综合分析和深度解读，适当提高地理思维活动的广度、深度和难度，有计划、有重点地选择一些重要地理问题进行深入研讨，既促进学生对相关地理问题形成清晰完整的综合认识，更有利于提高学生的地理思维品质。

本文仅以“地表有适宜的温度”作为问题的归属，探究其形成的诸多相关因素及影响，以期对地表适宜温度的成因形成一个相对全面的认识。更想作为一个典型案例分析，对中学地理教学中如何培养学生的地理综合思维能力有所启发。

地表有适宜的温度不仅是地球上有生命存在的必要条件之一，而且是其它生命条件如有丰富的液态水、有适于生物呼吸的大气的重要原因，还是地球上其它许多现象形成与发展的重要影响因素，对人类生产、生活的影响也极其巨大。

那么，为什么地表有适宜的温度？适宜温度的标准是什么？适宜的温度有什么影响？在中学地理教学中很难给学生形成一个比较全面的认识。在中学地理教材中，相关的知识很少，而且分散。显性的就是在地球的特殊性（存在生命）部分“地球与太阳的距离适中，地表有适宜的温度条件”。那么，为什么日地距离适中地表就有适宜的温度？这是必然的吗？还有其它原因吗？如果有，还有哪些？它们对地表温度又有什么影响？中学教材中没有深入细致的分析，教师也很少多问几个为什么！

目前，地球固体表面的平均温度约为22℃，近地面平均气温约为15℃。而且地表温度的时空变化不是很大，使得地表大部分地区、大多数时候的温度都在此温度附近。这个温度对地表生物来讲就是适宜的。而且，这个温度使地球表面的水多以液态形式存在，形成辽阔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摇篮。这个温度还使近地面大气有适当的密度和成分，这对生物的呼吸作用影响也很大。

影响地表温度高低及变化大小的因素很多，从中学地理教学的角度（取决于《普通高中地理课程标准》和中学生的认知水平）来看，主要有地球的宇宙环境、地球运动、地理环境各圈层间的相互作用以及人类活动等。现例举其中重要的十个因素逐一分析它们对地表温度的主要影响。

1.日地距离适中

太阳辐射是地球上最主要的能量来源，是影响地表温度的根本因素。日地距离大小为什么会影响地表温度呢？

太阳辐射是以太阳为中心向四面八方释放能量的。距离太阳越远，空间范围越大，太阳辐射的能量就越分散，垂直于太阳辐射的单位面积上到达的太阳辐射能量就越少。这跟围着火炉取暖的情况相似，冬天我们围着火炉取暖时，靠近火炉，会感觉很暖热，离火炉越远，得到的热量越少，感觉热度越小。所以，太阳系各大行星表面温度差异很大，距离太阳越远，行星表面温度越低。日地平均距离约1.5亿千米，这使得地球这个位置上的太阳辐射能量密度适中（常用太阳常数表示，约8.24J/cm2·min），这是地表有适宜温度的最重要原因。如果地球距离太阳太近，地球所处的光照强度就太大，地表温度就会太高；相反，如果地球距离太阳太远，地表温度必太低。这样地表就不会有适宜的温度条件了。

2.太阳相对稳定

太阳寿命大约150亿年，目前约50亿岁，正是比较稳定的中年期，太阳辐射释放能量的强度变化不大。自地球上生命诞生以来，太阳没有发生明显变化，太阳辐射能量的强度变化不大，加上日地距离适中，所以地球所处的光照条件相对稳定。如果太阳不稳定，辐射出来的能量时多时少，则地球所处的光照条件变化剧烈，则地表温度也必然相应地发生剧烈变化。

太阳活动的强弱变化对地球的自然环境和人类活动具有一定的影响，如对地球电离层、地球磁场、地球大气状况等均有影响，但对地表温度的影响不大。太阳活动强时，太阳辐射也会增强，到达地表的太阳辐射能量增多；相反则减少。但太阳活动对太阳辐射的强弱变化影响较小，不会对地表温度的适宜性产生明显的影响。

3.地球自转周期较短

地球自转周期（23小时56分4秒）决定了地表昼夜更替周期（24小时）的长短。由于受地球公转的影响，地球自转周期和地表昼夜更替周期不完全相等，但因公转周期太长，两者差异很小，所以一般不考虑地球公转对地表昼夜更替周期的影响。

一般情况下，地表如果是白天，因地表得到太阳辐射的加热作用而增温（地表获得太阳辐射能量大于地表向外辐射净损失的能量，地表热量盈余，储热增多，温度升高。一般是日出到14时左右期间）。夜晚，没有太阳辐射能量补充，地表不断散热，热量亏损，温度下降。如果地表没有昼夜更替现象，或昼夜更替周期太长，则白天温度不断上升会变得很热，夜晚温度不断下降会变得很冷，也就没有了适宜的温度了。所以，因地球自转周期较短，地表昼夜更替周期也较短，地表昼夜温差不大，这也是地表有适宜温度的原因之一。

4.地球公转特点

地球公转的轨道形状和黄赤交角的存在，对地表温度高低及变化也有重要影响。

地球绕太阳公转的轨道（即黄道）是个椭圆，说明日地距离是变化的。好在黄道是个近圆性的椭圆，地球在远、近日点时距离太阳的距离分别约是15210万千米和14710万千米，两者相差很小（只相差约500万千米，约相当于日地平均距离的3.3%），这就使得日地距离的季节变化很小。如果黄道的离心率太大，轨道扁长，远、近日点到太阳的距离相差很大，则近日点时日地距离太小，地表必很热；远日点时，日地距离太远，地表必太冷，导致地表温度季节变化很大，地表也就没有了适宜的温度条件。

地球是斜着身子绕太阳公转的，而且地轴的空间方向不随季节而变化，这就产生了黄赤交角（黄道面和赤道平面的交角），目前约为23°26′，而且变化很小。黄赤交角的存在对地表温度的影响主要是地表温度的季节变化。如果黄赤交角为0，则太阳直射点永远在赤道上，各地全年正午太阳高度不变，而且昼夜等长，则地表各地温度就没有明显的季节变化，地表温度将更加稳定和适宜。相反，如果黄赤交角太大，则各地正午太阳高度和昼夜长短的季节变化很大，不同季节获得的太阳辐射能量差异很大，温度的季节变化也会很大。所以，黄赤交角不大，使地表温度的季节变化也不是很大。

5.地球的球体形状

地球是个接近正球形的椭球体，加上太阳直射点始终在南、北回归线之间的赤道附近，这就使得地表获得太阳辐射能量总体上从低纬度地区向高纬度地区递减，决定了地表温度总体上从低纬向高纬降低，即加大了地表温度的纬度差异，使得低纬热带地区偏热，高纬极地地区很冷。所以，球形的地球加大了地表冷热的地区差异，对地表形成适宜的温度是不利的。当然，如果地表是平面，则地表温度就基本没有了纬度差异，可能都很热（当太阳辐射与地面的夹角很大，地表正午太阳高度都很大时）、或都很冷（太阳辐射与地面的夹角很小，或太阳辐射照不到地面时）、或都适宜（太阳辐射与地面的夹角适中，如45°左右时），情况就会变得很复杂。

地表形态复杂多样也加大了地表温度的地区差异。地表温度随海拔升高而降低，使得许多高山、高原地区的温度偏低，温度不太适宜。好在地表大部分地区海拔不高，具有适宜的温度条件。

6.浓密的大气圈

地球上有适宜的大气对地表形成适宜的温度影响极大，这主要跟地球大气的组成成分和密度有关。

首先，地球大气的保温作用使地表温度平均提高了约20℃。这主要是地球大气中有适量的温室气体CO2和水汽。它们能够强烈吸收地面红外线长波辐射使大气增温，并通过大气逆辐射补偿地面辐射的能量损失，使得到达地表的太阳辐射中的大部分能量保留在地表附近的地面和近地面大气中，使地表温度变得适宜。如果没有大气的保温作用，地表将比现在冷得多。

其次，大气使地表昼夜温差大大缩小。白天，大气对太阳辐射有削弱作用（大气通过吸收、反射、散射等作用使到达地面的太阳辐射减少），使地表增温幅度不大；夜晚，大气对地面有保温作用，使地表降温幅度较小。如果没有大气，地表昼夜温差将比现在大得多。

再次，大气环流将大量热量从低纬地区输送到中、高纬地区，既降低了低纬地区的炎热程度，又使中高纬地区增温变暖，从而使各纬度地区的温度趋向适宜。

7.广阔的水面

地球有“水的行星”之称，水的比热容较大，对气温有调节作用。特别是地表有丰富的液态水，这本身就是地球有生命存在的必要条件。因为地表有适宜的温度，所以地表水才多以液态形式存在。反过来，丰富的液态水又使地表温度更加适宜。地球表面海洋面积约占地表总面积的71%，加上陆地上的河流、湖泊、沼泽等，使地表有四分之三的地方被水覆盖。水体的比热容比岩石大，吸热增温和放热降温的速度和强度都明显小于陆地表面，这就使得地球表面总体上的温度变化要比没有水体覆盖时要小得多。同时，水面蒸发给大气输送丰富的水汽，使许多地区的气候具有海洋性特征，气温年、日较差小，更加温和适宜。

与大气环流一样，大洋环流也可以促进高低纬度间的热量输送和交换，调节全球热量平衡，缩小高低纬度间的冷热差异，使各地温度趋向稳定和适宜。

8.生物的作用

当地球演化到具有适宜温度等生命条件时，地球上才逐渐出现了生物，并不断发展形成生物圈。生物圈又不断地影响着地理环境，使其更加适合生物的生存和发展。如绿色植物通过光合作用吸收二氧化碳，释放氧气；生物又通过呼吸作用等吸收氧气，释放二氧化碳，调节、平衡大气中的二氧化碳浓度，使大气的保温作用强度适宜，进而保证地表温度适宜并相对稳定。同时，森林茂密的地区，植物蒸腾作用强、地表比热容较大，气候具体海洋性特征，更加具有适宜的温度。

9.火山喷发

火山喷发影响全球气候。伦敦公布的最新科学发现表明，火山喷发产生的气体可能是过去5.45亿年间大量物种（包括恐龙）灭绝的原因。英国科学家认为超级火山喷发可能毁灭人类。火山喷发的影响是巨大而深远的，而且有利有弊，这里仅说明火山喷发出的气态物质对气温的影响。

火山爆发时喷出的大量火山灰和火山气体，对气候造成极大的影响。火山喷出的气体最常见的是水蒸汽，一般占60%～90%，此外还有CO2、CO、HCl、NH3、NH4Cl、NaCl、H2S、Cl2、S、N2等。火山灰和火山气体被喷到高空中去，并会随风散布到很远的地方。大量火山灰及水蒸汽（可形成云）较长时期地弥漫在空气当中，反射太阳光线，使到达地表的太阳辐射急剧减少（产生“阳伞效应”），导致气温下降，这是火山喷发对全球性气候的主要影响。此外，水汽、CO2、酸性气体等还会使大气的保温作用增强和产生大范围酸雨。但如果到达地表的太阳辐射能量减少，则大气温室效应的作用也会跟着减弱。所以，如果全球有多个火山剧烈喷发，大量火山灰弥漫，会导致全球气温明显下降。

10.人类活动

工业革命以来，人类活动对气候的影响越来越明显，早已引起世人的高度关注，而且对人们的思想观念及生产、生活方式产生了重大影响。

人类活动对气温的影响主要表现在以下两个方面。

一是改变大气的组成成分。人类活动排放大量废气、微尘等污染物质进入大气，主要有CO2、甲烷（CH4）、SO2、N2O和氟氯烃化合物等。据确凿的观测事实证明，近数十年来大气中这些气体的含量都在急剧增加（由于人类活动的影响，从1750年到2000年，大气中CO2浓度增加了约31%，甲烷的浓度上升了约1.5倍），这些气体都具有明显的温室效应。而由于氟氯烃化合物等的破坏，平流层的臭氧总量明显下降，大气吸收太阳辐射中的紫外线能力减弱，到达地表的紫外线（也是能量）增多，也会促使地表温度升高。

其中影响最大的是人类活动使大气中CO2浓度升高，温室效应增强，导致全球气候变暖。原因主要是人类大量燃烧矿物能源，排放过多的CO2，加上森林、草原被遭严重破坏，绿色植物光合作用吸收的CO2减少，使得大气中CO2浓度不断升高。其对全球增温的影响远远大于自然状态下地球气候的变化速度。一般认为，这是百余年来世界性气候总体上增暖迅速的主要原因。

二是改变地面状况。地面是对流层大气主要直接的能量来源，所以改变地面状况就会影响气候，但这种影响主要还是局部的。人类活动改变下垫面的自然性质是多方面的，目前最突出的是破坏森林、坡地、干旱地的植被及造成海洋石油污染等。破坏植被、围湖造田、大面积排干沼泽、城市及工矿建设等都会使地表比热容增大。海洋石油污染减少了海水蒸发及海面潜热的转移，这些都导致所在地区的气温日、年变化加大。另外，城市是人类影响最集中、最深刻，地理环境变化最大的区域，热岛效应显著，大城市气温常常比周围农村高好几度。

综上所述，地表有适宜的温度是地球所处的宇宙环境和地球本身具有的众多因素综合作用的结果。当然，日地距离是最主要因素，地球大气的影响很大，其它因素的影响也不容忽视。这些众多因素都是变化的，好在它们的变化都不大，加上相互影响、相互联系，所以地表温度虽有冷暖变化和地区差异，但总体上还是比较稳定适宜的。以上核心内容可构建成如下概念图。