“氣、液、固”三態物質與大氣熱力效應

方祖舜

“大氣受熱過程”是高考地理考查的重點，也是高中地理學習的難點。在考題中，該原理的應用往往和實際的生活情境密切結合，變式大，靈活性高且帶有很強的理科思維特性，往往導致考生的諸多情境性失分。本文從太陽輻射能量在“固液氣”三態中傳播特點的差異出發，條分縷析，建立思維層次結構，結合具體實例，以突破這一知識難點。

一、月表環境與月面受熱

月球表面環境相對特殊，由于月球質量小，其吸附的大氣層幾乎可以忽略不計，月表可以看成是一種真空狀態。太陽輻射幾乎未經削弱地傳導給月表，又以月面輻射的形式耗散至宇宙空間，晝夜交替之中，月表晝夜溫差極大（見示意圖一），幾乎是烈火與寒冰般的煉獄，強烈的溫差產生強大物理風化作用，使得面向太陽的月表巖層幾乎成粉末狀。

二、地表環境與大氣受熱

1.大氣對太陽輻射的削弱和對地面輻射的保溫效應

和月表不同，地球引力束縛了數千公里的大氣層，且氣體密度隨離地面高度的增加而變得愈來愈稀薄。大氣層通過反射、散射和選擇性吸收作用對太陽輻射產生削弱，使到達地表的輻射量銳減，從而避免了白天地球表面的劇烈升溫，大氣的密度越高，削弱作用越強。如青藏高原由于地勢高，大氣稀薄，太陽輻射較低海拔地區強的多（見示意圖二）。

同時，地面吸收太陽輻射后，通過長波輻射的形式將能量傳導給大氣，大氣吸收地面輻射的同時，又以輻射的方式向外放射能量，稱為大氣輻射。這其中有很大一部分輻射指向地面，稱為大氣逆輻射，使得近地面大氣升溫。同理，大氣密度越大，這一效應越強。

2.云層在大氣熱力效應中的媒介作用

由于下墊面的影響，大氣分布狀態在地表不同緯度和海陸位置存在明顯差異。大氣中飽含大量的水汽、固體塵埃顆粒以及水汽、甲烷等溫室氣體。這些物質一方面對短波太陽輻射產生反射、散射和吸收等削弱作用；另一方面，云層越厚，空氣濕度越大，含水汽、二氧化碳等越多，其吸收的地面輻射越多，而大氣輻射就越強，形成類似于溫室環境的保溫效應。如生活中我們發現，同一地區晴天的晝夜溫差要大于陰雨云霧天氣就是這個道理（見圖三）。

3.大氣熱力效應在農業上的應用

農業生產受氣候和天氣的影響顯著，且地域差別明顯，許多農業耕作技術都是利用了大氣熱力效應原理，如大棚技術、玻璃溫室、不同類型地膜的使用等等。從“固液氣”三態物質對大氣熱力效應的影響來看，我們可以把大棚技術和地膜看成固態化的云層（見示意圖四），就更容易理解其原理和功能。此外，農業上利用秸稈、人造煙霧、石沙等覆蓋技術以及冬天的大雪、農田灌水等方式，都比較類同。

例題1：不同顏色的地膜對太陽光有不同的反射與透光特性，圖甲、圖乙兩圖分別為黑白條帶膜和黑白雙面膜（正面為乳白色，反面為黑色）覆蓋栽培作物示意圖。據此完成下列各題。

1.圖甲中白色膜、圖乙中乳白色膜的主要作用分別是

A.適當降低土溫，適當提高土溫

B.減弱太陽輻射強度，增強地面輻射的強度

C.降低土壤濕度，減小土壤蒸發

D. 減弱地面輻射散失，增加對太陽輻射反射

2.甲、乙兩圖中黑色膜的共同作用是

A. 抑制雜草生長 B. 提高土壤溫度

C. 降低土壤濕度 D. 增強地面輻射

3.珠江三角洲地區黑白雙面膜多用在

A. 早春 B. 盛夏

C. 晚秋 D. 寒冬