Q

在大氣對(duì)地面的保溫作用中，湘教版高中地理教材刻意回避了與溫室效應(yīng)相關(guān)的內(nèi)容。為什么？

A

據(jù)《辭?！贰按髿獗匦?yīng)”詞條介紹，大氣具有允許太陽短波輻射透入大氣低層，并阻止地面和低層大氣長波輻射逸出大氣層的作用。因可使大氣溫度保持較高的水平，故稱大氣保溫效應(yīng)。

20世紀(jì)初期前，人們?cè)`認(rèn)為玻璃溫室（不經(jīng)人工加熱的花房）保溫機(jī)制與大氣保溫機(jī)制相同，因而將它稱為“溫室效應(yīng)”。

1909年，美國物理學(xué)家伍德（Robert Williams Wood，1868—1955）分別用巖鹽（對(duì)長短波輻射都透明，不會(huì)截留長波輻射）和玻璃（有透過短波輻射而截留長波輻射的能力）做成溫室（花房）試驗(yàn)，結(jié)果兩個(gè)溫室內(nèi)的溫度一樣高。這表明溫室的保溫作用，主要不是它是否阻截或吸收長波輻射，而是玻璃或巖鹽壁阻止室內(nèi)（暖）外（冷）空氣以對(duì)流或湍流方式的熱交換。

據(jù)研究，這種阻止空氣在室內(nèi)外熱交換作用，比大氣保溫氣體吸收長波輻射致暖作用大3～4倍。

綜上所述，溫室效應(yīng)與大氣保溫效應(yīng)的意義并不相同，請(qǐng)地理老師們?cè)诮虒W(xué)中加以區(qū)別，兩者不能混為一談，以免以訛傳訛。

Q

湘教版必修一第四章第二節(jié)正文中有這樣一句話：高緯度海區(qū)溫度低，蒸發(fā)量小，加之反復(fù)結(jié)冰、融冰，鹽度偏低。前半句話的意思很容易理解，后半句話該如何解釋呢？

A

需要注意的是，該段正文闡述的是海洋表層海水鹽度的水平分布規(guī)律。高緯度海區(qū)表層海水的鹽度偏低，與該海區(qū)結(jié)冰、融冰的影響有密切關(guān)系。

海水結(jié)冰，主要是純水的凍結(jié)，會(huì)將鹽分大部排出冰外。海冰密度比海水小，它總是浮在海面上，融冰過程可稀釋表層海水鹽度。

Q

從本節(jié)教材中的“海洋表面鹽度、溫度隨緯度的分布示意”圖看出，60°N比60°S處的鹽度低，而從“大西洋表面海水密度、溫度和鹽度隨緯度的分布示意”圖看出，60°N比60°S處的鹽度高。兩幅圖的表達(dá)完全相反，是不是圖像繪制有誤？為什么？

A

教材中的兩幅圖沒有問題，均參照《海洋科學(xué)導(dǎo)論》中的相關(guān)圖像繪制。

第一，需要注意的是，兩幅圖表示的空間尺度不一樣，“海洋表面鹽度、溫度隨緯度的分布示意”圖是針對(duì)全球海洋各緯度的平均狀況而言的，而“大西洋表面海水密度、溫度和鹽度隨緯度的分布示意”圖是針對(duì)大西洋各緯度的平均狀況而言的。

第二，大西洋東北部鹽度較高，是由于北大西洋暖流挾帶高鹽水輸送的結(jié)果。

第三，全球海洋的鹽度分布具有明顯的地域差異性，就平均鹽度而言，北大西洋最高，南大西洋、南太平洋次之，北太平洋最低。其形成原因是：大西洋沿岸無高大山脈，北大西洋蒸發(fā)的水汽經(jīng)東北信風(fēng)帶入北太平洋釋放于巴拿馬灣一帶；南太平洋東海岸的安第斯山脈，使由南太平洋西風(fēng)帶所挾帶的大量水汽上升凝結(jié)，釋放于太平洋東部的智利沿岸；越過安第斯山脈后下沉的干燥氣流，則加強(qiáng)了南大西洋的蒸發(fā)作用。

Q

澳大利亞大陸東南部、塔斯馬尼亞島及新西蘭南、北二島為溫帶海洋性氣候，但湘教版教材中的“世界陸地自然帶分布”圖上，這些地區(qū)的自然帶卻為亞熱帶常綠闊葉林帶。為什么？

A

澳大利亞東部濕潤山地區(qū)是該國主要森林分布區(qū)，北部為熱帶雨林，南部為亞熱帶潮濕森林。從海岸到海拔1000～1200米的東坡布滿森林，山脈西坡降水較少，林地稀疏。山地上部生長的樹木較矮小，海拔1600～1900米的地段，森林變?yōu)榍鷺淙郝浜桶鄥病?/p>

塔斯馬尼亞島主要是森林植被，以常綠樹種占優(yōu)勢(shì)，特別是喜濕的桉屬和常綠櫟樹。

新西蘭北島北部為亞熱帶森林，由一些松、棕櫚、月桂樹等組成；北島西部丘陵地和南島山地西坡是原始森林主要分布區(qū)，是由紅松、黑松等針葉樹和假山毛櫸等樹組成的溫帶混交林。在歐洲移民到來之前，新西蘭森林面積廣大，占全境土地面積的2/3。由于大量砍伐，很多林地辟為牧場(chǎng)，森林面積大大縮小。由于人類活動(dòng)，新西蘭的自然植被已有很大改變。北島中部和南島一些地方多人造林，人工牧場(chǎng)和草地主要集中在北島。

上述地區(qū)為溫帶海洋性氣候，按照地帶性分布規(guī)律，溫帶海洋性氣候下發(fā)育的應(yīng)該是溫帶落葉闊葉林，而不應(yīng)該是亞熱帶常綠闊葉林。

關(guān)于這個(gè)問題，應(yīng)該從非地帶性因素進(jìn)行分析。澳大利亞大陸氣候的特征，是在緯度位置與大陸輪廓、地形、洋流、氣壓和風(fēng)等多種因素的綜合影響下形成的。澳大利亞大部分地區(qū)冬季并不寒冷，7月份，除東南部山區(qū)在0℃以下外，緯度最高的塔斯馬尼亞島的中部為8℃，其他地區(qū)均高于8℃。因而，澳大利亞大陸東南部、塔斯馬尼亞島的森林冬季不落葉，發(fā)育的是亞熱帶常綠闊葉林，而不是溫帶落葉闊葉林。新西蘭地處34°S～47°S，冬季并不寒冷，7月均溫北部為11℃，南部為5℃，山區(qū)為－2℃，再加上上面所說的新西蘭的自然植被受人類活動(dòng)的影響已有很大改變，

因而，地圖將新西蘭大部分地區(qū)劃為亞熱帶常綠闊葉林帶，只在緯度較高的南島劃出兩小片區(qū)域，分別表示溫帶落葉闊葉林帶（原因：緯度較高，地形主要為山地和丘陵）和溫帶草原帶（原因：地處背風(fēng)坡，受燥熱的焚風(fēng)影響）。

Q

湘教版高中地理必修教材第一冊(cè)第一章第四節(jié)正文中有這樣一句話：經(jīng)過深入研究，科學(xué)家推算地球的年齡約為46億年。有學(xué)生問過這個(gè)問題，被我敷衍過去了。為什么教材的表述要強(qiáng)調(diào)一個(gè)“約”字？

A

回答這個(gè)問題，需要從學(xué)科思想史的角度來闡釋。20世紀(jì)中葉，哈勃（E.P.Hubble）根據(jù)對(duì)宇宙的觀測(cè)，提出宇宙年齡的問題。哈勃計(jì)算的宇宙年齡約為20億年，但當(dāng)時(shí)一批地質(zhì)學(xué)家都聲稱地球年齡為30億～40億年。這就是說，地球年齡老于宇宙年齡。

這樣，地質(zhì)學(xué)家與天文學(xué)家之間的爭論也就不可避免。這一爭論直到1956年克萊爾·帕特森（Claire Patterson）通過隕石的Pb-Pb等時(shí)線法測(cè)定了后來得到公認(rèn)的45.5億年的地球年齡而告結(jié)束。帕特森的工作是建立在地球與隕石有一致的年齡的基礎(chǔ)之上的。

然而，關(guān)于地球年齡的討論仍然沒有結(jié)束。這一討論集中在當(dāng)年帕特森“地球年齡”的假設(shè)前提上，人們置疑隕石年齡是否等于地球年齡。很顯然，帕特森的“地球年齡”是一個(gè)間接年齡。隨著同位素測(cè)試精度的提高，以及隕石年代學(xué)的大量研究，重新懷疑帕特森的“地球年齡”不是沒有道理的。我們討論地球形成的精確年齡，直接涉及對(duì)地球成因的認(rèn)識(shí)以及地球的演化模型，否則，地球系統(tǒng)科學(xué)，尤其是當(dāng)代地球化學(xué)理論體系對(duì)地球化學(xué)演化的任何討論，都將建立在一個(gè)極不穩(wěn)固的基礎(chǔ)之上。

Q

湘教版高中地理必修教材第一冊(cè)第一章第一節(jié)閱讀欄目“探索宇宙中的生命”中有這樣一句話：在地球之外，高級(jí)生命存在的可能性極大。學(xué)生對(duì)諸如此類問題饒有興趣，能否談?wù)勥@句話背后的相關(guān)知識(shí)？

A

在銀河系中存在多少個(gè)具有文明的星球？美國天文學(xué)家弗蘭克·德雷克于1961年提出一個(gè)公式，以一連串的可能性的乘積來計(jì)算銀河系中現(xiàn)存的能夠進(jìn)行星際通信的具有先進(jìn)文明的星球的數(shù)目

N＝R*×Fp×Ne×Fl×Fi×Fc×L

其中，R*表示銀河系中平均每年新誕生的恒星數(shù)目；Fp表示擁有行星系統(tǒng)的恒星在全部恒星中所占的比例；Ne表示在這些行星系統(tǒng)中平均說來具備生命起源和進(jìn)化條件的行星的數(shù)目；Fl表示在滿足這些條件的行星中實(shí)際誕生了生命的行星的比例；Fi表示從一般生命進(jìn)化到智慧生命的概率；Fc表示智慧生命擁有星際通信能力的比例；L代表文明的平均壽命（年）。德雷克根據(jù)這個(gè)公式預(yù)言在銀河系中有104個(gè)有星際交流能力的文明星球。

美國天文學(xué)家卡爾·薩根取如下數(shù)值：

R*≈10，F(xiàn)p≈1，Ne≈1，F(xiàn)l≈1，F(xiàn)i≈10＿1，F(xiàn)c≈10＿1，L≈107

計(jì)算得到N=106，即在銀河系中存在100萬個(gè)恒星，其行星系統(tǒng)中有高度發(fā)達(dá)的外星文明存在。

對(duì)于這種估算，科學(xué)家們有不同的意見。美國天文學(xué)家麥凱爾·哈特認(rèn)為，方程式中的預(yù)測(cè)值太多，不可靠；如果銀河系以內(nèi)還有其他的發(fā)達(dá)文明存在，那么它早就把銀河系殖民化了，我們不可能至今仍未發(fā)現(xiàn)它。這表明，在銀河系內(nèi)除地球之外沒有其他的發(fā)達(dá)文明存在，但是，銀河系外可能有其他文明存在。蘇聯(lián)修克羅斯基認(rèn)為，如果其他文明的星球擁有核武器，就會(huì)因核戰(zhàn)爭而滅亡，因此，發(fā)達(dá)文明的壽命非常短暫，銀河系除地球之外可能沒有其他文明存在。

自20世紀(jì)中葉以來，人類對(duì)太空生命的探索已經(jīng)有了長足的進(jìn)展。天文學(xué)家一直向外發(fā)射探測(cè)外星文明的電磁波，追蹤成千上萬顆星球發(fā)出的電磁波信號(hào)，利用天文望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)潛在的宜居行星，發(fā)射宇宙飛船探測(cè)太陽系中絕大部分的行星及其主要衛(wèi)星等，用這些方法來探測(cè)外星生命存在的跡象。但是，這些搜尋行動(dòng)一無所獲。

科學(xué)探索證實(shí)，盡管組成生命的元素廣布于宇宙空間，甚至連氨基酸之類生命的直接組分都能夠在太空找到，但是，迄今為止還沒有任何確切的觀測(cè)證據(jù)表明有外星生命和外星文明存在。