高中地理新教材若干問題的解釋！

Q

在大氣對地面的保溫作用中，湘教版高中地理教材刻意回避了與溫室效應相關的內容。為什么？

A

據《辭海》“大氣保溫效應”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。

20世紀初期前，人們曾誤認為玻璃溫室（不經人工加熱的花房）保溫機制與大氣保溫機制相同，因而將它稱為“溫室效應”。

1909年，美國物理學家伍德（Robert Williams Wood，1868—1955）分別用巖鹽（對長短波輻射都透明，不會截留長波輻射）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，結果兩個溫室內的溫度一樣高。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（暖）外（冷）空氣以對流或湍流方式的熱交換。

據研究，這種阻止空氣在室內外熱交換作用，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，溫室效應與大氣保溫效應的意義并不相同，請地理老師們在教學中加以區別，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正文中有這樣一句話：高緯度海區溫度低，蒸發量小，加之反復結冰、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律。高緯度海區表層海水的鹽度偏低，與該海區結冰、融冰的影響有密切關系。

海水結冰，主要是純水的凍結，會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《海洋科學導論》中的相關圖像繪制。

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，北大西洋蒸發的水汽經東北信風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，使由南太平洋西風帶所挾帶的大量水汽上升凝結，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，則加強了南大西洋的蒸發作用。

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是該國主要森林分布區，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，森林變為曲樹群落和矮生灌叢。

塔斯馬尼亞島主要是森林植被，以常綠樹種占優勢，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，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，森林面積大大縮小。由于人類活動，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，人工牧場和草地主要集中在北島。

上述地區為溫帶海洋性氣候，按照地帶性分布規律，溫帶海洋性氣候下發育的應該是溫帶落葉闊葉林，而不應該是亞熱帶常綠闊葉林。

關于這個問題，應該從非地帶性因素進行分析。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、氣壓和風等多種因素的綜合影響下形成的。澳大利亞大部分地區冬季并不寒冷，7月份，除東南部山區在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℃，山區為－2℃，再加上上面所說的新西蘭的自然植被受人類活動的影響已有很大改變，

因而，地圖將新西蘭大部分地區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：地處背風坡，受燥熱的焚風影響）。

Q

湘教版高中地理必修教材第一冊第一章第四節正文中有這樣一句話：經過深入研究，科學家推算地球的年齡約為46億年。有學生問過這個問題，被我敷衍過去了。為什么教材的表述要強調一個“約”字？

A

回答這個問題，需要從學科思想史的角度來闡釋。20世紀中葉，哈勃（E.P.Hubble）根據對宇宙的觀測，提出宇宙年齡的問題。哈勃計算的宇宙年齡約為20億年，但當時一批地質學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，地質學家與天文學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等時線法測定了后來得到公認的45.5億年的地球年齡而告結束。帕特森的工作是建立在地球與隕石有一致的年齡的基礎之上的。

然而，關于地球年齡的討論仍然沒有結束。這一討論集中在當年帕特森“地球年齡”的假設前提上，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”是一個間接年齡。隨著同位素測試精度的提高，以及隕石年代學的大量研究，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，直接涉及對地球成因的認識以及地球的演化模型，否則，地球系統科學，尤其是當代地球化學理論體系對地球化學演化的任何討論，都將建立在一個極不穩固的基礎之上。

Q

湘教版高中地理必修教材第一冊第一章第一節閱讀欄目“探索宇宙中的生命”中有這樣一句話：在地球之外，高級生命存在的可能性極大。學生對諸如此類問題饒有興趣，能否談談這句話背后的相關知識？

A

在銀河系中存在多少個具有文明的星球？美國天文學家弗蘭克·德雷克于1961年提出一個公式，以一連串的可能性的乘積來計算銀河系中現存的能夠進行星際通信的具有先進文明的星球的數目

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目；Fp表示擁有行星系統的恒星在全部恒星中所占的比例；Ne表示在這些行星系統中平均說來具備生命起源和進化條件的行星的數目；Fl表示在滿足這些條件的行星中實際誕生了生命的行星的比例；Fi表示從一般生命進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）。德雷克根據這個公式預言在銀河系中有104個有星際交流能力的文明星球。

美國天文學家卡爾·薩根取如下數值：

R*≈10，Fp≈1，Ne≈1，Fl≈1，Fi≈10＿1，Fc≈10＿1，L≈107

計算得到N=106，即在銀河系中存在100萬個恒星，其行星系統中有高度發達的外星文明存在。

對于這種估算，科學家們有不同的意見。美國天文學家麥凱爾·哈特認為，方程式中的預測值太多，不可靠；如果銀河系以內還有其他的發達文明存在，那么它早就把銀河系殖民化了，我們不可能至今仍未發現它。這表明，在銀河系內除地球之外沒有其他的發達文明存在，但是，銀河系外可能有其他文明存在。蘇聯修克羅斯基認為，如果其他文明的星球擁有核武器，就會因核戰爭而滅亡，因此，發達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世紀中葉以來，人類對太空生命的探索已經有了長足的進展。天文學家一直向外發射探測外星文明的電磁波，追蹤成千上萬顆星球發出的電磁波信號，利用天文望遠鏡觀測潛在的宜居行星，發射宇宙飛船探測太陽系中絕大部分的行星及其主要衛星等，用這些方法來探測外星生命存在的跡象。但是，這些搜尋行動一無所獲。

科學探索證實，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證據表明有外星生命和外星文明存在。