地理教学中的温差

2019-09-10 04:14李玉洁
学习周报·教与学 2019年12期
关键词:太阳辐射纬度温差

李玉洁

关键词:气温日较差;气温年较差

温差一词在地理教学中经常遇到,既有气温日较差(也称日温差或昼夜温差),又有气温年较差(也称年温差)。一天当中,气温最高值一般出现在午后两点左右,最低温出现在日出前,最高温与最低温的差值称为气温日较差。气温日较差的大小與纬度、海拔、地形、天气状况、下垫面性质等因素密切相关。

一、纬度和气温日较差

气温日较差随着纬度的增加而减少,主要受太阳高度日变化的影响。不管高低纬度,日出和日落时太阳高度都是0度;而正午太阳高度则差别很大,低纬度地区正午太阳高度大,高纬度地区正午太高度小。这样低纬度地区太阳高度的日变化大,导致一天中不同时间获得太阳辐射差别大,气温日较差大;高纬度地区太阳高度的日变化小,导致一天中不同时间获得太阳辐射差别小,气温日较差小。

二、海拔高度与气温日较差

(一)在大尺度地形单元中,海拔高气温日较差大,如青藏高原上气温日较差大于周围的低地,这是因为对流层大气的热量来自于青藏高原表面,受青藏高原大气稀薄、透明度好,白天地面接受到的太阳辐射多使近地面气温上升较快,温度较高;而夜晚大气稀薄,保温作用弱,近地面气温下降快,温度低,形成了较大的昼夜温差。藏族人穿的藏袍,就是适应了这一天气特征。白天气温高把一只或两只袖子拉下来,反系在身后,到了晚上穿上袖子系上带子特别暖和,抗寒。青藏高原上种植的青稞、春小麦,颗粒饱满,格桑花硕大艳丽,均和昼夜温差大密切相关。因为白天光照充足,气温较高,光合作用强,产生的有机质多,夜晚气温低,生物呼吸作用弱,分解的有机质少,有机质积累多,使花果硕大艳丽。

(二)在小尺度地形单元中,海拔高气温日较差小,如泰山气温日较差小于山麓地带的济南。为什么山地比附近平原气温日较差小呢?。主要原因有以下三个方面:第一,受对流层大气的热量来源影响。对流层大气的主要热源直接来自下垫面,所以气温随下垫面温度的变化而变化。受下垫面温度变化的影响,对流层大气越靠近下垫面,平均气温越高,气温的日变化幅度越大;离下垫面越远,平均气温越低,气温的日变化幅度越小。第二,受山地云雾热力状况作用的影响。泰山海拔高,气温低,大气中云雾多,白天对太阳辐射的反射率大。第三,山地气温受周围“自由大气”的调节作用的影响。山地海拔高,空气流动性好,利于与周围“自由大气”进行交换。

(三)低凹地(如盆地、谷地)大于平地,平地大于凸地(如小山丘)的气温日较差。低凹地形,白天空气与地面接触面积大,通风不良,热量不易散失,温度较高;在夜间常为冷空气沿山坡下沉汇合之处,加上辐射冷却,谷底或盆底温度低,故气温日较差大。而凸出地形上部由于海拔高和面积小的关系,气温受地表影响小而主要受周围空气的调节。白天不易升高,夜晚也不容易降低。气温日较差通常比同纬度的平地气温日较差小。

三、天气状况与气温日较差

晴朗天气,气温日较差大。其原因是晴朗天气,大气透明度好,水汽杂质少,白天大气对太阳辐射的削弱作用弱,增温快,气温高;夜晚由于大气逆辐射弱,散热快,气温低,温差大。很多天气现象的出现都和昼夜温差大有关,如雾、露、霜、雾凇等。简单说一下雾的形成:白天气温高,空气可容纳较多的水汽,到了夜间,温度下降,空气中可容纳的水汽含量减少了,因此一部分水汽会凝结成雾。特别是秋冬季节,由于夜长,而且出现无云风小的机会较多,地面散热较夏天更迅速,以至地面温度急剧下降,这样使得近地面空气中的水汽,容易在后半夜到早晨达到饱和而凝结成小水珠,形成雾。秋冬清晨的气温最低,便是雾最浓的时刻。山谷比山顶水汽更易凝结形成雾,因为温差更大,水汽更足。而露霜雾凇的形成同样需要近地面气温低,水汽较足,晴朗无风的天气。

阴雨天气气温日较差小,原因是阴雨天气,大气中水汽杂质多,白天大气对太阳辐射的削弱作用强,增温慢,气温低;夜晩由于大气逆辐射强,散热慢,气温相对较高,温差小。

四、下垫面与气温日较差

最大的下垫面差异就是海洋和陆地,海洋的比热容大,近海地区气温的升降速度都较慢,日温差小,而内陆地区比热容小,升降温速度都较快,日温差大;其他下垫面差异还有裸地和林地,沙地和草地,城市和郊区等。

气温日较差在农业生产中应用较多:沙漠气候或大陆性气候区,降水少,气候干旱,日照充足,光合作用强,产生有机质。夜间低温,有利于抑制植物呼吸作用能有效减少植物养分的消耗,昼夜温差大,有利于瓜果糖分积累,有利于提高农作物的产量和质量(在我国新疆种植着世界闻名的长绒棉、哈密瓜和葡萄,现在又发展成为世界上最主要的番茄产区就是得益于该地夏季日照时间长,昼夜温差大的气候条件);气温日较差大,夜间气温较低,害虫的生存和繁殖困难,病虫害少。这个点在教学中一定要突出。日较差大对农业生产有有利之处,同样也有不利影响,在春季和深秋昼夜温差过大可能出现霜冻现象,这时还需要措施来预防霜冻。

气温年较差:一年中,北半球气温通常大陆上七月最高一月最低,海洋上八月最高二月最低,一年内的最高月平均气温与最低月平均气温的差,叫做气温年较差。气温年较差受纬度和气候状况影响较大。

(一)纬度与气温年较差

纬度高,气温年较差大。这是因为纬度高,夏季虽然正午太阳高度小,但昼长,获得热量相对较多,气温高;冬季不仅正午太阳高度角小,而且昼长也短,获得的光热相当少,气温低;同时,纬度高的地区,距离冬季风的源地近,容易受到冷空气侵袭,气温低,气温年较差大;纬度低,气温年较差小。这是因为纬度低,夏季正午太阳高度大,昼长,获得热量相对较多,气温高;冬季正午太阳高度虽有减小,昼长也会变短,但二者变化幅度都小,获得的光热减少不多;同时,纬度低的地区,距离冬季风的源地远,不容易受到冷空气侵袭,气温高,所以气温年较差小。

(二)气候和气温年较差

大陆性气候,降水少,冬冷夏热,气温年较差大,大陆性强,这是大陆增温与降温速度都快造成的;海洋性气候,降水多,全年温和,气温年较差小,这是海洋的增温与降温速度都慢造成的。

气温年较差大小对农作物生长影响不大,但是会影响到作物的生长期长短,低纬地区全年高温,年温差小,作物可以随时种植,一年多熟;但在中高纬地区冬寒夏热,年温差大,无霜期短,作物只能春种秋收,一年一熟。

搞清了气温日较差和气温年较差的基本概念,理解各自的影响因素,在地理学习中遇到温差的问题时我们就能够游刃有余了。

参考资料:

《高中地理核心概念应用手册》陈国 雷卫伟编

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