随着人类居住环境--地球不断变暖，南、北极的冰川不断融化，海平面逐渐上升。人类对过量排放二氧化碳所导致的地球变暖现象越来越重视，已经成为世界各国普遍关注的问题。为了提高同学们的环保意识，有必要让同学们认识温室效应现象。为此我们设计一了个实验，其目的是使同学们对温室效应有一个比较直观的认识。下面简谈一下温室效应，并对我们设计的演示实验做一介绍。
1 温室效应的有关概念
现今全球的地面平均温度约为15℃。可是，如果没有大气，地球的地面平均温度应为零下23℃，（根据地球接受到的太阳热量和地球放出的热量相等算出）。这38℃大体就是因为地球有大气，它像条被子一样包住地球，造成温室效应之故。
世界上，宇宙中任何物体都辐射光波（包括可见的和不可见的），物体温度越高，辐射的光波波长越短。太阳表面温暖约6000K（开尔文温度），它发射的光波波长很短，从0.2微米到4微米，其中大约有一半能量集中的0.35到0.7微米，是从紫到红的可见光。短于0.35微米的称为紫外线，长于0.7微米为红外线，人眼都看不见。地面一方面接受太阳短波辐射而增温，同时也时时刻刻向外辐射光波。地球发射的光波波长因为温度较低而较长，在4~100微米之间，称为地面长波辐射或红外辐射。短波辐射和长波辐射在经过地球大气时遭遇是不同的：大气对太阳短波辐射几乎是透明的，但却强烈吸收地面长波辐射。大气在吸收地面长波辐射的同时，它自己也向外辐射波长更长的红外辐射。其中向下到达地面的部分称为逆辐射。地面接受到逆辐射后就会升温，或者说大气对地面起到了保温作用。就是基于这种平衡，才使地面维持一定的温度使我们人类能够赖依生存，万物繁衍不断，这就是大气温室效应的原理。
地球大气的这种保温作用有些类似于种植花卉的暖房顶上的玻璃（因此温室效应也称暖房效应或花房效应），因为玻璃也有透过太阳短波辐射和吸收地面红外辐射的保温功能，对波长较长红外辐射却表现为吸收，吸收后辐射出更长波长的红外辐射，形成逆辐射。
基于以上原理，我们要在课室里演示温室效应，就要模仿一个类似于太阳光照射地球的环境来演示温室效应。为了提高实验的效率我们采用黑色塑料薄膜或胶袋充当地面（它几乎可以把各种波长的光转化为红外辐射，光转为热的效率比较高），用250W戴灯罩的白炽灯发出的光充当太阳光，在离玻璃杯比较近（15cm左右）时，其对玻璃烧杯辐照强度要比太阳光强很多。
2 实验过程
（1）准备材料：1个1000ml透明的玻璃杯、2块硬纸板、2支体温表、透明胶、250W戴灯罩白炽灯、黑色塑料布或胶袋。
（2）实验步骤：如图1将黑色胶袋平放在桌子上，玻璃杯倒扣其上，将2支温度计用透明胶分别粘在硬纸板上；将其中的一支粘于玻璃杯内，另外一支粘于玻璃杯外面，并相对放置，最初可让水银全部甩入水银泡内；用250W白炽灯照射，每过5分钟观测一下，记录一下2支温度计上的温度，看有什么不同。
（3）原理说明：放在玻璃杯中的那支温度计的温度在开始时和外面的温度计处于同一温度环境中，但隔一段时间后，就会发现处于烧杯内温度计水银液面高度始终高于外面的温度计，并且处于烧杯内温度计水银液面在不断上升，经过一段时间后保持某一温度（我们的实验是保持于41℃左右），而处于烧杯外面的温度计液面高度几乎没有变化。这里的玻璃杯就相当于地球表面的空间空气（温室气体），炽热的高温灯丝发出的高频短光波通过玻璃（但也有一部分被反射，这一点和大气有区别，大气可以认为全部通过），它对这些高频短波光是透明的，在玻璃内没有能量积累，黑色胶袋吸收了各种波长的光之后，辐射出红外光线，然后玻璃吸收，通过辐射热交换反射回来了更长波长的辐射热，造成了烧杯内气体温度升高，形成温度效应。但应注意是如果用手摸一下烧杯，你并没有感觉有太大的温度变化和没有用光照射前感觉差不多。它实际上完成的是辐射热交换，在玻璃上并没有太多的能量积累，类似地球高空空气长时间经太阳照射温度几乎没有升高一样，它的任务是辐射热交换，相当于地球保温的一个屏障。
以上是室内演示温室效应一个简介，虽然和真实的大气温室效应在结构模型上不尽相同，但也可以说明温室效应的一些问题，其优点就是该实验可以在教室内进行，能够使更多的同学直接感受实验过程，并且取材容易。我想在这方面做些探索，以期起到抛砖引玉的作用。
参考文献：
［1］人教版普通高中课程标准实验教科书地理1（必修）.2004年.第1版.第8页及第49页至54页。
［2］北京出版社出版.纪江红主编：《中国学生宇宙学习百科》，2005年.第一版.第31页。
(栏目编辑王柏庐)