解题思路：此图为大气受热过程和保温作用原理示意图．过程为：由于大气层中的水汽、尘埃和二氧化碳对太阳的短波辐射吸收能力较弱，因此大部分太阳辐射能直接到达地表．地表在吸收了太阳短波辐射后，不断增温的同时释放长波辐射．近地面大气对地面的长波辐射具有很强的吸收能力，近地面大气增温后释放的长波辐射大部分以大气逆辐射的形式射向地面．大气逆辐射的存在使得近地面大气层始终保持有一定的温度，因而具有保温作用．根据过程得知，②为大气对太阳辐射的吸收，①为太阳辐射中到达地面的可见光部分，③为大气逆辐射，④为地面辐射．
大气层中的水汽、尘埃和二氧化碳对太阳的短波辐射吸收能力较弱，因此大部分太阳辐射能直接到达地表．地表在吸收了太阳短波辐射后，不断增温的同时释放长波辐射．近地面大气对地面的长波辐射具有很强的吸收能力，故通过大气吸收地面辐射使大气增温．故代表近地面大气主要直接热源的是地面辐射，即为④．
故选：D．
点评：
本题考点： 大气的受热过程．
考点点评： 理解记忆大气受热过程及大气温度的直接热源即可，属于基础题．