淺談逆溫現(xiàn)象
本文來自：http://blog.cersp.com/userlog/11926/archives/2008/736777.shtml
對(duì)流層大氣的熱量主要直接來自地面的長波輻射，一般情況下，離地面越遠(yuǎn)，氣溫越低，即氣溫隨高度增加而遞減，平均垂直遞減率為0.65℃/100米。但在一定條件下，對(duì)流層的某一高度有時(shí)也會(huì)出現(xiàn)氣溫隨高度增加而升高的現(xiàn)象，這種氣溫逆轉(zhuǎn)的現(xiàn)象就是逆溫。
一、逆溫產(chǎn)生的原因
1.地面輻射冷卻：在晴朗無風(fēng)或微風(fēng)的夜晚，地面很快輻射冷卻。貼近地面的大氣層也隨之降溫。由于空氣愈靠近地面，受地面的影響愈大，所以，離地面愈近，降溫愈多；離地面愈遠(yuǎn)，降溫愈少，因而形成了自地面開始的逆溫。隨著地面輻射冷卻的加劇，逆溫逐漸向上擴(kuò)展，黎明時(shí)達(dá)最強(qiáng)。一般日出后，太陽輻射逐漸增強(qiáng)，地面很快增溫，逆溫便逐漸自下而上消失。夏季夜短，逆溫層較薄，消失也快，冬季夜長，逆溫層較厚，消失較慢。
2．空氣平流逆溫：當(dāng)暖空氣水平移動(dòng)到冷卻的地面、水面或氣層之上時(shí)，底層空氣因受下墊面的影響迅速降溫，上層空氣因距離較遠(yuǎn)，降溫較少，于是產(chǎn)生逆溫。逆溫的強(qiáng)弱，主要由暖空氣和冷地表面的溫差決定。溫差大，逆溫越強(qiáng)。冬半年，在中緯度的沿海地區(qū)，因?yàn)槟抢锖ｊ懙臏夭铒@著，當(dāng)海上暖空氣流到大陸上時(shí)，常常出現(xiàn)逆溫。
3.下沉逆溫：在高壓控制區(qū)，高空存在著大規(guī)模的下沉氣流，由于氣流下沉的絕熱增溫作用，致使下沉運(yùn)動(dòng)的終止高度出現(xiàn)逆溫。這種逆溫多見于副熱帶反氣旋區(qū)，它的特點(diǎn)是范圍大，不接地而出現(xiàn)在某一高度上。這種逆溫因?yàn)橛袝r(shí)像蓋子一樣阻止了向上的湍流擴(kuò)散，如果延續(xù)時(shí)間較長，對(duì)污染物的擴(kuò)散會(huì)造成不利的影響。
4．鋒面因素：對(duì)流層中，冷暖空氣相遇，暖空氣密度小，爬升到冷空氣的上面，兩者之間形成一個(gè)傾斜的過渡區(qū)鋒面。在鋒面上，如果冷暖空氣的溫度差比較顯著，也可出現(xiàn)逆溫，由于鋒是從地面向冷空氣上方傾斜的，逆溫層也隨鋒面的傾斜而呈傾斜狀態(tài)。因此逆溫只能在冷空氣所控制的地區(qū)內(nèi)觀察到而且，逆溫的高度與觀測(cè)點(diǎn)相對(duì)于地面鋒線的位置有關(guān)．觀測(cè)點(diǎn)距地面鋒線愈近，逆溫高度愈低。
5.地形逆溫：常發(fā)生在山地、盆地和谷地中。由于山坡散熱快，山坡上的冷空氣沿山坡下沉到谷底，谷底原來較暖的空氣被冷空氣抬擠上升，從而出現(xiàn)溫度的倒置現(xiàn)象。這樣的逆溫主要是在一定的地形條件下形成的，所以稱為地形逆溫。如美國的洛杉磯因周圍三面環(huán)山，每年有兩百多天出現(xiàn)逆溫現(xiàn)象。
二、逆溫現(xiàn)象與大氣污染
20世紀(jì)世界6起嚴(yán)重的大氣污染事件都與逆溫有關(guān)，小的污染事件就更多了。很多大氣污染物在排放出來時(shí)都比周圍空氣熱(汽車尾氣、工廠煙囪的煙氣等)，熱空氣比重較輕，因此一般情況下，較熱的污染氣體從冷空氣中上升并在上部逐漸擴(kuò)散。如果存在逆溫現(xiàn)象，暖空氣層覆蓋在冷空氣層之上，較熱的污染氣體僅能上升到熱空氣層的底部。在那里，污染氣體的比重沒有上部空氣輕，也就不再上升，這樣它們被局限在近地面的空氣中，并在那里聚集。有時(shí)冷暖空氣的交界十分明顯，可以看到污染空氣有一個(gè)子坦的頂界。如美國的賓夕法尼亞州的一個(gè)山谷曾發(fā)生的一次嚴(yán)重大氣污染事件就是逆溫誘發(fā)的。當(dāng)然，即使不存在逆溫現(xiàn)象，大氣污染也會(huì)對(duì)健康造成危害，但逆溫卻使污染物濃度大大增強(qiáng)。而且，一旦形成逆溫，由于空氣不易對(duì)流上升，導(dǎo)致污染物不易擴(kuò)散，使近地面冷空氣的密度增大，空氣中的污染物增多，很難越過上部較輕的熱空氣。逆溫現(xiàn)象可能持續(xù)一周甚至更長時(shí)間。
特定的地形對(duì)形成逆溫現(xiàn)象特別有利。如美國洛杉磯就處于這樣的環(huán)境之中，太平洋吹來的冷空氣受山脈阻擋，插人大陸的暖空氣之下。美國的賓夕法尼亞州就在一條大山谷中，當(dāng)暖鋒通過山脊平面時(shí)，冷空氣仍滯留在山谷之中，形成逆溫。德國煤田豐富的魯爾山谷在1984年～1985年冬季，長久的逆溫現(xiàn)象造成大氣污染，許多學(xué)校和工廠被迫關(guān)閉，私人汽車也被禁止使用，一直持續(xù)到空氣重新潔凈，在大多數(shù)天氣狀況下，除了等待逆溫現(xiàn)象自行消失，別無辦法。
有些天氣狀況，如逆溫，能影響大氣污染的程度；反過來，大氣污染也能改變天氣條件，如降低能見度，改變氣溫，增加雨水的酸性等。這在粉塵造成的大氣污染中表現(xiàn)特別突出。
美國密歇根湖的西南方是個(gè)工業(yè)區(qū)，有芝加哥市等工業(yè)城市以及以鋼鐵工業(yè)為主的印第安納州的加里和哈蒙德市。這些工業(yè)區(qū)的煙霧向東北方向吹過湖面。起初，這些煙霧幾乎難以察覺，隨著水蒸氣的凝結(jié)，開始出現(xiàn)云霧，最終形成雪晶。密歇根湖大片降雪區(qū)就位于污染煙霧從西南方向向東北延伸的直線地帶上。這說明大氣污染會(huì)引起降水的變化，當(dāng)然這些降水是受污染的酸性降水。
大氣污染排放的污染物對(duì)地區(qū)性氣候也會(huì)發(fā)生影響，主要是燃燒煤、石油、天然氣排放大量的煤煙、粉塵等污染物改變了大氣成分，如大氣中二氧化碳含量增加引起“溫室效應(yīng)”。燃燒煤、石油使大氣中二氧化碳濃度增加，破壞了自然界二氧化碳的平衡。二氧化碳吸收太陽的短波輻射，同時(shí)也吸收地表發(fā)出的長波輻射，大氣中二氧化碳濃度增加，則使大氣吸收更多的輻射與逸散的能量而使地面增溫。
因此，局部地區(qū)產(chǎn)生逆溫現(xiàn)象，會(huì)使大氣污染更加嚴(yán)重，影響人們的生產(chǎn)和生活，甚至威脅人類的生存和發(fā)展。
三、逆溫的利
逆溫和其它天氣現(xiàn)象一樣，也有有利的一面。把逆溫現(xiàn)象看成是一種氣候資源而加以利用主要是在一些山坡或河谷地區(qū)。如我國新疆伊梨谷地，逆溫從10月至翌年3月，長達(dá)半年之久。1月份的坡地逆溫層厚達(dá)400米，逆溫強(qiáng)度達(dá)5℃。逆溫帶有效地提高了谷地在冬季的溫度水平，多年生果樹越冬可不必埋土，凍害得以避免或減輕，而且果實(shí)硬度高，品質(zhì)好；在這里發(fā)展蔬菜，可減少熱能投入，提高經(jīng)濟(jì)效益；逆溫層坡地還是當(dāng)?shù)厣蟊芎?、越冬的理想?chǎng)所。從該地逆溫資源開發(fā)利用的角度來說：逆溫的下部光熱條件適中，一般以發(fā)展喜溫涼的作物和蔬菜為主；逆溫帶的中部逆溫現(xiàn)象強(qiáng)烈，冬暖夏涼，一般以發(fā)展果樹和冬季蔬菜基地為主；逆溫帶上部降水充裕，以發(fā)展林、草和藥材為宜。
四、高考試卷中的逆溫現(xiàn)象
逆溫現(xiàn)象已引起人們?cè)絹碓蕉嗟年P(guān)注，在近幾年的高考試卷中也多次涉及到這一話題，試舉幾例：
①1998年全國高考地理試卷（廣東卷）第25題：
25.1997年下半年，巴黎、圣地亞哥等大城市先后發(fā)生嚴(yán)重大氣污染事件，其原因有
A.城市綠色植物的呼吸作用釋放CO2
B.汽車尾氣、工廠廢氣的大量排放
C.近地面大氣出現(xiàn)了溫度上下相近，甚至上暖下冷的情況
D.近地面大氣出現(xiàn)了上冷下暖的情況
參考答案：BC
②1998年全國高等學(xué)校招收保送生綜合能力測(cè)試試卷第二題：
1781年，西班牙航海者在下圖所示地區(qū)創(chuàng)建洛杉磯鎮(zhèn)。這里每年有200多天出現(xiàn)逆溫現(xiàn)象，在人口不太多時(shí)，是寧靜、環(huán)境優(yōu)美的小城鎮(zhèn)。讀下圖回答下列問題：（共6小題，節(jié)選其中部分）
20世紀(jì)初，隨著電影業(yè)、石油開采和加工工業(yè)、飛機(jī)制造業(yè)的發(fā)展，城市面積、人口、汽車擁有量急劇增加，空氣污染日益嚴(yán)重。上述地形條件下，每當(dāng)出現(xiàn)大氣的逆溫現(xiàn)象時(shí)，大氣的擴(kuò)散條件，空氣中污染物積聚，其危害便格外明顯。1952年，洛杉磯有近400名老人因光化學(xué)煙霧的污染造成心肺衰竭而死亡。這件事情引起了全美國的高度重視。（下略）
參考答案；（3）盆地（一面靠海三面環(huán)山）（4）變差
③1999年全國高考地理試卷（廣東卷）第34題：
圖中表示的是地形剖面，以及對(duì)應(yīng)的氣候資料。讀圖回答：
⑴夏季月均溫最小值出現(xiàn)在海拔約_______m處。
⑵冬季出現(xiàn)大面積逆溫的兩個(gè)地區(qū)中，地勢(shì)起伏較大的位于天山_______側(cè)。
⑶海拔2000m高度上，南北兩坡年降水量分別約為250mm、mm。造成這種差異的原因是__________。
⑷只考慮溫度高低，則天山北麓牲畜過冬牧場(chǎng)應(yīng)位于海拔__________m。
參考答案：（1）4500左右（2）北（3）570左右北坡有來自大西洋、北冰洋的水汽補(bǔ)給（4）約2000
④2000年全國高考地理試卷（廣東卷）第34題：
如圖表示，近地面空氣若上升到3000米高度時(shí)，理論溫度為T，3000米高空的實(shí)際溫度為Ts。當(dāng)Ts≥T時(shí)，近地面空氣上升將受阻，即出現(xiàn)了逆溫現(xiàn)象。讀某城市春季氣溫日變化圖，回答：
⑴若Ts穩(wěn)定在－8℃，該城市氣溫至少要上升到_________℃以上時(shí)，逆溫現(xiàn)象才會(huì)結(jié)束，這時(shí)的時(shí)間約為______時(shí)。
⑵一般逆溫結(jié)束后2小時(shí)，近地面對(duì)流才能起到“凈化”空氣的作用。所以，在圖示的情況下，僅考慮空氣潔凈的因素，上午體育鍛練的時(shí)間宜選在________時(shí)以后。
參考答案：（1）108（2）10
聯(lián)系客服
