逆温的成因 逆温 逆温-概念,逆温-成因

逆温(英语:temperature inversion),是一种气象学的现象,是指大气对流层的气温从总体看是随高度的增加而降低,也就是说气温随高度递减。但是,近地面的大气层情况比较复杂,也有正好相反的时候,即气温随高度递增,这就是出现了所谓“逆温”。

逆温现象_逆温 -概念

在对流层中,正常情况下气温是随着高度的增加而降低的。但是,有些时候气温会随着高度的增加而升高。一般来说,近地面的空气冷却较快时,或者有一股较暖的空气移来时,上层空气温度就会高于近地面空气,这时就出现逆温了。逆温的出现就不利于空气的上升运动,逆温层的存在使空气处于稳定状态,空气中的垂直运动受到抑制。如果有污染物的话,污染物就会长期停留在原处而造成污染。工厂里烟煤燃烧排放的烟尘、汽车尾气和地面上扬起的尘埃等有害气体聚集在空中不易向上扩散和稀释,造成严重的空气污染。

逆温现象_逆温 -成因

地面辐射冷却



逆温

到了冬季,北半球太阳辐射大大地减弱,地表长波辐射大于吸收的太阳辐射,出现入不敷出的情况,地表温度就越来越低,尤其是晴朗无风的夜晚。在这种情况下,大气层温度结构就容易出现下层温度低、上层温度高的反常现象,即气象上所说的“逆温”现象。

随着地面辐射冷却的加剧,逆温逐渐向上扩展,黎明时达最强。一般日出后,太阳辐射逐渐增强,地面很快增温,逆温便逐渐自下而上消失。夏季夜短,逆温层较薄,消失也快,冬季夜长,逆温层较厚,消失较慢。

空气下沉

山坡上的冷空气沿山坡下沉到谷底,谷底原来的较暖空气被冷空气抬挤上升,从而出现温度的倒置现象。这样的逆温主要是在一定的地形条件下形成的。所以又称为地形逆温。如美国的洛杉矶因周围三面环山,每年有200多天出现逆温现象。

逆温现象_逆温 -分类


逆温根据成因逆温可分以下几种:

辐射逆温

因地面强烈辐射而形成的逆温称为辐射逆温。在晴朗无风或微风的夜晚,地面因辐射冷却而降温,与地面接近的气层冷却降温最强烈,而上层的空气冷却降温缓慢,因此使低层大气产生逆温现象。辐射逆温一般日出后,逆温就逐渐消失了。

平流逆温

由于暖空气流到冷的地面上而形成的逆温称为平流逆温。当暖空气流到冷的地面上时,暖空气与冷地面之间不断进行热量交换。暖空气下层受冷地面影响最大,气温降低最强烈,上层降温缓慢,从而形成逆温。平流逆温的强度,主要决定于暖空气与冷地面之间的温差。温差愈大,逆温愈强。

湍流逆温

因低层空气的湍流混合作用而形成的逆温称为湍流逆温。当气层的气温直减率小于干绝热直减率时,经湍流混合后,气层的温度分布逐渐接近干绝热直减率。因湍流上升的空气按干绝热直减率降低温度。空气上升到混合层顶部时,它的温度比周围的气温低,混合的结果,使上层气温降低;空气下沉时,情况相反,致使下层气温升高。这样就在湍流减弱层,出现逆温。

下沉逆温

因整层空气下沉而形成的逆温称为下沉逆温。当某气层产生下沉运动时,因气压逐渐增大,以及由于气层向水平方向扩散,使气层厚度减小。若气层下沉过程是绝热过程,且气层内各部分空气的相对位置不变。这时空气层顶部下沉的距离比底部下沉的距离大,致使其顶部绝热增温的幅度大于底部(图中H>H′)。因此,当气层下沉到某一高度时,气层顶部的气温高于底部,而形成逆温。下沉逆温多出现在高压控制的地区,其范围广,逆温层厚度大,逆温持续时间长。

锋面逆温

锋面是冷暖气团之间狭窄的过渡带,暖气团位于锋面之上,冷气团在下。在冷暖气团之间的过渡带上,便形成逆温。

逆温现象_逆温 -影响空气质量


空气污染逆温层下的烟雾、杂质很难穿过逆温层向上扩散,污染物无路可走,只好留在近地面的位置。而且,有逆温时,一般风速都很小,污染物更不易扩散。一旦空气湿度加大,雾应运而生。

一般情况下,大气温度随着高度增加而下降,即是说在数千米以下,总是低层大气温度高,高层大气温度低,显得“头重脚轻”。这种大气层结容易发生上下翻滚即“对流”运动,可将近地面层的污染物向高空乃至远方输散,从而使城市空气污染程度减轻。对人体健康影响不大。可是在某些天气条件下,地面上空的大气结构会出现气温随高度增加而升高的反常现象,“头轻脚重”从而导致大气层结(层次结构)稳定,气象学家称之为“逆温”,发生逆温现象的大气层称为“逆温层”。它像一层厚厚的被子罩在我们城乡上空,上下层空气减少了流动,近地面层大气污染物“无路可走”,只好原地不动,越积越多,空气污染势必加重。

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