1. 逆温概念
- 正常温度:
对流层大气的热量主要直接来自地面的长波辐射。一般情况下,气温随海拔的升高而降低,称为气温垂直递减率R,R 为 0.60℃/100 米。
- 逆温现象:
① 海拔上升,气温升高;
② 海拔上升 1000 米,气温下降幅度小于 6°C。
2. 逆温形成的条件
设——理论温度(按温度的直减率变化)为T,实际温度为TS。
1) 当某一高度 TS>T
开始出现逆温现象,空气无垂直对流,大气层稳定。
2) 当某一高度 TS≤T
逆温现象消失,温差越大,对流越旺盛
3. 逆温形成的原因及分类
1)原因——自然原因、人为原因。
2)分类(成因)
① **辐射逆温(中高纬度):**经常发生在晴朗无云的夜间,由于地面有效辐射很强,近地面层气温迅速下降,而高处气层降温较少,从而出现上暖下冷的逆温现象。这种逆温黎明前最强,日出后自下而上消失。辐射逆温的形成过程,如下图:
② 地形逆温:
常发生在山地、盆地和谷地中。由于山坡散热快,山坡上的冷空气沿山坡下沉到谷底,谷底原来较暖的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,所以称为地形逆温。如美国的洛杉矶因周围三面环山,每年有两百多天出现逆温现象。
③ 平流逆温
由于暖空气水平移动到冷却的地面、水面或气层之上时,底层空气因受下垫面的影响迅速降温,上层空气因距离较远,降温较少,于是产生逆温。
逆温的强弱,主要由暖空气和冷地表的温差决定,温差大,逆温越强。
冬半年,在中纬度沿海地区,因为那里海陆温差显著,当海上暖空气流到大陆上时,形成逆温。
④ 锋面逆温
对流层中,暖空气移到冷空气之上,形成冷暖相交的锋面。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,若锋面上下暖冷空气的温差较大,便形成逆温。
图中垂直线上的气温分布情况可见由下面的冷空气到上面的暖空气,等温线通过锋面区域时必有曲折,曲折程度视两种气团间的温度对比而决定,曲折段(如图中 BC 段)就出现了逆温层。由于锋是从地面向冷空气上方倾斜的,逆温层也随锋面的倾斜而呈倾斜状态(出现逆温的高度,与锋线位置距离地面高度有关)。因此逆温只能在冷空气所控制的地区内观察到,在冬半年有时会形成冻雨一些恶劣性天气。
4. 逆温的利与弊
1) 逆温有利:逆温的出现会阻碍空气垂直对流
① 抑制沙尘暴的发生
沙尘暴发生条件——大风、沙尘、强对流运动。
② 对飞机的飞行极为有利
出现逆温类似平流层:空气平稳,万里晴空提高了能见度——飞行更加安全。
③ 逆温是一种气候资源
主要是在一些山坡或河谷地区。逆温带有效地提高了谷地在冬季的温度水平,多年生果树越冬可不必埋土,冻害得以避免或减轻,而且果实硬度高,品质好;在这里发展蔬菜,可减少热能投入,提高经济效益(如我国新疆伊梨谷地,逆温从 10 月至翌年 3 月,长达半年之久。1 月份的坡地逆温层厚达 400 米,逆温强度达 5℃。) ;逆温层坡地还是当地牲畜避寒、越冬的理想场所 (如天山牧场冬季过冬就不是在山脚下还是在山的一定高度上)
- 不利影响:逆温阻断空气对流运动,不利于地面污染物扩散,加剧地面污染从而影响空气质量
① 对环境影响:沙尘暴发生条件——大风、沙尘、强对流运动,加重大气污染
② 对天气影响:易产生大雾天气,阴雨天气(锋面逆温)、冻雨天气(锋面逆温)
③ 对交通影响:能见度降低,地面湿滑
大气受热过程与逆温现象
一、大气的受热过程
辐射波长:物体的温度与波长是负相关,温度越高,波长越短。温度越低,波长越长。
太阳辐射是短波,地面和大气辐射是长波
太阳辐射在传播过程中,部分被大气吸收(19%)、反射和散射(34%),大部分到达地面(47%)。
大气的对太阳辐射的削弱作用
1、大气对太阳辐射的吸收作用:
特点:有选择性。
例:对流层的水汽和二氧化碳吸收红外线、平流层的臭氧吸收紫外线,可见光吸收很少。
影响因素:太阳辐射经过的大气路径、尘埃、云雾的多少
2、大气对太阳辐射的反射作用:
参与的大气成分:云层、尘埃
特点:无选择性
云层越厚,云量越多,反射就越强
3、大气对太阳辐射的散射作用:
参与的大气成分:空气分子和微小尘埃
特点:具有选择性(蓝光)