对流层中的逆温现象及其成因

对流层中的逆温现象及其成因

对流层这的大气温度常随距地面的高度增加而下降，但这种气温的梯度变化并非固定不变。实际上，有时可能出现温度随高度上升而增高现象，称为逆温。出现逆温的大气有一定的厚度，这层大气称为逆温层。

逆温形成的原因有很多种：

（1）地面辐射冷却（辐射逆温）：下图表明了这种辐射逆温的生消过程。

图a为正常气温垂直分布情况；在晴朗无云或少云的夜晚，地面辐射很快冷却，贴近地面的大气层也随之降温。由于空气愈靠近地面，受地面的影响愈大，所以，离地面愈近，降温愈多；离地面愈远，降温愈少，因而形成了自地面开始的逆温（图b）；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（图c）；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（图d、e）。辐射逆温厚度从数十米到数百米，在大陆上常年都可出现。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。

（2）空气平流（平流逆温）：当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面的温差决定。温差大，逆温越强。冬半年，在中纬度的沿海地区，因为那里海陆的温差显著，当海上暖空气流到大陆上时，常常出现逆温。

（3）锋面因素（锋面逆温）：对流层中，冷暖空气相遇，暖空气密度小，爬升到冷空气的上面，两者之间形成一个倾斜的过渡区锋面。在锋面上，如果冷暖空气的温度差比较显著，也可出现逆温，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（如图）。因此逆温只能在冷空气所控制的地区内观察到，而且逆温的高度与观测点相对于地面锋线的位置有关，观测点距地面锋线愈近，逆温高度愈低。

（4）空气下沉（地形逆温）：常发生在山谷。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，如美国的洛杉矾因周围三面环山，每年有200多天出现逆温现象。

出现逆温现象时，由于不能产生垂直对流，阻碍了空气的垂直对流运动，妨碍了烟尘、污染物、水汽凝结物的扩散，使近地面的污染物“无路可走”，只好“原地不动”，越积越厚，烟尘遮天蔽日，使能见度变差，空气污染势必加重。尤其是城市和工业区上空，由于凝结核

多，易产生浓雾天气，有的甚至造成严重的大气污染事件，如光化学烟雾等。逆温天气，应调整户外活动和开窗通风时间。应选择上午10时至下午3时这段时间进行户外活动和开窗通风，避开下午6时至第二天上午8时这个污染高峰时间。

(5)水库的水面温差原因，也会产生逆温，如长江三峡工程建成后，的三峡水库，会产生逆温现象，使库区的气温夏天降低、冬天升高各约2C，对库区的工业排放污染物产生一定的影响

在逆温层中，较暖而轻的空气位于较冷而重的空气上面，形成一种极其稳定的空气层，就象一个锅盖一样，笼罩在近地层的上空，严重地阻碍着空气的对流运动，由于这种原因，近地层空气中的水汽、烟尘以及各种有害气体，上天无路，人地无门，只有飘浮在逆温层下面的空气层中，有利于云雾的形成，而降低了能见度，给交通运输带来麻烦，更严重的是，使空气中的污染物不能及时扩散开去，加重大气污染，给人们的生命财产带来危害。近代世界上所发生的重大公害事件中，就有一半以上与逆温层的影响有关。

逆温层对人们的健康造成很大危害。为了尽量避免它的不利影响，保护人类环境，维护人民生命财产的安全，我们一方面必须详细了解低层大气中的逆温层，找出其规律性，这样才能对于防止大气污染提供可靠的气象依据。另一方面，要采取必要的措施，想方设法防止逆温层的产生，这就是要减少或消除污染源，大力种树、种草、种花等，绿化美化环境。

【例题】下图中甲图表示近地面空气若上升到3000米高度时，理论温度为T，3000米高空的实际温度为T S。当T S≥T时，地面空气上升将受阻，即出现了逆温现象。读某城市春季气温日变化图（图乙），回答下列问题：

（1）若T S稳定在≤-8℃，该城市气温至少要上升到＿＿＿＿℃以上时，逆温现象才会结束，这时的时间约为＿＿＿＿时。

（2）一般逆温结束后2小时，近地面对流才能起到净化空气的作用。所以在图示的情况下，仅考虑空气洁净的因素，上午体育锻炼的时间应选在＿＿＿＿时以后。

解析：对流层的气温随高度增加而递减，海拔每升高1000米，气温下降6℃。由于大气上冷下热，引起大气的垂直对流运动，在此过程中，近地面空气得到净化。按气温垂直递减规律，如果3000米高空气温为-8℃，则地面空气温度应为108℃，所以（1）题中，该城市气温至少要上升到10℃以上时，地面空气才能够膨胀上升，逆温现象才会结束；对照图乙可知，该城市气温大于10℃的时间是一天中的8时到次日2时，夜间2时以后地面气温低于10℃，开始出现逆温现象，一直延续到早晨8时，逆温现象结束。如逆温结束2小时后，，近地面对流才能起到净化空气的作用，对照题意，上午体育锻炼的时间应选10时以后。

答案：（1）8 ；（2）10

解题规律：解这类题一方面要理解逆温现象出现的条件，根据对流层气温垂直递减规律进行正确的计算，另一方面要具备准确读图获取信息的能力。