逆温
太阳短波辐射能穿过大气层到达地球表面,一部分被地球吸收,一部分被反射回太空去。地球吸收太阳短波辐射能后,地球变暖,温度升高。它一方面以长波形式向大气辐射热量,一方面又以对流、传导方式把热量传送给大气。可见,大气的热量是地球供给的,而不是直接来自于太阳。所以,通常大气温度是下层高,上层低,即大气层温度是由下向上逐渐降低的。大气探测资料表明,在自由大气中,每垂直升高100米,气温约下降0.6℃。这就使得大气下层温度高,上层温度低,与此相应的,下层空气密度小而轻,上层空气密度大而重,形成“头重脚轻”的不稳定状态。这种不稳定状态易使空气上下对流交换,有利于大气底层水汽、污染物向太空扩散,不易雾的形成和污染物积聚。
但到了冬季,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。这就意味着大气层“头轻脚重”,稳定得很。逆温层就像个大锅盖盖在大气层上面,使低层的水汽和污染物无法向太空扩散出去,十分有利于雾的形成和污染物的积聚。这就是冬季为什么逆温现象多,而污染加重的原因。 随着烟雾的袭来,天气阴沉,太阳无光,压得人透不过气来,同时也便会闻到煤烟味和其它难闻的气味。身体抵抗能力较差的人,便会出现胸闷、咳嗽、喉痛、呕吐、呼吸困难等症状,这就是逆温现象。
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。
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