一般情况下,大气温度随着高度增加而下降,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,气象学上称之为“逆温”,发生逆温现象的大气层称为“
逆温层”。
定义
在对流层,气温垂直分布的一般情况是随高度增加而降低, 大约每升高100米,气温降低0.6°C,但在一定条件下,对流层中也会出现气温随高度增加而上升的现象,或者地面上随高度的增加,降温变化率小于0.6°C/100 m,这种现象称为逆温。
成因及分类
逆温一般按照成因的不同分类,如下:
1.
辐射逆温:经常发生在晴朗无云的夜空,由于地面有效辐射很强,近地面层气温迅速下降,而高处大气层降温较少,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。辐射逆温的厚度可达几十米至几百米。在极地可达数千米厚。
2.
平流逆温:暖空气水平移动到冷的地面或气层上,由于暖空气的下层受到冷地面或气层的影响而迅速降温,上层受影响较少,降温较慢,从而形成逆温。多出现在秋冬季或春季,在一天中的任何时候都可能出现。冬季海洋上来的气团流到冷的下垫面上,或秋季空气由低纬度流到高纬度时,都有可能产生平流逆温。
3.
地形逆温:它主要由地形造成,主要在盆地和谷地中。由于山坡散热快,冷空气循山坡下沉到谷底,谷底原来的较暖空气被冷空气抬挤上升,从而出现气温的倒置现象。
4.
下沉逆温:在高压控制区,高空存在着大规模的下沉气流,由于气流下沉的绝热增温作用,致使下沉运动的终止高度出现逆温。这种逆温多见于
副热带反气旋区。它的特点是范围大,不接地而出现在某一高度上。这种逆温因为有时像盖子一样阻止了向上的湍流扩散,如果延续时间较长,对污染物的扩散会造成很不利的影响。
5.
湍流逆温:由于低层的湍流混合而形成的逆温,叫做湍流逆温。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。
影响因素
1.地理位置:中纬度地区更容易产生下沉逆温现象。纬线±30°地区,干燥空气下沉,压缩并自热,晴天多,雨水少。自热后气温比下层的空气高,较易导致逆温现象的出现。
2.时间因素:逆温层的分布则会随时间产生变化,以赤道为例,夏至时阳光直射北回归线,中纬度地区更容易产生逆温现象。
3.天气因素:夜间少云时,地面热量散发较快,温度下降速度也随之增加,使地面温度和上部空气温度的差值降低,第二日早上出现辐射逆温的可能性也随之降低。降水天气则会减少逆温的出现概率,大雾天气将增加逆温的出现概率。
4.地形情况:多山谷多丘陵时,夜间冷空气停滞在山谷中,不随上层热气流通过,局部满足逆温形成条件,会更易导致逆温的出现。临海地区则由于海面冷空气吹入内陆而导致逆温层变窄,随后在沿岸地面产生逆温。
5.大气污染程度:大气污染越重,逆温层厚度越高,逆温现象越严重。
对生产生活的影响
积极影响
①可以抑制
沙尘暴的发生,因为沙尘暴发生的条件是大风、沙尘、强对流运动。
②逆温出现在高空,对飞机的飞行极为有利。因为飞机在飞 行中不会有大的颠簸,飞行平稳。同时,万里晴空提高了能见度,使飞行更加安全。
③可应用于谷物种植,提高产量及质量。
消极影响
主要影响:大气污染。
不管是何种原因形成的逆温,都会对空气质量产生很大影响,它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,几十米甚至几百米厚的逆温层像一层厚厚的被子罩在城市的上空,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,空气污染势必加重。同时,空气污染中毒事件大都与逆温有关。如果连续出现几天逆温,空气污染物就会大量积累,易发生空气污染中毒事件。如美国的工业小镇多诺拉,于1948年10月连续4天逆温,工厂及居民排放的空气污染物
硫氧化物和烟尘不能及时扩散,使只有14000人的小镇,4天内有5900人患病,20多人死亡。1952年发生在英国伦敦的烟雾事件也是与大雾和逆温有关,工厂和千家万户排出的烟尘、
二氧化硫滞留在城市上空,4天内有5000人死亡。发生在比利时的
马斯河谷烟雾事件和发生在洛杉矶的
洛杉矶光化学烟雾事件等均与逆温天气有关。
合理利用
针对逆温带来的积极影响,虽然“人造逆温”暂时没有实现的可能,但是可以在规律出现逆温的地区进行相应的生产活动。
如在一些山坡或河谷地区。如中国新疆伊犁谷地,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;在这里发展蔬菜种植,可减少热能投入,提高经济效益;逆温层
坡地还是当地牲畜避寒、越冬的理想场所。从该地逆温资源开发利用的角度来说:逆温的下部光热条件适中,一般以发展喜温凉的作物和蔬菜为主;逆温带的中部逆温现象强烈,冬暖夏凉,一般以发展果树和冬季蔬菜基地为主;逆温带上部降水充裕,以发展林、草和药材为宜。如中国的四川盆地、云贵高原的坝子都受逆温的影响增温,是对农业生产有利的一面。
防范措施
主要针对逆温带来的不利影响,在逆温发生时政府、相应机构或者居住地居民应当采取的措施。
政府和相应机构
发生地居民