李敏祥
注意點(diǎn)一: 逆溫現(xiàn)象的概念
對(duì)流層大氣的熱量主要直接來(lái)自地面的長(zhǎng)波輻射。一般情況下,離地面越遠(yuǎn),氣溫越低,即氣溫隨高度增加而遞減,平均垂直遞減率為0.6℃/100米。但在一定條件下,對(duì)流層的某一高度有時(shí)也會(huì)出現(xiàn)氣溫隨高度增加而遞增的現(xiàn)象,這種氣溫逆轉(zhuǎn)的現(xiàn)象就是逆溫。
注意點(diǎn)二: 逆溫現(xiàn)象的成因類型
1. 輻射逆溫:在晴朗無(wú)風(fēng)或微風(fēng)的夜晚,地面輻射很快冷卻,貼近地面的大氣層也隨之降溫。由于空氣愈靠近地面,受地面的影響愈大,所以,離地面愈近,降溫愈多;離地面愈遠(yuǎn),降溫愈少,因而形成了自地面開始的逆溫(見下圖)。隨著地面輻射冷卻速度加快,逆溫逐漸向上擴(kuò)展,黎明時(shí)達(dá)最強(qiáng)。一般日出后,太陽(yáng)輻射逐漸增強(qiáng),地面很快增溫,逆溫便逐漸自下而上消失。夏季夜短,逆溫層較薄,消失較快;冬季夜長(zhǎng),逆溫層較厚,消失較慢。發(fā)生的時(shí)間主要在冬季。
2. 平流逆溫:當(dāng)暖空氣水平移動(dòng)到冷卻的地面、水面或氣層之上時(shí),底層空氣因受下墊面的影響而迅速降溫,上層空氣因距離較遠(yuǎn),降溫較慢,于是產(chǎn)生逆溫。逆溫的強(qiáng)弱,主要由暖空氣和地面的溫差決定。溫差越大,逆溫越強(qiáng)。冬半年,在中緯度的沿海地區(qū),因?yàn)槟抢锖j懙臏夭铒@著,當(dāng)海上暖空氣流到大陸上時(shí),常常出現(xiàn)平流逆溫。
3. 地形逆溫:常發(fā)生在山地、盆地和谷地中。由于山坡散熱快,山坡上的冷空氣沿山坡下沉到谷底,谷底原來(lái)較暖的空氣被冷空氣抬擠上升,從而出現(xiàn)溫度的倒置現(xiàn)象。這樣的逆溫主要是在一定的地形條件下形成的,所以稱為地形逆溫。如美國(guó)的洛杉磯因周圍三面環(huán)山,每年有兩百多天出現(xiàn)逆溫現(xiàn)象。
4. 下沉逆溫:在高壓控制區(qū),高空存在著大規(guī)模的下沉氣流,由于氣流下沉的絕熱增溫作用,致使下沉運(yùn)動(dòng)的終止高度出現(xiàn)逆溫。這種逆溫多見于副熱帶反氣旋區(qū),它的特點(diǎn)是范圍大,不接地而出現(xiàn)在某一高度上。這種逆溫因?yàn)橛袝r(shí)像蓋子一樣阻止了向上的湍流擴(kuò)散,如果延續(xù)時(shí)間較長(zhǎng),對(duì)污染物的擴(kuò)散會(huì)造成不利的影響。
5. 鋒面逆溫:對(duì)流層中,冷暖空氣相遇,暖空氣密度小,爬升到冷空氣的上面,兩者之間形成一個(gè)傾斜的過(guò)渡區(qū)即鋒面。冷暖空氣的溫度差如果比較顯著,可出現(xiàn)逆溫。由于鋒是從地面向冷空氣上方傾斜的,逆溫層也隨鋒面的傾斜而呈傾斜狀態(tài)。因此逆溫現(xiàn)象只能在冷空氣所控制的地區(qū)內(nèi)觀察到。而且,逆溫的高度與觀測(cè)點(diǎn)相對(duì)于地面鋒線的位置有關(guān),觀測(cè)點(diǎn)距地面鋒線愈近,逆溫高度愈低。每年發(fā)生時(shí)間主要在春季和冬季。
注意點(diǎn)三: 逆溫的利與弊
1. 利:由于逆溫的出現(xiàn)會(huì)阻礙空氣垂直對(duì)流的發(fā)展,所以逆溫的好處有①可以抑制沙塵暴的發(fā)生,因?yàn)樯硥m暴發(fā)生的條件是大風(fēng)、沙塵、強(qiáng)對(duì)流運(yùn)動(dòng)。②逆溫出現(xiàn)在高空,對(duì)飛機(jī)的飛行極為有利。因?yàn)轱w機(jī)在飛行中不會(huì)有大的顛簸,飛行平穩(wěn)。同時(shí),萬(wàn)里晴空提高了能見度,使飛行更加安全。
2. 弊:不管是何種原因形成的逆溫,對(duì)天氣和大氣污染的擴(kuò)散都有相當(dāng)大的影響,都會(huì)對(duì)空氣質(zhì)量產(chǎn)生很大影響。它阻礙了空氣的垂直對(duì)流運(yùn)動(dòng),妨礙煙塵、污染物、水汽凝結(jié)物的擴(kuò)散,有利于霧的形成并使能見度變差,使大氣污染更為嚴(yán)重。
注意點(diǎn)四: 判斷方法
1. 折線法
在對(duì)流層氣溫垂直變化圖中,有一部分折線是氣溫隨著海拔的上升而不斷的上升。
2. 數(shù)字法
在對(duì)流層中,一般情況下,低處氣溫高,高處氣溫低。如上圖,A至B氣溫遞增,與對(duì)流層氣溫變化的一般規(guī)律相反,所以,A至B被稱為逆溫層。
注意點(diǎn)五: 應(yīng)用實(shí)例分析
例1根據(jù)下圖判斷,北京四日氣溫垂直分布狀況圖中,近地面空氣質(zhì)量問(wèn)題最嚴(yán)重的是()
A. T1日 B. T2日
C. T3日 D. T4日
答案:D
解析:此題需要認(rèn)真分析題目中給予的條件:高架污染源。根據(jù)這個(gè)條件可以確定答案在T2和T4中選擇,再根據(jù)逆溫的嚴(yán)重程度K=T/H(高度),可以確定T4的高空逆溫程度更為嚴(yán)重。
例2在風(fēng)速大致相同,而氣溫垂直分布的A、B、C、D四種情況下,最有利于某工廠68米高的煙囪灰塵擴(kuò)散的是()
答案:C
解析:主要通過(guò)看68米高度以上氣溫的垂直分布狀況,上冷下熱即呈正常分布時(shí)有利于氣流的擴(kuò)散,上熱下冷限呈逆溫分布時(shí)不得于氣流的擴(kuò)散。對(duì)照A、B、C、D四項(xiàng)氣溫的垂直分布情況,可以得知A、B、D三項(xiàng)在60~100米高度存在著逆溫現(xiàn)象,故只有C項(xiàng)才有利于工作灰塵的擴(kuò)散。