探究丨逆温现象及其影响

发表于 讨论求助 2018-12-09 21:13:33

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对流层气温的垂直变化

        对流层是贴近地面的大气最底层,对流层大气的热量主要来自地面的长波辐射,一般情况下,离地面越远,气温越低,即气温随高度增加而降低,平均垂直递减率为0.6°C/100米。由于对流层大气上冷下热、“头重脚轻”,空气对流运动显著。



2
逆温的形成

        在一定条件下,对流层的某一高度有时会出现实际气温高于理论气温,甚至是气温随高度的增加而升高、“头轻脚重”的反常现象,气象学称之为逆温,发生逆温现象的大气层称为“逆温层”。


逆温的生消过程

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逆温的类型
1)辐射逆温

        地面强烈冷却形成。在晴朗无风的夜晚,地面辐射强烈,近地面大气迅速冷却,而上层大气降温较慢,从而出现上暖下冷的逆温现象,这种逆温黎明前最强,日出后自上而下消失。夏季较弱,冬季较强。

2)平流逆温

        暖空气水平移动到冷的地面或水面上,由于暖空气的下层受到冷地面或水面的影响而迅速降温,上层受影响较少,降温较慢,从而形成逆温。主要出现在中纬度沿海地区。

3)锋面逆温

        暖气团位于冷气团之上形成。在锋面上,如果冷暖空气的温度差异比较显著,由于暖空气位于锋面上,而冷空气位于锋面之下。从而产生明显的逆温现象。

4)地形逆温

        在山区的盆地或者山谷地区,夜间由于山坡上散热快,冷空气沿山坡下沉,导致盆地或山谷底部原来较暖的空气被冷空气抬挤上升,形成上暖下冷的空气垂直结构,出现逆温现象。

5)洋流逆温

       寒流来临时,冷空气潜入暖空气下,产生逆温,层结稳定,水汽不易向上输送,蒸发又弱,下层相对湿度有时虽然很大,但只能成雾,不能成雨。

6)下沉逆温

        又称压缩逆温,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[1]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。


4
逆温的影响

弊端

        不管是何种原因形成的逆温,对天气和大气污染的扩散都有相当大的影响。出现逆温现象时,不能产生垂直对流,大气处于稳定状态,低层空气中的污染物难以扩散,污染物浓度显著升高,形成环境污染,危害人体健康。



        由于逆温的出现会阻碍空气垂直对流的发展,所以逆温也是有一定的好处的。


益处

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


        逆温和其它天气现象一样,可以把逆温现象看成是一种气候资源而加以利用,主要是在一些山坡或河谷地区。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;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。




习题链接


1.近年来,雾霾天气在我国频繁出现,空气质量问题已引起全社会高度关注。下图是气温垂直分布的4种情形。读图完成下题。


(1)假如上图中四幅气温垂直分布图反映了一次雾霾天气的生消过程,则正确反映雾霾天气生消过程的是

  A. ①→②→③→④    B. ④→①→②→③

  C. ③→④→①→②    D. ②→③→④→①

(2)图中最有利于雾霾大气污染物扩散的情形是

  A. ①      B. ②      C. ③       D. ④


2. 读某地秋季某日垂直温度变化梯度(℃/100米)时空变化图,完成下题。

(1)该日此地发生大气逆温现象的时段是

  A. 8:00 ~16:30      B. 17:00~23:00

  C. 16:30~7:00       D. 23:00~5:00

(2)发生大气逆温现象的最大高度约为

   A. 500米       B. 100米      C. 350米       D. 150米

(3)当某地大气发生逆温时
   A. 空气对流更加显著       B. 抑制污染物向上扩散 
   C. 有利于大气成云致雨   D. 减少大气中臭氧的含量







答案提示

1.(1)D(2)A

2.(1)C(2)C(3)B

解析:从图中“垂直温度变化梯度(℃/100米)”可知图中所给的不是气温,而是上升一个单位高程后气温的变化值,正负表示温度升高或降低,只要垂直递减率等于或大于零,就属于逆温现象。大气发生逆温现象时,对流运动减弱,不利污染物的净化。




[1]绝热:就是隔绝、阻止热量的传递、散失、对流,使得某个密闭区域内温度或者热量不受外界影响或者外界不能够影响而保持内部自身稳定或者独立发生变化的过程和作用。


绝热增温:当空气块下降过程中,因外界气压增大,外界对气块作功,在绝热条件下,作功的功,只能用于增加气块的内能,因而气块温度升高,这种因气块下沉而使温度上升的现象,称为“绝热增温”。



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