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1、 大气逆温现象 逆温问题 什么是逆温现象 逆温现象产生的原因有哪些 逆温产生的影响是什么 1 正常温度 对流层大气的热量主要直接来自地面的长波辐射 一般情况下 气温随海拔的升高而降低 称为气温垂直递减率R R为0 6 100米 如下图 气温的垂直分布 2 逆温现象 实际上 有时可能出现温度随高度上升而增高现象 称为气温逆温 简称逆温 出现逆温的大气有一定的厚度 这层大气称为逆温层 如下图 一 逆温概念 逆温现象 含义 一般情况下 对流层的某一高度出现气温随高度增加而递增的现象 这种气温逆转的现象就是逆温现象 平均垂直递减率为0 6 100米 如果出现气温随高度增加垂直递减率小于0 6 100米
2、或者气温上升都可以看作是逆温现象 一般情况下 在低层大气中 通常气温是随高度的增加而降低的 但有时在某些层次可能出现相反的情况 气温随高度的增加而升高 这种现象称为逆温 出现逆温现象的大气层称为逆温层 设理论温度为T 按温度的直减率变化 实际温度为TS 1 当r1 R时 TS T开始出现逆温现象 空气无垂直对流 大气层结稳定 2 当r2 R时 TS T逆温现象消失 温差越大 对流越旺盛 二 逆温形成的条件 二 逆温形成的条件 1 当某一高度TS T 设 理论温度 按温度的直减率变化 为T 实际温度为TS 2 当某一高度TS T 开始出现逆温现象 空气无垂直对流 大气层结稳定 逆温现象消失 温差
3、越大 对流越旺盛 3000米 8 T实际温度 T理论温度 即正常温度 时 出现逆温 近地面空气运动受阻 地面温度至少上升到度以上时 逆温层才会消失 10 1 原因 自然原因 人为原因 三 逆温形成的原因及分类 2 分类 成因 在晴朗无风或微风的夜晚 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 见下图 随着地面辐射冷却速度加快 逆温逐渐向上扩展 黎明时达最强 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 夏季夜短 逆温层较薄 消失较快 冬季夜长 逆温层较厚
4、消失较慢 辐射逆温 图a为正常气温垂直分布情形 在晴朗无云或少云的夜间 地面辐射冷却快 贴近地面的气层也随之降温 离地面越近 降温越快 因此 形成了自地面开始的逆温 图b 日出前后 逆温层最厚 图c 日出后 太阳辐射逐渐增温强 地面很快增温 逆温便逐渐自下而上地消失 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 以冬季最强 冬季夜长 逆温层厚 消失较慢 辐射逆温 是地面长波辐射冷却而形成的 在晴朗无风的夜晚 地面强烈辐射 与地面接触的大气冷却降温最强烈 而上层大气降温较慢 形成逆温 由于太阳辐射引起逆温的生消过程 近地层的辐射逆温 一般是在日落前后由地面开始形成 夜间随着辐射冷
5、却的加强 逆温层逐渐加厚 黎明前达到最大厚度 日出后从地面开始逐步消失 这种逆温在中高纬地区大陆上都能发生 特别是在沙漠地区经常出现 在冬季大陆上高压控制的天气条件下 由于长时间的辐射冷却的结果 地面和近地层空气的温度显著下降 可形成在白天也不消失的冬季辐射逆温 中纬度沿海 由于暖空气平流到冷的地面上而形成的逆温 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 平流逆温 暖空气 平流逆温 暖空气平流到冷的地面或冷的水面上 会发生接触冷却的
6、作用 越近地面降温越多 冷地面 较暖空气 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 平流逆温 暖空气流经冰 雪表面产生融冰 融雪现象 吸收一部分热量 使得平流逆温得到加强 这种逆温称为 雪面逆温 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即锋面 在锋面上 如果冷暖空气的温度差比较显著 也可出现逆温 如图 从A点上空
7、气温垂直分布的情况可见 由下面的冷空气到上面的暖空气 等温线通过锋面的区域时必有曲折 曲折的程度视两种气团间的温度对比而决定 曲折段 如图中BC段 就出现了逆温层 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 因此逆温现象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 锋面逆温 锋面逆温 对流层中 暖空气运移到冷空气之上 形成冷暖相交的锋面 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 若锋面上下暖冷空气的温差较大 便形成逆温 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
8、状态 因此逆温只能在冷空气所控制的地区内观察到 在冬半年有时会形成冻雨一些恶劣性天气 盆地和谷底 常发生在山地 盆地和谷地中 由于山坡散热快 山坡上的冷空气沿山坡下沉到谷底 谷底原来较暖的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的 所以称为地形逆温 如美国的洛杉矶因周围三面环山 每年有两百多天出现逆温现象 地形逆温 地形逆温 城市逆温 热岛效应形成的逆温现象 市区 郊区 郊区 无论哪种条件造成的逆温 都会对大气质量造成很大的影响 这是因为逆温层的存在 造成局部大气上热下冷 阻碍了空气对流运动的发展 使大量烟尘 污染物 水汽凝结物等聚集在它的下面 能见
9、度变差 空气污染加重 尤其是城市及工矿区上空 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 四 逆温现象的影响 四 逆温现象的影响 利 A 有利于抑制沙尘暴 发生需要大风 强对流运动 B 有利于飞机飞行 无对流运动 四 逆温现象的影响 弊 A 对环境影响 空气对流运动被抑制 加重大气污染 B 对天气影响 易产生大雾天气阴雨天气 平流逆温 冻雨天气 C 对交通影响 能见度降低 地面湿滑 出现逆温类似平流层 空气平稳 万里晴空提高了能见度 飞行更加安全 逆温的利与弊 1 逆温有利 逆温的出现会阻碍空气垂直对流 抑制沙尘暴的发生 沙尘暴发生条件 大风 沙尘 强对流运动
10、对飞机的飞行极为有利 逆温是一种气候资源 主要是在一些山坡或河谷地区 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 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 逆温层坡地还是当地牲畜避寒 越冬的理想场所 如天山牧场冬季过冬就不是在山脚下还是在山的一定高度上 1 对环境影响 空气对流运动被抑制 加重大气污染 2 对天气影响 易产生大雾天气阴雨天气 锋面逆温 冻雨天气 3 对交通影响 能见度降低 地面湿滑 逆温阻断空气对流运动 不
11、利于地面污染物扩散 加剧地面污染从而影响空气质量 2 不利影响 1 利 由于逆温的出现会阻碍空气垂直对流的发展 所以逆温的好处有 2 弊 逆温阻碍了空气的垂直对流运动 妨碍烟尘 污染物 水汽凝结物的扩散 有利于雾的形成并使能见度变差 使大气污染更为严重 逆温的利与弊 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 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 二十世纪世界著名公害事件 1 1930年 马斯河谷烟雾事件比利时马斯河谷工业区 在这个狭窄的河谷里有炼油厂 金属厂 玻璃厂等许多工厂 12月
12、1日到5日的几天里 河谷上空出现了很强的逆温层 致使13个大烟囱排出的烟尘无法扩散 大量有害气体积累在近地大气层 对人体造成严重伤害 一周内有60多人丧生 其中心脏病 肺病患者死亡率最高 许多牲畜死亡 这是二十世纪最早记录的公害事件 回顾 二十世纪世界著名公害事件 2 1948年 多诺拉烟雾事件10月下旬 美国的宾夕法尼亚州多诺拉城有许多大型炼铁厂 炼锌厂和硫酸厂 1948年10月26日清晨 大雾弥漫 受反气旋和逆温控制 工厂排出的有害气体扩散不出去 全城14000人中有6000人眼痛 喉咙痛 头痛胸闷 呕吐 腹泻 17人死亡 3 1952年 伦敦烟雾事件1952年12月那一次 5天内就有40
13、00人死亡 祸首是燃煤排放的粉尘和二氧化硫 烟雾逼迫所有飞机停飞 汽车白天开灯行驶 行人走路都困难 烟雾事件使呼吸道疾病患者猛增 5天内有4000多人死亡 两个月内又有8000多人死去 自1952年以来 伦敦发生过12次大的烟雾事件 回顾 二十世纪世界著名公害事件 4 1943年 洛杉矶光化学烟雾事件美国夏季西海岸的洛杉矶市 该市250万辆汽车每天燃烧掉1100吨汽油 汽油燃烧后产生的碳氢化合物等在太阳紫外光线照射下引起光化学反应 形成浅蓝色烟雾 使该市大多市民患了眼红 头疼病 后来人们称这种污染为光化学烟雾 1955年和1970年洛杉矶又两度发生光化学烟雾事件 前者有400多人因五官中毒 呼
14、吸衰竭而死 后者使全市四分之三的人患病 回顾 例 2000年广东 左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TS 当TS T时 近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 右图 回答下列问题 1 若TS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 10 8 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宜选择在 时以后 10 典题例证1 2008年初的雪灾与大气的逆温现象有关 逆温是指对流层中气温随高度上升而增高的现象
15、 下列四图中表示近地面逆温现象的是 解析 本题考查大气逆温现象 结合题干材料分析可知 近地面大气存在逆温现象的为A和D两项 D项气温分布与大气垂直分层的气温变化规律不符 故选A项 答案 A 2010山东文综 下图为北半球中纬度某地某日5次观测到的近地面气温垂直分布示意图 当日天气晴朗 日出时间为5时 读图回答 1 2 题 1 由图中信息可分析出 A 5时 20时大气较稳定B 12时 15时出现逆温现象C 大气热量直接来自太阳辐射D 气温日较差自下而上增大 2 当地该日 A 日落时间为17时B 与海口相比白昼较长C 正午地物影子年内最长D 正午太阳位于正北方向 B A 例 右下图是某地气温垂直分
16、布图 读图回答1 3题 1 甲 乙 丙 丁四图中最有利于大气污染物扩散的是 A 甲B 乙 C 丙D 丁 A 2 若该地气温由甲逐渐演变到丁 则造成气温垂直变化的原因可能是 台风过境 晴朗无云的夜晚 冷空气南下 热带海洋气团影响 暖锋过境 连续阴雨 A B C D C 3 下列哪种地形易造成该地气温由甲到丁的演变A 山地B 谷地 C 平原D 丘陵 B 图中四种气温垂直变化状况最不利于大气污染物扩散的是 C 形成沙尘暴的条件主要是大风 尘沙 较旺盛的对流 有利于沙尘扬起 若大气对流层中出现逆温现象 可抑制沙尘扬起 有助于平息沙尘暴 请结合所学知识 看图回答 1 若图中B处气温为 10 若要通过逆温抑制风沙 则A地的气温至少要降低到 A 10 B 0 以下C 4 D 3 A B C 北京市在一段时间内 在风速大致相同 在A B C D四种情况下有利于某工厂68米高的烟囱中烟尘扩散的是 C 对流层的厚度低纬度大 低纬度的平均厚度约为12Km 如果对流层中气温出现 下冷上热 的情况 称为 逆温 读某地春分日气温垂直分布图 回答 3 此地终年干燥少雨 其气候类型可能是 A 温带沙漠气候B 热带沙漠
