逆温现象产生的原因

2023-03-18 科普知识

　　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”。下面是小编为大家整理的逆温现象产生的原因，仅供参考，欢迎阅读。

　　一、逆温成因

　　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。

　　二、大气污染

　　大气污染是由于人类活动或自然过程引起某些物质进入大气中，呈现出足够的浓度，达到足够的时间，并因此危害了人体的舒适、健康和福利或环境的现象。

　　大气污染物由人为源或者天然源进入大气（输入），参与大气的循环过程，经过一定的滞留时间之后，又通过大气中的化学反应、生物活动和物理沉降从大气中去除（输出）。如果输出的速率小于输入的速率，就会在大气中相对集聚，造成大气中某种物质的浓度升高。当浓度升高到一定程度时，就会直接或间接地对人、生物或材料等造成急性、慢性危害，大气就被污染了。

　　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，是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。

　　逆温现象造成的环境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

　　环境污染（包括水环境、城市环境、工业污染等）的治理，包括增加监管等。

　　城市基础设施的建设，包括种植花草树木，加大自然保护区的保护与建设等。

　　优化产业结构，增加能源结构的转变效率。

　　提高空气质量的检测水平，使其规范化合理化常态化。[13]

　　发生地居民

　　逆温天气，应调整户外活动和开窗通风时间。应选择上午10时至下午3时这段时间进行户外活动和开窗通风，避开下午6时至第二天上午8时这个污染高峰时间。

　　逆温天气，生煤炉取暖者应格外小心煤气中毒。有逆温时，室内的空气污染物外排受阻，取暖煤炉产生的一氧化碳在室内越积越多，易发生煤气中毒，因此要格外小心，检查风斗是否好用，必要时开窗通风。

　　逆温天气，年老体弱和呼吸道疾病患者不要到室外活动。有逆温出现时，室外空气中的一氧化碳、二氧化硫、可吸入颗粒物等有害物质浓度要比非逆温时高出数倍乃至数十倍。而老年人、呼吸道疾病患者、妊娠妇女、婴幼儿等对这些污染物非常敏感，易受其害，因此更应引起重视。