逆温现象的成因及影响

逆温现象的成因及影响

江西省井冈山市宁冈中学（343609）龙吉忠

在对流层中，气温随海拔的升高而降低，大约海拔每升高100米，气温降低0.6℃，但此种气温的梯度变化并非固定不变。实际上，有时可能出现温度随高度上升而增高的现象，导致空气“头重脚轻”，气象学上称为逆温。

一、逆温的成因

逆温形成的因素很多，根据其成因可分为辐射逆温、地形逆温和锋面逆温等。

（1）辐射逆温

经常发生在晴朗无云的夜间，由于地面辐射强烈冷却，近地面层气温迅速下降，而高处气层降温较少，从而出现上暖下冷的逆温现象。这种逆温在黎明前最强，日出后自下而上消失。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。辐射逆温的形成过程如下图。

（2）锋面逆温

锋面逆温是由于锋面上下冷暖空气的温度差异而形成的逆温。这种逆温层是随锋面的倾斜而成倾斜状态。又由于锋是从地面向冷空气方向倾斜的，因此，锋面逆温只能在冷气团所控制的地区内观测到。锋面逆温离地的高度与观测点相对于锋线的位置有关，距地面锋线越近，逆温层的高度越低；反之越高。

（3）地形逆温

它主要由地形造成，主要在盆地和谷地中。由于夜间山坡上的空气冷却很快，于是冷空气顺坡下沉到谷底，谷底原来的较暖空气被冷空气抬挤上升，出现上暖下冷的逆温现象。如天山北坡从12月—次年2月在近地层会存在一层深厚的逆温层，它的形成主要是由于冷空气受阻积累的，在形成的“冷空气湖”上有较暖的空气层。天山北坡的逆温层厚度至少有1500米，在南坡只有700米。这种冬季逆温层在青藏高原东部和北部边缘是普遍存在的。

二、逆温的影响

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：

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逆温和其它天气现象一样，也有有利的一面。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。

2. 弊：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，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，大气处于稳定状态，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，危害人体健康。

三、典例剖析

例1．气温垂直递减率是指空气温度在垂直方向上随高度升高而降低的数值。读“某地春季某日气温垂直递减率（℃/100米）时空变化图”，回答1～3题。

1.当天该地几乎没有对流运动发生的时段是（）

A.9～17时

B.18～次日7时

C.17～次日9时

D.19～次日6时

2.发生大气逆温现象的最大高度约为（）

A.100米

B.200米

C.400米

D.500米

3.如果该地位于华北地区，这天（）

A.大气环境质量好

B.不容易有沙尘暴形成

C.较有可能阴雨天气

D.能见度高，行车方便

【解析】根据气温垂直递减率的定义可知，图中数值为正值时，随海拔的升高气温降低；数值为负值时，随海拔的升高气温上升，0表示气温无变化。由此可知，在18～次日7时出现了逆温现象，大气对流运动受阻，不易形成降雨，大气污染物不易扩散，能见度低，大气环境质量，但有利于抑制沙尘暴的发生。出现逆温的最大高度可从图中直接读出。

【答案】1.B 2.C 3.B

例2．读中纬度某地剖面示意图，分析回答下列问题。

（1）读图分析，该地区正受_________天气系统的影响。若P处出现降水，则其降水形式应为____________。

（2）请在图中适当位置画出该天气系统的剖面示意图（包括天气状况）。

（3）图中P处是一工业高度集中的城市，工业生产过程中排放大量的烟尘和酸性气体等，这些大气污染物对降水会产生哪些影响？并分析降水对该地空气质量的影响。

（4）若图示天气系统向A方向移走，则P处空气质量是否会明显改善？为什么

【解析】该图为剖面图，图中等温线其实是等温面。分析并做出正确判断是解答本组试题的基础。

首先，从地面水平方向看，A处气温低，因此气压高；B处气温高，因此为低气压。这样空气将从A流向B。

其次，从垂直方向看，在空中等温面弯曲明显处，气温上高下低，并且其位置从B向A 逐渐升高，说明存在暖空气抬升的现象，因此可以推断这里是一个锋面。

P处的气温在0℃以下，所以其降水形式应该是降雪（降水形式不等于降水类型，故答锋面雨是不对的）。绘制锋面剖面图包括画锋面、云、降雪（符号可同降水，用一组平行的虚线）。图示信息不能确定锋面的性质即不知道是冷锋还是暖锋，故冷暖空气的水平移动可以不画，或画出他们的相对移动方向即可。

空气中的尘埃具有很强的吸湿性，是空气中水汽凝结的核心。空气中的尘埃多即凝结核丰富，能促进水汽凝结；同时，尘埃随降水降落，使空气中的烟尘减少。氮氧化物、硫氧化物等酸性气体溶于水并发生化学反应形成酸性降水；同时，这个过程也使空气中的酸性气体减少。

如果图中锋面向A方向移走（则为暖锋），则该地区受单一暖气团控制。但P处的盆地中原来的冷空气因重量较大而无法散出，从而导致P地上空空气出现逆温现象，它抑制空气对流，不利于大气污染物上升扩散；而且盆地地形阻止大气污染物向四周扩散，从而使P 地区空气中污染物积聚，空气质量下降。

【参考答案】

（1）锋面降雪

（2）绘图如下图

（3）烟尘充当凝结核，促进水汽的凝结。酸性气体溶于水，产生酸性降水（或酸雨、酸雪）。烟尘、酸性气体随降水降落到地表，使空气变得清新，空气质量改善。

（4）空气质量不会改善，一定时期内还会恶化。原因：若锋面向A侧移动，则该锋面为暖锋。锋面移走后，P处上空受暖空气影响，而P处盆地中的冷空气难以移走，从而使P 处空气出现逆温现象，抑制空气对流，加上盆地地形的影响，使大气污染物难以扩散。大气中污染物积聚，空气质量下降。

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