介绍一下逆温现象!
逆温
大气吸收太阳短波辐射的能力很弱,而吸收地面长波辐射的能力却很强。因此,大气近地层内的温度变化主要是受地表长波辐射的影响,空气温度随地面温度的变化而自下而上的变化。一般是气温随高度的增加而降低,但在特定条件下,也会发生大气温度层结逆转的现象,即r-rd=0及r-rd<0。
①定义:气温随高度增加而增加的现象称为逆温;
②分类:根据逆温的生成过程,分为五类
a.辐射逆温:晴朗、少云无风的夜间,风速<3m/s(二级)时,地面因强烈的有效辐射而很快冷却,近地面气温下降快,较高气层冷却慢,气温下降慢,形成自地面向上发展的逆温层,称为辐射逆温。
条件:晴朗、微风、无云或云层很薄很高,使地面失去保温层,散热快又多,因而降温激烈,微风有助逆温层向上扩散,但风速<2~3m/s,如风大,上下层空气间的湍流交换加强,热量下传,不利于逆温层的形成。
(a)正常温度层结
(b)逆温开始生成,随地面辐射增强,迅速冷却,逐渐向上发展
(c)辐射达到最强时为黎明前
(d)日出后,地面增温,空气自上而下增温,逆温逐渐消失
(e)上午10时左右,逆温消失
这种逆温冬季最强,中纬度地区可达200~300m
b.下沉逆温(压缩逆温)
高压控制区较大气团下沉运动时,常使原来稳定层结的空气压缩成逆温层结。假定某高度有一气层ABCD,厚度为h,当它下沉时,由于周围大气对它的压力逐渐增大,以及由于水平辐射作用,该气层被压缩成A
逆温的不同形式及其成因
一、辐射逆温
辐射逆温是夜间因地面、雪面或冰面、云层顶部等的强烈辐射冷却,使紧贴其上的气层比上层空气有较大的降温而形成的。
二、地形逆温
在低洼地区(谷地、盆地)因辐射冷却,冷空气沿斜坡下沉流入低洼地区形成逆温。这种逆温称为地形逆温。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。
三、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,这种逆温现象就是平流逆温。主要出现在中纬度沿海地区。
四、乱流逆温
乱流逆温是由于低层空气的乱流混合,在乱流层的顶部所形成的逆温。因乱流逆温出现在乱流混合层的顶部,所以其离地的高度随乱流层的厚薄而定;乱流强时,乱流层厚,它所在的高度就高;反之,高度就低。一般它都位于摩擦层的中上部。乱流逆温的厚度不大,一般不超过几十米。从湿度的垂直分布来看,在逆温层以下,经过强烈的乱流混合后,气层中水汽的垂直分布已比较均匀。在逆温层的底部,由于下层的水汽和杂质向上输送和温度的下降。容易产生层云和层积云。
五、下沉逆温
下沉逆温又称为压缩逆温,是由于稳定气层整层空气下沉压缩增温而形成的逆温。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。
六、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。