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什麼是「逆溫」?

2020-05-02 19:38      來源:科普中國-科學原理一點通   VIEW:



根據固有的認知,我們會認為在低層大氣中,通常氣溫是隨高度的增加而降低的。高海拔地區的氣溫總是低于低海拔地區,同一座山,自下而上,氣溫會隨著海拔高度的上升而下降。但其實,氣溫也會隨高度的增加而升高,我們將這種特殊的現象稱為逆溫。

逆溫是對流層中氣溫垂直分布的一種特殊現象,既可能發生在近地層中,也可能發生在較高氣層中(自由大氣中)。

逆溫的形成常常是幾種原因共同作用的結果。根據逆溫生成的過程,可分為輻射逆溫、下沉逆溫、鋒面逆溫等。

輻射逆溫

輻射逆溫一般出現在晴空無雲或少雲的夜晚,當風速較小(小於3m/s)時,地面因強烈的有效輻射而很快冷卻,近地面的氣溫也隨之下降。越接近地面的空氣,受地面冷卻的影響越大,降溫越大;遠離地面的空氣降溫較小,因而形成了自地面開始向上的逆溫層。

日出以後,輻射逆溫現象會逐漸消失。因為強烈而飽滿的太陽輻射投射到地面後,熱傳導作用會把近地面的空氣加熱,然後靠湍流交換把熱量向上傳遞,所以空氣就會慢慢恢復到上部溫度低于下部溫度的情況。

下沉逆溫

下沉逆溫是由於大氣下降增溫而產生的,一般出現在反氣旋的中心附近。當空氣下降時,其溫度會隨著氣壓變大而升高,而近地面的空氣則在大風、旋渦的驅使下進行運動。這時下降的空氣無法穿過逆溫層,只能停留在逆溫層上,所以上部的溫度也就高于下部了。

鋒面逆溫

鋒面本就是冷暖氣團的分界線,鋒面逆溫是指在鋒面上穩定的暖空氣位於冷空氣之上的逆溫,主要是由於鋒面上下冷暖空氣的溫度差異而形成的。此時,較輕的暖空氣爬到冷空氣上方,像毯子一樣覆蓋在冷空氣上。

根據大氣靜力穩定度判據表明,逆溫對應著穩定的大氣狀況。當逆溫現象發生時,逆溫層穩定地籠罩在近地層上空,嚴重地阻礙著空氣的對流運動,所以也叫阻擋層。由於這個原因,當出現逆溫現象時,近地層空氣中的水汽、煙塵、汽車尾氣以及各種有害氣體不易擴散,反而往往會飄浮在逆溫層下面的空氣層中,形成雲霧。這不僅會降低能見度,也可能給交通運輸帶來影響。

本作品為「科普中國-科學原理一點通」原創,轉載時務請註明出處。

本文由中國人民大學附屬中學第二分校一級教師王和意進行科學性把關。

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