逆溫現象產生的原因

2023-03-18 科普知識

　　一般情況下，大氣溫度隨著高度增加而下降，可是在某些天氣條件下，地面上空的大氣結構會出現氣溫隨高度增加而升高的反常現象，氣象學上稱之為“逆溫”，發生逆溫現象的大氣層稱為“逆溫層”。下面是小編為大家整理的逆溫現象產生的原因，僅供參考，歡迎閱讀。

　　一、逆溫成因

　　逆溫一般按照成因的不同分類，如下：

　　1、輻射逆溫：經常發生在晴朗無云的夜空，由于地面有效輻射很強，近地面層氣溫迅速下降，而高處大氣層降溫較少，從而出現上暖下冷的逆溫現象。這種逆溫黎明前最強，日出后自下而上消失。輻射逆溫的厚度可達幾十米至幾百米。在極地可達數千米厚。

　　2、平流逆溫：暖空氣水平移動到冷的地面或氣層上，由于暖空氣的下層受到冷地面或氣層的影響而迅速降溫，上層受影響較少，降溫較慢，從而形成逆溫。多出現在秋冬季或春季，在一天中的任何時候都可能出現。冬季海洋上來的氣團流到冷的下墊面上，或秋季空氣由低緯度流到高緯度時，都有可能產生平流逆溫。

　　3、地形逆溫：它主要由地形造成，主要在盆地和谷地中。由于山坡散熱快，冷空氣循山坡下沉到谷底，谷底原來的較暖空氣被冷空氣抬擠上升，從而出現氣溫的倒置現象。

　　4、下沉逆溫：在高壓控制區，高空存在著大規模的下沉氣流，由于氣流下沉的絕熱增溫作用，致使下沉運動的終止高度出現逆溫。這種逆溫多見于副熱帶反氣旋區。它的特點是范圍大，不接地而出現在某一高度上。這種逆溫因為有時像蓋子一樣阻止了向上的湍流擴散，如果延續時間較長，對污染物的擴散會造成很不利的影響。

　　5、湍流逆溫：由于低層的湍流混合而形成的逆溫，叫做湍流逆溫。

　　當氣層的氣溫直減率小于干絕熱直減率時，經湍流混合后，氣層的溫度分布逐漸接近干絕熱直減率。因湍流上升的空氣按干絕熱直減率降低溫度。空氣上升到混合層頂部時，它的溫度比周圍的氣溫低，混合的結果，使上層氣溫降低；空氣下沉時，情況相反，致使下層氣溫升高。這樣就在湍流減弱層，出現逆溫。

　　二、大氣污染

　　大氣污染是由于人類活動或自然過程引起某些物質進入大氣中，呈現出足夠的濃度，達到足夠的時間，并因此危害了人體的舒適、健康和福利或環境的現象。

　　大氣污染物由人為源或者天然源進入大氣（輸入），參與大氣的循環過程，經過一定的滯留時間之后，又通過大氣中的化學反應、生物活動和物理沉降從大氣中去除（輸出）。如果輸出的速率小于輸入的速率，就會在大氣中相對集聚，造成大氣中某種物質的濃度升高。當濃度升高到一定程度時，就會直接或間接地對人、生物或材料等造成急性、慢性危害，大氣就被污染了。

　　影響因素

　　1.地理位置：中緯度地區更容易產生下沉逆溫現象。緯線±30°地區，干燥空氣下沉，壓縮并自熱，晴天多，雨水少。自熱后氣溫比下層的空氣高，較易導致逆溫現象的出現。

　　2.時間因素：逆溫層的分布則會隨時間產生變化，以赤道為例，夏至時陽光直射北回歸線，中緯度地區更容易產生逆溫現象。

　　3.天氣因素：夜間少云時，地面熱量散發較快，溫度下降速度也隨之增加，是地面溫度和上部空氣溫度的差值降低，第二日早上出現輻射逆溫的可能性也隨之降低。降水天氣則會減少逆溫的出現概率，大霧天氣將增加逆溫的出現概率。

　　4.地形情況：多山谷多丘陵時，夜間冷空氣停滯在山谷中，不隨上層熱氣流通過，局部滿足逆溫形成條件，會更易導致逆溫的出現。臨海地區則由于海面冷空氣吹入內陸而導致逆溫層變窄，隨后在沿岸地面產生逆溫。

　　5.大氣污染程度：大氣污染越重，逆溫層厚度越高，逆溫現象越嚴重。

　　對生產生活的影響

　　積極影響

　　①可以抑制沙塵暴的發生，因為沙塵暴發生的條件是大風、沙塵、強對流運動。

　　②逆溫出現在高空，對飛機的飛行極為有利。因為飛機在飛行中不會有大的顛簸，飛行平穩。同時，萬里晴空提高了能見度，使飛行更加安全。

　　③可應用于谷物種植，提高產量及質量。

　　消極影響

　　主要影響：大氣污染。

　　逆溫現象造成的環境污染不管是何種原因形成的逆溫，都會對空氣質量產生很大影響，它阻礙了空氣的垂直對流運動，妨礙了煙塵、污染物、水汽凝結物的擴散，幾十米甚至幾百米厚的逆溫層像一層厚厚的被子罩在城市的上空，近地面的污染物“無路可走”，只好“原地不動”，越積越厚，煙塵遮天蔽日，空氣污染勢必加重。同時，空氣污染中毒事件大都與逆溫有關。如果連續出現幾天逆溫，空氣污染物就會大量積累，易發生空氣污染中毒事件。如美國的工業小鎮多諾拉，于1948年10月連續4天逆溫，工廠及居民排放的空氣污染物硫氧化物和煙塵不能及時擴散，使只有14000人的小鎮，4天內有5900人患病，20多人死亡。1952年發生在英國倫敦的煙霧事件也是與大霧和逆溫有關，工廠和千家萬戶排出的煙塵、二氧化硫滯留在城市上空，4天內有5000人死亡。發生在比利時的馬斯河谷煙霧事件和發生在洛杉磯的洛杉磯光化學煙霧事件等均與逆溫天氣有關。

　　合理利用

　　針對逆溫帶來的積極影響，雖然“人造逆溫”暫時沒有實現的可能，但是可以在規律出現逆溫的地區進行相應的生產活動。

　　如在一些山坡或河谷地區。如中國新疆伊犁谷地，逆溫從10月至翌年3月，長達半年之久。1月份的坡地逆溫層厚達400米，逆溫強度達5℃。逆溫帶有效地提高了谷地在冬季的溫度水平，多年生果樹越冬可不必埋土，凍害得以避免或減輕，而且果實硬度高，品質好；在這里發展蔬菜種植，可減少熱能投入，提高經濟效益；逆溫層坡地還是當地牲畜避寒、越冬的理想場所。從該地逆溫資源開發利用的角度來說：逆溫的下部光熱條件適中，一般以發展喜溫涼的作物和蔬菜為主；逆溫帶的中部逆溫現象強烈，冬暖夏涼，一般以發展果樹和冬季蔬菜基地為主；逆溫帶上部降水充裕，以發展林、草和藥材為宜。如中國的四川盆地、云貴高原的壩子都受逆溫的影響增溫，是對農業生產有利的一面。

　　防范措施

　　主要針對逆溫帶來的不利影響，在逆溫發生時政府、相應機構或者居住地居民應當采取的措施。

　　政府和相應機構

　　環境污染（包括水環境、城市環境、工業污染等）的治理，包括增加監管等。

　　城市基礎設施的建設，包括種植花草樹木，加大自然保護區的保護與建設等。

　　優化產業結構，增加能源結構的轉變效率。

　　提高空氣質量的檢測水平，使其規范化合理化常態化。[13]

　　發生地居民

　　逆溫天氣，應調整戶外活動和開窗通風時間。應選擇上午10時至下午3時這段時間進行戶外活動和開窗通風，避開下午6時至第二天上午8時這個污染高峰時間。

　　逆溫天氣，生煤爐取暖者應格外小心煤氣中毒。有逆溫時，室內的空氣污染物外排受阻，取暖煤爐產生的一氧化碳在室內越積越多，易發生煤氣中毒，因此要格外小心，檢查風斗是否好用，必要時開窗通風。

　　逆溫天氣，年老體弱和呼吸道疾病患者不要到室外活動。有逆溫出現時，室外空氣中的一氧化碳、二氧化硫、可吸入顆粒物等有害物質濃度要比非逆溫時高出數倍乃至數十倍。而老年人、呼吸道疾病患者、妊娠婦女、嬰幼兒等對這些污染物非常敏感，易受其害，因此更應引起重視。