浅谈逆温现象

 对流层大气的热量主要直接来自地面的长波辐射，一般情况下，离地面越远，气温越低，即气温随高度增加而递减，平均垂直递减率为0.65℃/100米。但在一定条件下，对流层的某一高度有时也会出现气温随高度增加而升高的现象，这种气温逆转的现象就是逆温。

一、逆温产生的原因

1.地面辐射冷却：在晴朗无风或微风的夜晚，地面很快辐射冷却。贴近地面的大气层也随之降温。由于空气愈靠近地面，受地面的影响愈大，所以，离地面愈近，降温愈多；离地面愈远，降温愈少，因而形成了自地面开始的逆温。随着地面辐射冷却的加剧，逆温逐渐向上扩展，黎明时达最强。一般日出后，太阳辐射逐渐增强，地面很快增温，逆温便逐渐自下而上消失。夏季夜短，逆温层较薄，消失也快，冬季夜长，逆温层较厚，消失较慢。

2．空气平流逆温：当暖空气水平移动到冷却的地面、水面或气层之上时，底层空气因受下垫面的影响迅速降温，上层空气因距离较远，降温较少，于是产生逆温。逆温的强弱，主要由暖空气和冷地表面的温差决定。温差大，逆温越强。冬半年，在中纬度的沿海地区，因为那里海陆的温差显著，当海上暖空气流到大陆上时，常常出现逆温。

3.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不利的影响。

4．锋面因素：对流层中，冷暖空气相遇，暖空气密度小，爬升到冷空气的上面，两者之间形成一个倾斜的过渡区锋面。在锋面上，如果冷暖空气的温度差比较显著，也可出现逆温，由于锋是从地面向冷空气上方倾斜的，逆温层也随锋面的倾斜而呈倾斜状态。因此逆温只能在冷空气所控制的地区内观察到而且，逆温的高度与观测点相对于地面锋线的位置有关．观测点距地面锋线愈近，逆温高度愈低。

5.地形逆温：常发生在山地、盆地和谷地中。由于山坡散热快，山坡上的冷空气沿山坡下沉到谷底，谷底原来较暖的空气被冷空气抬挤上升，从而出现温度的倒置现象。这样的逆温主要是在一定的地形条件下形成的，所以称为地形逆温。如美国的洛杉矶因周围三面环山，每年有两百多天出现逆温现象。

二、逆温现象与大气污染

20世纪世界6起严重的大气污染事件都与逆温有关，小的污染事件就更多了。很多大气污染物在排放出来时都比周围空气热(汽车尾气、工厂烟囱的烟气等)，热空气比重较轻，因此一般情况下，较热的污染气体从冷空气中上升并在上部逐渐扩散。如果存在逆温现象，暖空气层覆盖在冷空气层之上，较热的污染气体仅能上升到热空气层的底部。在那里，污染气体的比重没有上部空气轻，也就不再上升，这样它们被局限在近地面的空气中，并在那里聚集。有时冷暖空气的交界十分明显，可以看到污染空气有一个子坦的顶界。如美国的宾夕法尼亚州的一个山谷曾发生的一次严重大气污染事件就是逆温诱发的。当然，即使不存在逆温现象，大气污染也会对健康造成危害，但逆温却使污染物浓度大大增强。而且，一旦形成逆温，由于空气不易对流上升，导致污染物不易扩散，使近地面冷空气的密度增大，空气中的污染物增多，很难越过上部较轻的热空气。逆温现象可能持续一周甚至更长时间。

特定的地形对形成逆温现象特别有利。如美国洛杉矶就处于这样的环境之中，太平洋吹来的冷空气受山脉阻挡，插人大陆的暖空气之下。美国的宾夕法尼亚州就在一条大山谷中，当暖锋通过山脊平面时，冷空气仍滞留在山谷之中，形成逆温。德国煤田丰富的鲁尔山谷在1984年～1985年冬季，长久的逆温现象造成大气污染，许多学校和工厂被迫关闭，私人汽车也被禁止使用，一直持续到空气重新洁净，在大多数天气状况下，除了等待逆温现象自行消失，别无办法。

有些天气状况，如逆温，能影响大气污染的程度；反过来，大气污染也能改变天气条件，如降低能见度，改变气温，增加雨水的酸性等。这在粉尘造成的大气污染中表现特别突出。

美国密歇根湖的西南方是个工业区，有芝加哥市等工业城市以及以钢铁工业为主的印第安纳州的加里和哈蒙德市。这些工业区的烟雾向东北方向吹过湖面。起初，这些烟雾几乎难以察觉，随着水蒸气的凝结，开始出现云雾，最终形成雪晶。密歇根湖大片降雪区就位于污染烟雾从西南方向向东北延伸的直线地带上。这说明大气污染会引起降水的变化，当然这些降水是受污染的酸性降水。

大气污染排放的污染物对地区性气候也会发生影响，主要是燃烧煤、石油、天然气排放大量的煤烟、粉尘等污染物改变了大气成分，如大气中二氧化碳含量增加引起“温室效应”。燃烧煤、石油使大气中二氧化碳浓度增加，破坏了自然界二氧化碳的平衡。二氧化碳吸收太阳的短波辐射，同时也吸收地表发出的长波辐射，大气中二氧化碳浓度增加，则使大气吸收更多的辐射与逸散的能量而使地面增温。

因此，局部地区产生逆温现象，会使大气污染更加严重，影响人们的生产和生活，甚至威胁人类的生存和发展。

三、逆温的利

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。 

四、高考试卷中的逆温现象

逆温现象已引起人们越来越多的关注，在近几年的高考试卷中也多次涉及到这一话题，试举几例：

①1998年全国高考地理试卷（广东卷）第25题：

25.1997年下半年，巴黎、圣地亚哥等大城市先后发生严重大气污染事件，其原因有

A.城市绿色植物的呼吸作用释放CO2

B.汽车尾气、工厂废气的大量排放

C.近地面大气出现了温度上下相近，甚至上暖下冷的情况

D.近地面大气出现了上冷下暖的情况

参考答案：BC

②1998年全国高等学校招收保送生综合能力测试试卷第二题：

1781年，西班牙航海者在下图所示地区创建洛杉矶镇。这里每年有200多天出现逆温现象，在人口不太多时，是宁静、环境优美的小城镇。读下图回答下列问题：（共6小题，节选其中部分）

20世纪初，随着电影业、石油开采和加工工业、飞机制造业的发展，城市面积、人口、汽车拥有量急剧增加，空气污染日益严重。上述地形条件下，每当出现大气的逆温现象时，大气的扩散条件，空气中污染物积聚，其危害便格外明显。1952年，洛杉矶有近400名老人因光化学烟雾的污染造成心肺衰竭而死亡。这件事情引起了全美国的高度重视。（下略）

参考答案；（3）盆地（一面靠海三面环山）（4）变差

③1999年全国高考地理试卷（广东卷）第34题：

图中表示的是地形剖面，以及对应的气候资料。读图回答：

⑴夏季月均温最小值出现在海拔约_______m处。

⑵冬季出现大面积逆温的两个地区中，地势起伏较大的位于天山_______侧。

⑶海拔2000m高度上，南北两坡年降水量分别约为250mm、mm。造成这种差异的原因是__________。

⑷只考虑温度高低，则天山北麓牲畜过冬牧场应位于海拔__________m。

参考答案：（1）4500左右（2）北（3）570左右北坡有来自大西洋、北冰洋的水汽补给（4）约2000

④2000年全国高考地理试卷（广东卷）第34题：          

如图表示，近地面空气若上升到3000米高度时，理论温度为T，3000米高空的实际温度为Ts。当Ts≥T时，近地面空气上升将受阻，即出现了逆温现象。读某城市春季气温日变化图，回答：

⑴若Ts稳定在－8℃，该城市气温至少要上升到_________℃以上时，逆温现象才会结束，这时的时间约为______时。

⑵一般逆温结束后2小时，近地面对流才能起到“净化”空气的作用。所以，在图示的情况下，仅考虑空气洁净的因素，上午体育锻练的时间宜选在________时以后。

参考答案：（1）108（2）10