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逆溫現象,在寒冷的冬天,當一股寒流襲擊之後,風小天晴,氣溫緩升,這時人們會漸漸感到空氣越耒越污濁,如果地面層空氣濕度較大,則濃霧遮天蔽日,空氣污染更加嚴重,對人體健康構成威脅。所有這些,多是由於大氣結構出現「逆溫」現象的結果。

1 逆溫現象 -釋義

  1、在寒冷的冬天,當一股寒冷空氣襲擊之後,風小天晴,氣溫緩升,這時人們會漸漸感到空氣越來越污濁,如果地面層空氣濕度較大,則濃霧遮天蔽日,空氣污染更加嚴重,對人體健康構成威脅。所有這些,多是由於大氣結構出現「逆溫」現象的結果。
  

2 逆溫現象 -理論模型

  一般情況下,大氣溫度隨著高度增加而下降,即是說在數千米以下,總是低層大氣溫度高,高層大氣溫度低,顯得「頭重腳輕」。這種大氣層結容易發生上下翻滾即「對流」運動,可將近地面層的污染物向高空乃至遠方輸散,從而使城市空氣污染程度減輕。對人體健康影響不大。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,「頭輕腳重」從而導致大氣層結(層次結構)穩定,氣象學家稱之為「逆溫」,發生逆溫現象的大氣層稱為「逆溫層」。它像一層厚厚的被子罩在我們城鄉上空,上下層空氣減少了流動,近地面層大氣污染物「無路可走」,只好原地不動,越積越多,空氣污染勢必加重。
  導致「逆溫」現象的原因有多種。對於中國冬季來說,主要是地面輻射冷卻作用而導致近地面層氣溫迅速下降。當寒流襲擊過後,地面受冷氣團控制,天晴風小氣溫低,特別到了晚上,地面熱量大量地向高空散發(輻射),使近地面氣溫迅速下降,而上層大氣溫度下降較慢,從而出現上暖下冷的所謂「逆溫」「現象」。有時,白天日照不足,地面增溫緩慢,還會使「逆溫」長期維持,大氣污染日趨加劇。

3 逆溫現象 -主要原因

1.地面輻射冷卻:

  在晴朗無風或微風的夜晚,地面很快輻射冷卻,貼近地面的大氣層也隨之降溫。由於空氣愈靠近地面,受地面的影響愈大,所以離地面愈近,降溫愈多;離地面愈遠,降溫愈少,因而形成了自地面開始的逆溫。隨著地面輻射冷卻的加劇,逆溫逐漸向上擴展,黎明時達最強。一般日出后,太陽輻射逐漸增強,地面很快增溫,逆溫便逐漸自下而上消失。夏季夜短,逆溫層較薄,消失也快,冬季夜長,逆溫層較厚,消失較慢。2.空氣下沉:

  常發生在山地。山坡上的冷空氣沿山坡下沉到谷底,谷底原來的較暖空氣被冷空氣抬擠上升,從而出現溫度的倒置現象。這樣的逆溫主要是在一定的地形條件下形成的。所以又稱為地形逆溫。如美國的洛杉磯因周圍三面環山,每年有200多天出現逆溫現象。

4 逆溫現象 -具體列舉:

1 、 輻射逆溫,

  是地面長波輻射冷卻而形成的。在晴朗無風的夜晚,地面輻射減弱, 地面大氣迅速冷卻,上層大氣降溫較慢,形成逆溫。一天中逆溫層在黎明時最厚。逆溫層冬厚夏薄。易出現於中高緯地區,是最常見的逆溫類型。 2、 平流逆溫

  當暖空氣水平移動到冷卻的地面、水面或氣層之上時,底層空氣因受下墊面的影響迅速降溫,上層空氣因距離較遠,降溫較少,於是產生逆溫。逆溫的強弱主要由暖空氣和冷地表面的溫差決定。3、 鋒面逆溫,

  是暖空氣運移到冷 空氣之上,形成冷暖相交的鋒面,如果鋒面上下暖冷空氣的溫度差較大,則形成逆溫。 4、 地形逆溫,

  是局部地形條件引起的。在山谷和盆地中,由於山坡散熱快,晚上較重的冷空氣,沿山坡流 動,聚集在山谷底部,由此形成下部是冷氣層、上部是暖氣層。 5、 水庫的水面溫差原因,

  也會產生逆溫,如長江三峽工程建成后的三峽水庫,會產生逆溫現象,使庫區的氣溫夏天降低、冬天升高各約2C,對庫區的工業排放污染物產生一定的影響。

5 逆溫現象 -危害

  冬天裡「逆溫」現象時有發生,在「逆溫」造成大霧茫茫或污染嚴重時,人們應減少晨練及室外活動時間,儘力避免「逆溫」帶來的危害。
  歷史上也有因為逆溫天氣而造成的災害。比如1952年12月5-8日發生的倫敦煙霧事件的罪魁禍首就是倫敦上空出現的異常的逆溫層,它就像一個大鍋蓋一樣,深深地蓋著這座西方文化名城。它所造成的巨大災難,也使倫敦煙霧事件成為20世紀十大環境公害事件之一。
  對流層大氣的熱量主要直接來自地面的長波輻射,一般情況下,離地面越遠,氣溫越低,即氣溫隨高度增加而遞減,平均垂直遞減率為0.65℃/100米。但在一定條件下,對流層的某一高度有時也會出現氣溫隨高度增加而升高的現象,這種氣溫逆轉的現象就是逆溫。
  1952年12月5日~9日,英國發生了震驚全球的倫敦煙霧事件,整個城市籠罩在一片濃煙之中,釀成了10000多人死亡的「世紀悲劇」。 1955年美國的洛杉磯發生了嚴重的光化學煙霧事件,當地65歲以上的老人近400人因污染造成心肺衰竭死亡……科學家發現,這些重大污染事件的發生,除因污染嚴重外,還與一個重要現象——逆溫有關。
  在對流層,一般情況下,大氣溫度表現為上冷下暖。但是,在有些時候、某些地區、在某種條件下會出現大氣溫度上暖下冷的反常現象,我們稱之為「逆溫」。此時,大氣的對流運動大大減弱,並非常穩定,這樣會使得一些大氣污染嚴重的地區污染物不能擴散,而大量聚集在對流層底部,大大加劇了大氣污染的程度,危及人們的健康。例如,美國洛杉磯20世紀以來空氣污染日益嚴重的原因,就是由於其地形、氣候、洋流等多種因素的影響,使得該地區每年有200多天會出現逆溫現象,當地日益增多的汽車排放的尾氣又難以擴散,造成了嚴重的污染事件。

6 逆溫現象 -大氣逆溫與健康

  通常情況下9-10公里以下的低層大氣中,空氣的溫度隨高度增加而逐漸降低,高山頂上的空氣要比高山腳下的冷。氣溫的垂直分佈是下層氣溫高,上層氣溫低。低層空氣熱量主要來源兩個方面:一是太陽直接照射,加熱大氣,但被大氣直接吸收的很少,絕大部分是「透過」大氣到達地面;二是地面在陽光的照耀下,吸收的熱量增多溫度上升,地面和大氣之間存在溫差。地面將部分熱量輻射出來加熱了低層大氣,這樣離地面愈近的大氣獲得地面的熱量愈多,溫度也愈高。相反離地面愈遠則溫度愈低。
  有時候,低層空氣也會出現與此相反的情形,即下層氣溫低,上層氣溫高。這種氣溫隨高度遞增的現象在氣象學上稱為逆溫,出現逆溫的大氣有一定的厚度,這層大氣稱為逆溫層。
  逆溫形成的因素很多,根據其成因可分為輻射逆溫、平流逆溫、下沉逆溫和鋒面逆溫等。但是常見的是輻射逆溫和平流逆溫。例如:輻射逆溫常發生在晴朗無雲或少雲的夜間,地面不斷向外放出輻射能量而冷卻,貼近地面的空氣層也隨之降溫。由於愈靠近地面的空氣受到地表的影響愈大,所以離地面愈近降溫愈多,離地面愈遠降溫愈少。從而形成了自地面向上,氣溫隨高度增加而升高的逆溫現象。這種輻射逆溫的厚度一般在幾十米到幾百米,大陸上常年都可出現,以冬季最強。日出后,地面的溫度漸漸上升,逆溫層也將消失。
  逆溫層的存在使空氣處於穩定狀態,空氣中的垂直運動受到抑制。工廠里煙煤燃燒排放的煙塵、汽車尾氣和地面上揚起的塵埃等有害氣體聚集在空中不易向上擴散和稀釋,造成嚴重的空氣污染。有逆溫存在時空氣質量差,晨煉的朋友要特別注意避開這段時間,以免不清潔的污染物吸體內,沒有達到鍛煉的目的,反而影響身體健康。
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