大气温度垂直分布规律及原因

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1、大气温度垂直分布规律及原因各层的特点及原因：层次特点原因对流层①气温随高度增加而递减，每上升100米降低0.6℃。②对流动动显著（低纬17~18、中纬10~12、高纬8~9千米）。③天气现象复杂多变。热量绝大部分来自地面，上冷下热，差异大，对流强，水汽杂质多、对流运动显著。平流层起初气温变化小，30千米以上气温迅速上升。大气以水平运动为主。大气平稳天气晴朗有利高空飞行。臭氧吸收紫外线。上热下冷。水汽杂质少、水平运动。高层大气存在若干电离层，能反射无线电波，对无线电通信有重要作用。[自下而上分三层：中间层、暖层（电离层）、逃逸层]太阳紫外线和宇宙射线作用大气温度随

2、高度变化曲线：逆温现象：对流层由于热量主要直接来自地面辐射，所以海拔越高，气温越低。一般情况下，海拔每上升1000米，气温下降6°C。有时候出现下列情况：①海拔上升，气温升高；②海拔上升1000米，气温下降幅度小于6°C。这就是逆温现象。逆温现象往往出现在近地面气温较低的时候，如冬季的早晨。逆温现象使空气对流运动减弱，大气中的污染物不易扩散，大气环境较差。对流层中温度的垂直分布：在对流层中，总的情况是气温随高度而降低，这首先是因为对流层空气的增温主要依靠吸收地面的长波辐射，因此离地面愈近获得地面长波辐射的热能愈多，气温乃愈高。离地面愈远，气温愈低。其次，愈近地面

3、空气密度愈大，水汽和固体杂质愈多，因而吸收地面辐射的效能愈大，气温愈高。愈向上空气密度愈小，能够吸收地面辐射的物质——水汽、微尘愈少，因此气温乃愈低。整个对流层的气温直减率平均为0.65℃/100m。实际上，在对流层内各高度的气温垂直变化是因时因地而不同的。对流层的中层和上层受地表的影响较小，气温直减率的变化比下层小得多。在中层气温直减率平均为0.5—0.6℃/100m，上层平均为0.65—0.75℃/100m。对流层下层（由地面至2km）的气温直减率平均为0.3—0.4℃/100m。但由于气层受地面增热和冷却的影响很大，气温直减率随地面性质、季节、昼夜和天气条

4、件的变化亦很大。例如，夏季白昼，在大陆上，当晴空无云时，地面剧烈地增热，底层（自地面至300—500m高度）气温直减率可大于干绝热率（可达1.2—1.5℃/100m）。但在一定条件下，对流层中也会出现气温随高度增高而升高的逆温现象。造成逆温的条件是，地面辐射冷却、空气平流冷却、空气下沉增温、空气湍流混合等。但无论那种条件造成的逆温，都对天气有一定的影响。例如，它可以阻碍空气垂直运动的发展，使大量烟、尘、水汽凝结物聚集在其下面，使能见度变坏等等。下面分别讨论各种逆温的形成过程。（一）辐射逆温由于地面强烈辐射冷却而形成的逆温，称为辐射逆温。图2·35表明辐射逆温的生

5、消过程。图中a为辐射逆温形成前的气温垂直分布情形；在晴朗无云或少云的夜间，地面很快辐射冷却，贴近地面的气层也随之降温。由于空气愈靠近地面，受地表的影响愈大，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（图2·35b）；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（图2·35中c）；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地消失（图2·35中d、e）。辐射逆温厚度从数十米到数百米，在大陆上常年都可出现，以冬季最强。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。在山谷与盆地区域，由于冷却的

6、空气还会沿斜坡流入低谷和盆地，因而常使低谷和盆地的辐射逆温得到加强，往往持续数天而不会消失。（二）湍流逆温由于低层空气的湍流混合而形成的逆温，称为湍流逆温。其形成过程可用图2·36来说明。图中AB为气层原来的气温分布，气温直减率（γ）比干绝热直减率（γd）小，经过湍流混合以后，气层的温度分布将逐渐接近于干绝热直减率。这是因为湍流运动中，上升空气的温度是按干绝热直减率变化的，空气升到混合层上部时，它的温度比周围的空气温度低，混合的结果，使上层空气降温。空气下沉时，情况相反，会使下层空气增温。所以，空气经过充分的湍流混合后，气层的温度直减率就逐渐趋近干绝热直减率。图

7、中CD是经过湍流混合后的气温分布。这样，在湍流减弱层（湍流混合层与未发生湍流的上层空气之间的过渡层）就出现了逆温层DE。（三）平流逆温暖空气平流到冷的地面或冷的水面上，会发生接触冷却作用，愈近地表面的空气降温愈多，而上层空气受冷地表面的影响小，降温较少，于是产生逆温现象。这种因空气的平流而产生的逆温，称平流逆温（图2·37）。但是平流逆温的形成仍和湍流及辐射作用分不开。因为既是平流，就具有一定风速，这就产生了空气的湍流，较强的湍流作用常使平流逆温的近地面部分遭到破坏，使逆温层不能与地面相联，而且湍流的垂直混合作用使逆温层底部气温降得更低，逆温也愈加明显。另外，夜

8、间地面辐射冷却作用，可使