大气温度垂直分布规律及原因

1、.大气温度的垂直分布规律和原因各层特征和原因：阶层特征原因对流层气温随着高度的增加而减少，每上升100米就下降0.6。流动显着(低纬1718、中纬1012、高纬89公里)。天气现象复杂、变化多。热大部分来自地面，上冷下热，差大，对流强水蒸气杂质多，对流运动显着。平流层当初气温的变化很小，30公里以上的气温迅速上升。大气以水平运动为主。大气温和的天气有利于晴天在上空飞翔。臭氧吸收紫外线。因为热变冷。水蒸气的杂质少，水平运动。上层大气存在几个电离层，反射电波，对无线通信起着重要的作用。 从下到上3层：中间层、暖层(电离层)、退出层太阳紫外线和宇宙线的作用大气温度随高度的变化曲线：逆温现象：对流层热

2、量主要是从地面直接放射，因此海拔越高，气温越低。 一般来说，海拔每上升1000米，气温就下降6C。 海拔上升，气温可能上升海拔上升1000米，气温下降幅度不足6C。 这就是逆温现象。 逆温现象通常会在接近地面的气温低的时候出现，如冬天的早晨。 逆温现象减弱了空气对流运动，大气中的污染物难以扩散，大气环境差。对流层中温度的垂直分布：对流层中，随着气温的升高而下降是整体情况。 首先，对流层空气的升温主要依赖于吸收地面长波辐射，因此越靠近地面，获得地面长波辐射的热能越多，气温越高。 离地面越远，气温越低。 其次，离地面越近空气密度越高，水蒸气和固体杂质越多，所以吸收地面辐射的性能大，气温高。 向上的

3、空气密度越小，对地面放射的物质的水蒸气和粉尘的吸收越少，所以气温越低。 对流圈整体气温的直接减少率平均为0.65/100m。 实际上，对流层内各高度的气温垂直变化因时而异。对流层中层和上层对地表的影响小，气温直接减少率的变化比下层小得多。 中层气温的直接减少率平均为0.50.6/100m，上层平均为0.650.75/100m。对流层下层(距地面2km )的气温直接减少率平均为0.30.4/100m。 但是，由于气层受地面热和冷却的影响很大，气温的直接减少率随着地面的性质、季节、昼夜和天气的条件而变化很大。 例如，夏天白天大陆上，蓝天上没有云时，地面变得很热，底层(距地面300500m高)气温的

4、直接减少率比干绝热率(1.21.5/100m )大。 但是，在一定条件下，对流层也发生了随着气温的升高而上升的逆温现象。 成为逆温度的条件有地面辐射冷却、空气平流冷却、空气沉降增温、空气湍流混合等。 但是，这种条件下的逆温对天气有一定的影响。 例如，阻碍空气的垂直运动的发展，大量的烟、尘、水蒸气的凝聚物聚集在下面，使视野变差等。 下面，探讨各自的逆温的形成过程。(1)辐射的逆温度地面强辐射冷却形成的逆温称为辐射逆温。 图235显示了辐射逆温度的生消过程。 图中的a是辐射逆温形成前气温垂直分布的样子，在无云之夜和少云之夜，地面很快被辐射冷却，靠近地面的空气层也随之降温。 因为空气越接近地面，受到

5、地表的影响越大，所以越接近地面，降温越多，越远离地面，降温越少，所以成为离地面的逆温度(图235b )。 随着地面辐射冷却的进行，逆温度逐渐上升，在黎明时变得最强(图235中c )。 日出后，太阳辐射逐渐增强，地面很快变暖，逆温度逐渐从下向上消失(图235中的d，e )。辐射逆温厚度从数十米到数百米，在大陆多年出现，冬天最强。 夏天夜晚很短，逆温层很薄，消失也很快。 冬天夜晚很长，逆温层很厚，消失得很慢。 在山谷和盆地的区域，冷却了的空气沿着斜面流入山谷和盆地，因此山谷和盆地的辐射逆温度变强，通常几天都不会消失。(2)湍流逆温低层空气湍流混合引起的逆温称为湍流逆温。 将在图236中描述其形成过

6、程。 图中AB是气层本来的气温分布，气温直减率()比干绝热直减率(d )小，经过乱流混合，气层的温度分布接近干绝热直减率。 因为在湍流运动中上升的空气的温度因干绝热减率而变化，当空气上升到混合层的上部时，其温度比周围的空气的温度低，混合的结果是上层的空气降温。 空气下沉的话，下层的空气反而会升温。 因此，空气经过充分的湍流混合，空气层的温度直接减率逐渐接近干绝热的直接减率。 图中的CD是湍流混合后的气温分布。 这样，在乱流减弱层(乱流混合层和未发生乱流的上层空气之间的过渡层)上，会出现逆温层DE。(3)移流逆温温暖空气流过冰冷的地面和冰冷的水面时，会产生接触冷却作用，越靠近地面的空气温度越下降

7、，但上层空气对冰冷的地面的影响小，温度下降少，所以会发生逆温现象。 由空气的这种流动引起的逆温被称为流动逆温(图237 )。 但是，平流逆温的形成不能与湍流和辐射作用分离。 因为是移流，所以有一定的风速，这就产生了空气的湍流，强的湍流作用经常破坏了移流逆温度的近床部分，逆温度层不能与地面相连，并且湍流的垂直混合作用使逆温度层底部的气温更低，逆温度也变得明显。 夜间地面辐射冷却作用加强了流动的逆温，白天地面辐射增温作用减弱了流动的逆温，使流动的逆温强度日变化。(4)下沉的逆温如图238所示，当某层空气下沉时，气压逐渐增大，空气层在水平方向上散射，从而其厚度减少(hh )。 如果气层沉降过程绝热，

8、且气层内各部分空气的相对位置不变，则空气层上部下沉的距离比底部下沉的距离大，其上部空气的绝热升温比底部多。 沉入某个高度时，空气层顶部的温度会高于底部的温度，可能会变成相反的温度。 例如，某气层从空中开始下沉时，上部为3500m，下部为3000m (厚度500m )，温度分别为-12和-10，下沉后的上部和下部的高度分别为1700m和1500m (厚度200m )。 假设下沉因干绝热而变化，其温度分别上升到6和5，形成逆温度。 这种整个层的空气下沉引起的逆温被称为下沉逆温。 下沉逆温多在现在的高气压区域内，范围宽，厚度也大，有可能出现在距离地面数百米到数千米的上空。 冬天，下沉的逆温度常常与辐射的逆温度结合，形成距离地面数百米深的逆温度层。 因为下沉的空气层来自上空，水蒸气含量本来就很少，下沉后温度上升，相对湿度显着减少，空气干燥，看起来不利于云的生成，云也消失，所以有下沉的逆温