高三地理大气逆温现象复习
大气的温度常随距地面的高度增加而下降,但此种气温的梯度变化并非固定不变。实际上,有时可能出现温度随高度上升而增高现象,这种情况称为气温逆温,简称逆温。出现逆温的大气有一定的厚度,这层大气称为逆温层。
出现逆温现象时,不能产生垂直对流,大气处于稳定状态,低层空气中的污染物难以扩散,污染物浓度显著升高,形成环境污染,危害人体健康。
逆温形成的因素很多,根据其成因可分为辐射逆温、平流逆温、下沉逆温、地形逆暖和锋面逆温等。
一、逆温类型
1.辐射逆温: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。
无逆温 逆温生成 逆温消失
2.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,经常出现逆温。 3.下沉逆温:因整层空气下沉而形成的逆温称为下沉逆温。当某气层产生下沉运动时,因气压逐渐增大,以及由于气层向水平方向扩散,使气层厚度减小。若气层下沉过程是绝热过程,且气层内各部分空气的相对位置不变。这时空气层顶部下沉的距离比底部下沉的距离大,致使其顶部绝热增温的幅度大于底部(图中H>H′)。因此,当气层下沉到某一高度时,气层顶部的气温高于底部,而形成逆温。下沉逆温多出现在高压控制的地区,其范围广,逆温层厚度大,逆温持续时间长
4. 地形逆温:它主要由地形造成,主要在盆地和谷地中。由于山坡散热快,冷空气山坡下沉到谷地,谷底原来的较暖空气被冷空气抬挤上升,从而出现气温的倒置现象。(地形效应。山区温度一般随高度升高而降低,但在山脚到山腰间往往有一段温度是随高度而升高,这就是山脚逆温想象,青藏铁路沿线也有逆温存在。)
例1:下图表示某地地形剖面及对应的气候资料。读图回答:
(1)夏季月均温最小值出现在海拔 米处。
(2)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。
(3)海拔2000米的高度上,南北两坡年降水量分别约为250毫米和 毫米,造成这种差异的原因是 。
(4)只考虑温度高低,则天山北麓牲畜过冬的牧场应位于海拔约 米以下。
5.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,假如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
例2:读中纬某地气温垂直示意图3-5,分别回答下列问题:
(1)该地区正受 天气系统的影响。若P处出现降水,则其降水形式应为 。请在图中适当位置画出该天气系统的剖面示意图(包括天气状况)。
(2)P是工业高度集中的城市。工业生产过程中排放大量的烟尘和酸雨气体等,则:①工业排放的大气污染物对降水的影响是 ;
②降水的影响是 。
(3)若图示天气系统向A方向移走,则P处空气质量是否会明显改善?为什么?
二、逆温的利与弊
1、利:由于逆温的出现会阻碍空气垂直对流的发展,所以逆温的好处有:①可以抑制沙尘暴的发生,因为沙尘暴发生的条件是大风、沙尘、强对流运动。②逆温出现在高空,对飞机的飞行极为有利。因为飞机在飞行中不会有大的颠簸,飞行平稳。同时,万里晴空提高了能见度,使飞行更加安全。
2、弊:不管是何种原因形成的逆温,对天气和大气污染的扩散都有相当大的影响,都会对空气质量产生很大影响。它阻碍了空气的垂直对流运动,妨碍烟尘、污染物、水汽凝聚物的扩散,有利于雾的形成并使能见度变差,使大气污染更为严重。
空气污染中毒事件大都与逆温有关。假如连续出现几天逆温,空气污染物就会大量积累,易发生空气污染中毒事件。如美国的工业小镇多诺拉,于1948年10月连续4天逆温,工厂及居民排放的空气污染物硫氧化物和烟尘不能及时扩散,使只有14000人的小镇,4天内有5900人患病,20多人死亡。1952年发生在英国伦敦的烟雾事件也是与大雾和逆温有关,工厂和千家万户排出的烟尘、二氧化硫滞留在城市上空,4天内有5000人死亡。发生在比利时的马斯河谷烟雾事件、洛杉矶光学烟雾事件等均与逆温天气有关。
逆温天气,应调整户外活动和开窗通风时间。应选择上午10时至下午3时这段时间进行户外活动和开窗通风,避开下午6时至第二天上午8时这个污染高峰时间。
逆温天气,生煤炉取暖者应格外小心煤气中毒。有逆温时,室内的空气污染物外排受阻,取暖煤炉产生的一氧化碳在室内越积越多,易发生煤气中毒,因此要格外小心,检查风斗是否好用,必要时开窗通风。
逆温天气,年老体弱和呼吸道疾病患者不要到室外活动。有逆温出现时,室外空气中的一氧化碳、二氧化硫、可吸入颗粒物等有害物质浓度要比非逆温时高出数倍乃至数十倍。而老年人、呼吸道疾病患者、妊娠妇女、婴幼儿等对这些污染物非常敏感,易受其害,因此更应引起重视。
例3:图中表示,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。
(1)。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。
(2)一般逆温时间结束后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,上午体育锻炼的时间宜选在 时以后。
练习题:
形成沙尘暴的条件主要是干旱、大风、沙尘、较旺盛的上升气流(有利于沙尘扬起)。若大气对流层中出现逆温现象,可抑制沙尘暴。结合所学知识回答1—3题。
1、若右图中B处(1000M)为﹣10℃,当A地气温降到多少度时,开始起到抑制风沙的作用。
A.4℃ B.0℃ C.-4℃ D.-6℃
2、根据右图中气温变化曲线判定该地最有可
能出现沙尘暴的时段A.① B.②C.③ D.④
3、一年中,综合考虑风力和地面气温及空气对
流因素,我国北方沙尘暴天气以何季节为多
A.春季 B.夏季 C.秋季 D.冬季
读“南京北城郊秋季某日垂直温度梯度(°C/100米)时空变化图”,回答4-6题。
4.该日此地发生大气逆温现象的时段是( )
A.8时~16时30分 B.17时~23时
C.16时30分~7时 D.23时~5时
5.发生大气逆温现象的最大高度约为( )
A.500米 B.100米 C.350米 D.150米
6.当某地大气发生逆温现象时 ( )
A.空气对流更加显著 B.抑制污染物向上扩散
C.有利于大气成云致雨 D.减少大气中臭氧的含量
对流层中气温出现“下冷上热”的情况,称为“逆温”。读“某地春分日气温垂直分布图”,完成7~11题。
7.图中对流层底部逆温现象轻易出现在
A.多云的夜晚
B.晴朗的夜晚至日出前后
C.晴朗的白天
D.多云的白天至日落前后
8.此地终年干燥少雨,其气候类型可能是
A.温带沙漠气候 B.高山高寒气候
C.热带草原气候 D.热带沙漠气候
9.下列哪一现象的产生与逆温有关
A.清晨,炊烟袅袅,笼罩着山村 B.“大漠孤烟直,长河落日圆”
C. “人间四月芳菲尽,山寺桃花始盛开” D. “阴雨霏霏,连月不开”
10.该地为利马(12.5°S,77°W),其近地面逆温层最厚时约在北京时间(逆温层最厚时为气温最低时)
A.6时前后 B.11时前后 C.14时前后 D.19时前后
11.假设此逆温层经常存在,此地四周有座山,山顶终年有雪,则此山海拔至少在
A.3000m以上 B.4000m以上 C.6000m以上 D.5000m以上
12.读某城某日清晨低层大气剖面图,回答:
(1)图中气温分布异常部分是①②③中的 ,判定的理由是 。
(2)该城市工业高度集中,汽车数以百万计,当天发生了重大的烟雾事件,造成这一事件的人为原因是 ;气象原因是 ;地形原因是 。
(3)在商业区、居民区、近郊工业区、农田区域中,烟雾浓度最大的是 。
例1:
(1)4500米
(2)北
(3)550-580
北坡有来自大西洋和北冰洋的水汽补给,从山口进入盆地,并沿着天山北坡上升产生地形雨。
(4)2000
例2:
(1)冷锋 降雪
(2)烟尘充当凝聚核,促进水汽的凝聚;
酸性气体随降水落到地表,使空气变得清新
(3)空气质量不会改善,一定时期内还会恶化。原因:锋面向A侧移走后,P处上空受暖空气影响;而P处盆地中的冷空气难以移走,从而使P处空气出现上暖下冷的逆温现象,抑制空气对流,加上盆地地形的影响,使大气污染物难以扩散。
例3:
(1)10° 8
(2)10
练习题:
1-5CCACC 6-10BBDAD 11D
12.(1)② 气温随高度增加而上升(逆温层)
(2)汽车尾气与工业废气的大量排放; 出现逆温层,大气污染物不易扩散;盆地地形,易出现逆温现象
(3)商业区
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