逆温与大气污染的关系及形成

大气温度层结一般是γ＞0，即气温随高度增加而降低，但在某些条件下也会出现γ=0或γ＜0。通常将温度随高度增加而升高的空气层称为逆温层。逆温层内空气铅直对流很弱，不利于污染物扩散。高于地面的逆温层会阻挡下方的污染物向高空扩散。所以空气污染事件大多数与逆温和静风等气象条件有关。

根据逆温形成过程的不同可分为：辐射逆温、下沉逆温、平流逆温、锋面逆温和湍流逆温等多种。

（1）辐射逆温。由于地表强烈辐射冷却形成的逆温。晴朗少云、风速不大的夜晚，地表很快因辐射而降温，空气自下而上被冷却。近地面空气降温多，远地面空气降温少，因而形成自地面起的逆温层[见图3-4（a）、（b）、（c）]。日出后太阳辐射逐渐增强，地表升温，逆温层便自下而上逐渐消失[见图3-4（d）、（e）]。辐射逆温在陆地上常年可见，冬季白天也可能出现。在中纬度地区的冬季，辐射逆温层厚度可达200～300 m，有时可达400 m左右。辐射逆温与大气污染关系最为密切。

图3-4　辐射逆温的生成消失过程

（2）下沉逆温。由于空气下沉时受到压缩而引起的逆温（见图3-5）。高压区内某一空气团出现下沉运动，气压逐渐增大，气层在水平方向辐散，厚度减小。由于气层顶部下沉距离比底部下沉距离大（H＞H′），绝热压缩升温程度比底部升温高，因而出现逆温，下沉逆温范围广、厚度大、持续时间长，一般出现在高空。冬季下沉逆温与辐射逆温相结合，会形成很厚的逆温层。

图3-5　下沉逆温的形成

（3）平流逆温。暖空气平流到冷地面上，下层空气受地面影响大，降温多，上部降温少，因而形成逆温。海上暖空气平流到陆地上，或暖空气平流到低地，盆地聚集的冷空气上方，都可能形成平流逆温。(www.xing528.com)

（4）湍流逆温。低层空气由于湍流混合，在混合层的上方形成逆温层。图3-6中AB为气层原气温分布，气温直减率低于干绝热递减率（γ＜γd）。经湍流混合后气温分布线逐渐接近γd线（见图3-6中的CD）。这样，在下部湍流混合层与上部未发生湍流混合层之间形成温度过渡的逆温层。这种逆温层厚度不大，约几十米。

图3-6　湍流逆温的形成

（5）锋面逆温。对流层中冷暖空气相遇，暖空气密度小，爬到冷空气的上面，两者之间形成倾斜的过渡逆温层（见图3-7）。

图3-7　锋面逆温的形成

以上讨论了较常见的几种逆温的形成，实际上大气中出现的逆温往往是几种原因共同造成的。