大气污染治理技术：气温直减率与大气污染

气温随着高度的分布，叫作温度层结。由于在平均情况下，气温随高度总是递减的，所以在气象学中常用气温直减率（r）来表示这种递减程度，规定高度每升高100m气温降低值称为气温直减率，单位为℃/100m。

（一）气温直减率

地球表面上方大气圈各气层的温度随着高度的不同而发生变化。不同气层的气温随高度的变化常用气温垂直递减率γ表示。气温垂直递减率γ是指在垂直于地球表面方向上每升高100m气温的变化值。对于标准大气来讲，在对流层上层的γ值为0.3～0.4℃/100m；下层为0.65～0.75℃/100m。整个对流层的垂直递减率平均值为0.65℃/100m。但实际对流层，特别是近地层气温垂直变化比标准大气状况复杂。由于气象条件的不同，气温垂直递减率可大于零，等于零或小于零。大于零表示气温随高度增加而降低；等于零表示气温不随高度变化（或叫等温层）；小于零表示气温随高度增加而增加。递减率γ小于零的大气层与正常情况相反的现象称为逆温，这样的气层称为逆温层。

（二）气温垂直分布

气温沿高度分布的曲线称为温度层结曲线，如图3.3所示。大气中的温度层结有四种类型：

图3.3　大气温度层结曲线

①气温随高度增加而递减，即γ﹥0，称为正常分布层结或递减层结。

②气温随高度增加而增加，即γ﹤0，称为气温逆转或逆温。

③气温不随高度变化，即γ=0，称为等温层结。(www.xing528.com)

④气温直减率等于或近似等于干绝热直减率，近γ=γd，称为中性层结。

（三）大气各层的气温直减率

在大气的铅直方向上的分类，对流层、平流层、中间层、热成层和外层的气温直减率如下：

对流层：气温随高度增加而降低，但在不同的地区、不同季节、不同高度气温降低值是不同的。平均每上升100m气温降低约0.65℃。

平流层：自对流层顶到55km左右高度为平流层。在平流层的下层，气温随高度不变或微有上升，气温直减率为0或者为负。到30km以上，气温升高较快，气温直减率为负，并且绝对值在增加。到了平流层顶，气温升至-3℃～17℃。平流层的这种气温分布特征，是与它受地面温度影响很小，并且存在着大量臭氧能强烈吸收太阳紫外线有关。所以在平流层，空气的铅直运动远比对流层弱，适于飞机飞行。

中间层：从平流层顶至85km左右的高度。这层的特点是气温随高度由迅速降低，气温直减率很大，顶部气温可低至-83℃～-113℃。由于下暖上冷，再次出现空气的铅直运动。

热成层：又叫暖层。从中间层顶至500km的高度。在热成层内，随高度的增加气温迅速升高。气温直减率为负。据人造卫星的观测，在300km的高度上，气温可达1000℃以上，500km高度处可达1200℃。但自500km以上高度温度变化不大。这是因为所有波长小于0.175μm的太阳紫外辐射都为该层中的气体所吸收的缘故。

外层：或称散逸层。一般指500km以上的大气层。它是大气的外层，是大气圈与星际空间的过渡地带。温度很高。空气粒子运动速度很快，又因距地较远，地球引力作用很小，因而大气质点不断向星际空间散逸。