AF大气逆温现象解析.ppt

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1、第一节第一节大气的组成和垂直分布大气的组成和垂直分布气体成分气体成分作用作用含量含量2.水汽水汽3.固体杂质固体杂质N2O2CO2O3生物体的基本成分生物体的基本成分维持生命活动必需的物质维持生命活动必需的物质植物光合作用的原料；对地面保温植物光合作用的原料；对地面保温1.干干洁洁空空气气吸收紫外线吸收紫外线（“地球生命的保护伞地球生命的保护伞”）成云致雨的必要条件成云致雨的必要条件因时因地因时因地而异而异人类活动影响着大气的成分和含量人类活动影响着大气的成分和含量一、大气的组成一、大气的组成天气变化的重要角色天气变化的重要角色臭氧层臭氧层电电离离层层平流层平流层对流层对流层高层大气高层大气依

2、据温度、密度和大气运动状况，将大气自下而上依据温度、密度和大气运动状况，将大气自下而上依次划分为对流层、平流层和高层大气。依次划分为对流层、平流层和高层大气。二、大气的垂直分布二、大气的垂直分布1.对流层对流层对流层的高度因纬度而异，对流层的高度因纬度而异，低纬度地面受热多，对流旺盛，对流层高度可达低纬度地面受热多，对流旺盛，对流层高度可达1718千米；千米；高纬度地面受热少，对流运动弱，对流层高度仅高纬度地面受热少，对流运动弱，对流层高度仅89千米。千米。3）对流运动显著）对流运动显著2）天气现象复杂多变）天气现象复杂多变1）气温随高度的增）气温随高度的增加而递减加而递减:地面是对流层大气的

3、主地面是对流层大气的主要的直接热源要的直接热源（-6C）/1000M1）气温随高度增高。）气温随高度增高。2）平流运动为主）平流运动为主上热下冷，大气稳定，不易形成对流，以平上热下冷，大气稳定，不易形成对流，以平流运动为主流运动为主该层大气主要该层大气主要靠臭氧吸收大量紫靠臭氧吸收大量紫外线而增温。外线而增温。臭氧层臭氧层平流层平流层2.平流层平流层3）天气晴朗）天气晴朗平流层的利于高空飞行平流层的利于高空飞行2）电离层反射无线电短波）电离层反射无线电短波20003000千米的千米的高空为地球高空为地球大气的上界。大气的上界。80500千米的高空，有若干电离层。千米的高空，有若干电离层。1）气

4、压很低，）气压很低，密度很小。密度很小。电电离离层层高层大气3.高层大气高层大气1）正常温度）正常温度对流层大气的热量主要直接来自地面对流层大气的热量主要直接来自地面的长波辐射。一般情况下，气温随海拔的升高而降低，的长波辐射。一般情况下，气温随海拔的升高而降低，称为气温垂直递减率称为气温垂直递减率R，R为为0.60100米米.1、逆温概念：、逆温概念：温度高度m正常现象温度高度m逆温现象三、大气逆温现象三、大气逆温现象2）逆温现象）逆温现象实际上，有时可能出现温度随高度实际上，有时可能出现温度随高度上升而增高现象，在气象学上称为气温逆温，简称上升而增高现象，在气象学上称为气温逆温，简称逆温。出

5、现逆温的大气有一定的厚度，这层大气称逆温。出现逆温的大气有一定的厚度，这层大气称为逆温层。如下图：为逆温层。如下图：2、逆温形成的条件逆温形成的条件：（1）当某一高度）当某一高度TST设设理论温度（按温度的直减率变化）为理论温度（按温度的直减率变化）为T，实际温度为实际温度为TS（2）当某一高度）当某一高度TST开始出现逆温现象，空气无垂直对流，大气层结开始出现逆温现象，空气无垂直对流，大气层结稳定。稳定。逆温现象消失，温差越大，对流越旺盛逆温现象消失，温差越大，对流越旺盛1）原因）原因自然原因、人为原因。自然原因、人为原因。1）.辐射逆温（中高纬度）：辐射逆温（中高纬度）：经常发生在经常发生

6、在晴朗无云晴朗无云的的夜夜间间，由于地面有效辐射很强，近地面层气温迅速下降，由于地面有效辐射很强，近地面层气温迅速下降，而高处气层降温较少，从而出现上暖下冷的逆温现，而高处气层降温较少，从而出现上暖下冷的逆温现象。这种逆温象。这种逆温黎明前最强黎明前最强，日出后自下而上消失。辐，日出后自下而上消失。辐射逆温的形成过程，如下图射逆温的形成过程，如下图：3、逆温形成的原因及分类：、逆温形成的原因及分类：2）分类（成因）分类（成因）020高度温度高度温度高度温度020傍晚傍晚黎明前黎明前日出后日出后中午中午对对流流运运动动,有有利污染物扩散利污染物扩散对对流流运运动动抑抑制制,污污染染物物不易扩散不

7、易扩散中午中午2）地形逆温（盆地和谷底）地形逆温（盆地和谷底)：常发生在山地、盆地和常发生在山地、盆地和谷地中。由于山坡散热快，山坡上的冷空气沿山坡下沉谷地中。由于山坡散热快，山坡上的冷空气沿山坡下沉到谷底，谷底原来较暖的空气被冷空气抬挤上升，从而到谷底，谷底原来较暖的空气被冷空气抬挤上升，从而出现温度的倒置现象。这样的逆温主要是在一定的地形出现温度的倒置现象。这样的逆温主要是在一定的地形条件下形成的，所以称为地形逆温。如美国的洛杉矶因条件下形成的，所以称为地形逆温。如美国的洛杉矶因周围三面环山，每年有两百多天出现逆温现象。周围三面环山，每年有两百多天出现逆温现象。山坡冷气流向山底滑落山坡冷气

8、流向山底滑落,导致空气上热下冷导致空气上热下冷3）.平流逆温（中纬度沿海）平流逆温（中纬度沿海）由于暖空气流到冷的地面由于暖空气流到冷的地面上而形成的逆温称为平流逆温。当暖空气流到冷的地面上而形成的逆温称为平流逆温。当暖空气流到冷的地面上时，暖空气与冷地面之间不断进行热量交换。暖空气上时，暖空气与冷地面之间不断进行热量交换。暖空气下层受冷地面影响最大，气温降低最强烈，上层降温缓下层受冷地面影响最大，气温降低最强烈，上层降温缓慢，从而形成逆温。慢，从而形成逆温。）.锋面逆温锋面逆温:对流层中，暖空气运移到冷空气之上对流层中，暖空气运移到冷空气之上,形形成冷暖相交的锋面成冷暖相交的锋面.暖气团位于

9、锋面之上，冷气团在下。暖气团位于锋面之上，冷气团在下。在冷暖气团之间的过渡带上，若锋面上下暖冷空气的温在冷暖气团之间的过渡带上，若锋面上下暖冷空气的温差较大差较大,便形成逆温。由于锋是从地面向冷空气上方倾斜便形成逆温。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能在冷空气所控制的地区内观察到,在冬半年有时会形成在冬半年有时会形成冻雨一些恶劣性天气。冻雨一些恶劣性天气。.城市逆温：热岛效应形成的逆温现象城市逆温：热岛效应形成的逆温现象市区市区郊区郊区郊区郊区 市市区区 郊郊区区 市市区

10、区 郊郊区区二十世纪世界著名公害事件二十世纪世界著名公害事件1、1930年年马斯河谷烟雾事件马斯河谷烟雾事件比利时马斯河谷工业区，在这个狭窄的河谷里有炼比利时马斯河谷工业区，在这个狭窄的河谷里有炼油厂、金属厂、玻璃厂等许多工厂。油厂、金属厂、玻璃厂等许多工厂。12月月1日到日到5日日的几天里，河谷上空出现了很强的的几天里，河谷上空出现了很强的逆温层逆温层，致使，致使13个大烟囱排出的烟尘无法扩散，大量有害气体积累个大烟囱排出的烟尘无法扩散，大量有害气体积累在近地大气层，对人体造成严重伤害。一周内有在近地大气层，对人体造成严重伤害。一周内有60多人丧生，其中心脏病、肺病患者死亡率最高，许多人丧生

11、，其中心脏病、肺病患者死亡率最高，许多牲畜死亡。这是二十世纪最早记录的公害事件。多牲畜死亡。这是二十世纪最早记录的公害事件。回顾回顾二十世纪世界著名公害事件二十世纪世界著名公害事件2、1948年年多诺拉烟雾事件多诺拉烟雾事件 10月月下下旬旬，美美国国的的宾宾夕夕法法尼尼亚亚州州多多诺诺拉拉城城有有许许多多大大型型炼炼铁铁厂厂、炼炼锌锌厂厂和和硫硫酸酸厂厂。1948年年10月月26日日清清晨晨，大大雾雾弥弥漫漫，受受反反气气旋旋和和逆逆温温控控制制，工工厂厂排排出出的的有有害害气气体体扩扩散散不不出出去去，全全城城14000人人中中有有6000人人眼眼痛痛、喉喉咙咙痛痛、头头痛痛胸闷、呕吐、腹

12、泻。胸闷、呕吐、腹泻。17人死亡。人死亡。3、1952年年伦敦烟雾事件伦敦烟雾事件 1952年年12月月那那一一次次，5天天内内就就有有4000人人死死亡亡。祸祸首首是是燃燃煤煤排排放放的的粉粉尘尘和和二二氧氧化化硫硫。烟烟雾雾逼逼迫迫所所有有飞飞机机停停飞飞，汽汽车车白白天天开开灯灯行行驶驶，行行人人走走路路都都困困难难。烟烟雾雾事事件件使使呼呼吸吸道道疾疾病病患患者者猛猛增增，5天天内内有有4000多多人人死死亡亡，两两个个月月内内又又有有8000多多人人死死去去。自自1952年年以以来来，伦伦敦敦发发生生过过12次次大大的的烟雾事件。烟雾事件。回顾回顾二十世纪世界著名公害事件二十世纪世界

13、著名公害事件4、1943年年洛杉矶光化学烟雾事件洛杉矶光化学烟雾事件美国夏季西海岸的洛杉矶市。该市美国夏季西海岸的洛杉矶市。该市250万辆汽车每天燃万辆汽车每天燃烧掉烧掉1100吨汽油。汽油燃烧后产生的碳氢化合物等在太吨汽油。汽油燃烧后产生的碳氢化合物等在太阳紫外光线照射下引起阳紫外光线照射下引起光化学反应光化学反应，形成，形成浅蓝色烟雾浅蓝色烟雾，使该市大多市民患了眼红、头疼病。后来人们称这种污使该市大多市民患了眼红、头疼病。后来人们称这种污染为染为光化学烟雾光化学烟雾。1955年和年和1970年洛杉矶又两度发生光年洛杉矶又两度发生光化学烟雾事件，前者有化学烟雾事件，前者有400多人因五官中

14、毒、呼吸衰竭而多人因五官中毒、呼吸衰竭而死，后者使全市四分之三的人患病。死，后者使全市四分之三的人患病。回顾回顾出出现现逆逆温温类类似似平平流流层层：空空气气平平稳稳，万万里里晴晴空空提提高高了了能能见度见度飞行更加安全。飞行更加安全。4、逆温的利与弊、逆温的利与弊1）.逆温有利：逆温的出现会阻碍空气垂直对流逆温有利：逆温的出现会阻碍空气垂直对流抑制沙尘暴的发生抑制沙尘暴的发生沙尘暴发生条件沙尘暴发生条件大风、沙尘、强对流运动。大风、沙尘、强对流运动。对飞机的飞行极为有利对飞机的飞行极为有利逆温是一种气候资源逆温是一种气候资源主要是在一些山坡或河谷地区。逆温带有效地提高了主要是在一些山坡或河谷

15、地区。逆温带有效地提高了谷地在冬季的温度水平，多年生果树越冬可不必埋土，冻谷地在冬季的温度水平，多年生果树越冬可不必埋土，冻害得以避免或减轻，而且果实硬度高，品质好；在这里发害得以避免或减轻，而且果实硬度高，品质好；在这里发展蔬菜，可减少热能投入，提高经济效益（如我国新疆伊展蔬菜，可减少热能投入，提高经济效益（如我国新疆伊梨谷地，逆温从梨谷地，逆温从10月至翌年月至翌年3月，长达半年之久。月，长达半年之久。1月份的月份的坡地逆温层厚达坡地逆温层厚达400米，逆温强度达米，逆温强度达5。）。）；逆温层坡地；逆温层坡地还是当地牲畜避寒、越冬的理想场所还是当地牲畜避寒、越冬的理想场所(如天山牧场冬季

16、过冬如天山牧场冬季过冬就不是在山脚下还是在山的一定高度上就不是在山脚下还是在山的一定高度上)（1）对环境影响：）对环境影响：空气对流运动被抑制，空气对流运动被抑制，加重大气污染加重大气污染（2）对天气影响：）对天气影响：易产生大雾天气易产生大雾天气阴雨天气（锋面逆温）阴雨天气（锋面逆温）冻雨天气冻雨天气（3）对交通影响：）对交通影响：能见度降低，地面湿滑能见度降低，地面湿滑逆温阻断空气对流运动，不利于地面污染物扩散，加剧逆温阻断空气对流运动，不利于地面污染物扩散，加剧地面污染从而影响空气质量地面污染从而影响空气质量2）.不利影响不利影响例例3.读某城某日清晨低层大气剖面图，回答读某城某日清晨低

17、层大气剖面图，回答:（1）图中出现逆温现象的是）图中出现逆温现象的是、中的中的，判断理由是，判断理由是（2）该城市工业高度集中，当天发生了重大烟雾事件，这一事件的原因是什）该城市工业高度集中，当天发生了重大烟雾事件，这一事件的原因是什么？（么？（6分）分）（3）在商业区、居民区、工业近郊区、农田区域中，烟雾浓度最大的是）在商业区、居民区、工业近郊区、农田区域中，烟雾浓度最大的是（4）若该城市众多工厂、汽车大量排放）若该城市众多工厂、汽车大量排放CO2、SO2、NO2，产，产生的大量环境生的大量环境污染主要有什么？（污染主要有什么？（3分）分）此处气温随海拔的此处气温随海拔的增加而增加增加而增加。气象原因：下冷上热，不利于气流的对流与扩散，加重了大气污染。气象原因：下冷上热，不利于气流的对流与扩散，加重了大气污染。地形原因：商业居民区地处洼地，不利于气流扩散、自净，加剧了污染地形原因：商业居民区地处洼地，不利于气流扩散、自净，加剧了污染人为原因：工厂排放煤烟、粉尘，空气污染。人为原因：工厂排放煤烟、粉尘，空气污染。工业近郊区工业近郊区CO2;温室效应，气候变暖；温室效应，气候变暖；SO2与与NO2;产生酸雨产生酸雨O2等在紫外线作用下，发生光化学反应，产生光化学烟雾。等在紫外线作用下，发生光化学反应，产生光化学烟雾。