逆溫層

逆溫層指大氣對流層中氣溫隨高度增加的現象的層帶。對流層中氣溫一般隨高度增加而降低，但由於氣候和地形條件影響，有時會出現氣溫隨高度增加而升高的現象。逆溫層能阻礙空氣作上升運動，加劇空氣污染。

基本介紹

• 中文名：逆溫層
• 外文名：thermal inversion layer
• 逆溫類型：平流湍流輻射下沉鋒面
• 危害：逆溫層對人們的健康造成危害
• 出現範圍：大氣層中的對流層低層

含義

逆溫層指大氣對流層中氣溫隨高度增加的現象的層帶。對流層中氣溫一般隨高度增加而降低，但由於氣候和地形條件影響，有時會出現氣溫隨高度增加而升高的現象。

地面輻射冷卻、空氣平流冷卻、空氣下沉增溫、空氣湍流混合等。受高壓脊（如副熱帶高壓脊、大陸性反氣旋南下）或熱帶氣旋外圍下沉氣流區支配下都有機會出現逆溫層。

類型

逆溫的類型有輻射逆溫、下沉逆溫、湍流逆溫、平流逆溫和鋒面逆溫。出現逆溫現象的一層氣體，稱為逆溫層。

平流逆溫

暖空氣平流到冷的地面或冷的水面上，會發生接觸冷卻作用，愈近地表面的空氣降溫愈多，而上層空氣受冷地表面的影響小，降溫較少，於是產生逆溫現象。這種因空氣的平流而產生的逆溫，稱平流逆溫。

但是平流逆溫的形成仍和湍流及輻射作用分不開。因為既是平流，就具有一定風速，這就產生了空氣的湍流，較強的湍流作用常使平流逆溫的近地面部分遭到破壞，使逆溫層不能與地面相聯，而且湍流的垂直混合作用使逆溫層底部氣溫降得更低，逆溫也愈加明顯。另外，夜間地面輻射冷卻作用，可使平流逆溫加強，而白天地面輻射增溫作用，則使平流逆溫減弱，從而使平流逆溫的強度具有日變化。平流逆溫的強度，主要決定於暖空氣與冷地面之間的溫差。溫差愈大，逆溫愈強。

湍流逆溫

由於低層空氣的湍流混合而形成的逆溫，稱為湍流逆溫。

其形成過程可用右圖來說明。圖中AB為氣層原來的氣溫分布，氣溫直減率（γ）比干絕熱直減率（γd）小，經過湍流混合以後，氣層的溫度分布將逐漸接近於乾絕熱直減率。這是因為湍流運動中上升空氣的溫度是按乾絕熱直減率變化的，空氣升到混合層上部時，它的溫度比周圍的空氣溫度低，混合的結果，使上層空氣降溫。空氣下沉時，情況相反，會使下層空氣增溫。所以，空氣經過充分的湍流混合後，氣層的溫度直減率就逐漸趨近乾絕熱直減率。圖中CD是經過湍流混合後的氣溫分布。這樣，在湍流減弱層（湍流混合層與未發生湍流的上層空氣之間的過渡層）就出現了逆溫層DE。

輻射逆溫

由於地面強烈輻射冷卻而形成的逆溫，稱為輻射逆溫。右圖表明輻射逆溫的生消過程。圖中a為輻射逆溫形成前的氣溫垂直分布情形；在晴朗無雲或少雲的夜間，地面很快輻射冷卻，貼近地面的氣層也隨之降溫。由於空氣愈靠近地面，受地表的影響愈大，所以，離地面愈近，降溫愈多，離地面愈遠，降溫愈少，因而形成了自地面開始的逆溫（右圖 b）；隨著地面輻射冷卻的加劇，逆溫逐漸向上擴展，黎明時達最強（右圖 中c）；日出後，太陽輻射逐漸增強，地面很快增溫，逆溫便逐漸自下而上地消失（右圖中d、e）。

輻射逆溫厚度從數十米到數百米，在大陸上常年都可出現，以冬季最強。夏季夜短，逆溫層較薄，消失也快。冬季夜長，逆溫層較厚，消失較慢。在山谷與盆地區域，由於冷卻的空氣還會沿斜坡流入低谷和盆地，因而常使低谷和盆地的輻射逆溫得到加強，往往持續數天而不會消失。

下沉逆溫

如右圖 所示，當某一層空氣發生下沉運動時，因氣壓逐漸增大，以及因氣層向水平方向的輻散，使其厚度減小（h'<h）。如果氣層下沉過程是絕熱的，而且氣層內各部分空氣的相對位置不發生改變，這樣空氣層頂部下沉的距離要比底部下沉的距離大，其頂部空氣的絕熱增溫要比底部多。於是可能有這樣的情況：當下沉到某一高度上，空氣層頂部的溫度高於底部的溫度，而形成逆溫。這種因整層空氣下沉而造成的逆溫，稱為下沉逆溫。

下沉逆溫多出現在高氣壓區內，範圍很廣，厚度也較大，在離地數百米至數千米的高空都可能出現。冬季，下沉逆溫常與輻射逆溫結合在一起，形成一個從地面開始有著數百米的深厚的逆溫層。由於下沉的空氣層來自高空，水汽含量本來就不多，加上在下沉以後溫度升高，相對濕度顯著減小，空氣顯得很乾燥，不利於雲的生成，原來有雲也會趨於消散，因此在有下沉逆溫的時候，天氣總是晴好的。

鋒面逆溫

鋒面是冷暖氣團之間狹窄的過渡帶，暖氣團位於鋒面之上，冷氣團在下。在冷暖氣團之間的過渡帶上，便形成逆溫。

在自然界，逆溫的形成常常是幾種原因共同作用的結果。無論逆溫是怎樣形成的，只要逆溫出現，對天氣均有一定影響。逆溫層能阻礙空氣的垂直運動；大量煙塵、水汽等聚集在逆溫層下面，使能見度變壞，也易造成大氣污染。

地形逆溫

多發生在山谷或盆地。夜晚山坡上降溫快，冷空氣沿斜坡流入低谷和盆地，使原來的較暖的空氣受擠抬升，出現的溫度倒置現象。

影響

對部分地區

1.極地（中緯度或溫帶）低層有逆溫層，氣層穩定，大陸氣團Pc低溫、乾燥，天氣晴朗，冬季多霜、霧，主要分布於北半球中緯度大陸上的西伯利亞、蒙古、加拿大、阿拉斯加一帶極地。

2.熱帶大陸西岸沙漠處在冷洋流海岸，逆溫現象嚴重（如熱帶大陸西岸沙漠）而形成乾燥氣候。

3.南北緯 10 °之間的範圍內中層常有逆溫層副熱帶高壓控制的海洋上赤道氣團E濕熱不定，天氣悶熱，多雷暴 。

4.副高內的天氣以晴朗、少雲、微風、炎熱為主：副高範圍內盛行下沉氣流，在低層普遍形成逆溫層，尤其高壓東部逆溫層較厚、較低。逆溫層阻擋著對流運動的發展和水分垂直輸送，導致逆溫層以下空氣潮濕，相對濕度達80%以上；而逆溫層以上空氣乾燥，相對濕度在50%以下。導致副高內的天氣，以晴朗、少雲、微風、炎熱為主。

對天氣

1.它會阻礙空氣垂直運動的發展，使大量煙、塵、水汽凝結物聚集在其下面，使能見度變壞等。

2.受逆溫層影響的地區，大氣都趨於穩定，對流不易發生，因此，除寒潮所帶來的逆溫外，一般逆溫現象都會引致地面風力微弱，空氣中的懸浮粒子因而聚積而使空氣的質素變得惡劣。

防護

逆溫層對人們的健康造成很大危害。為了儘量避免它的不利影響，保護人類環境，維護人民生命財產的安全，我們一方面必須詳細了解低層大氣中的逆溫層，找出其規律性，這樣才能對於防止大氣污染提供可靠的氣象依據。另一方面，要採取必要的措施，想方設法防止逆溫層的產生，這就是要減少或消除污染源，大力種樹、種草、種花等，綠化美化環境。

危害

在逆溫層中，較暖而輕的空氣位於較冷而重的空氣上面，形成一種極其穩定的空氣層，就象一個鍋蓋一樣，籠罩在近地層的上空，嚴重地阻礙著空氣的對流運動，由於這種原因，近地層空氣中的水汽、煙塵以及各種有害氣體，上天無路，入地無門，只有飄浮在逆溫層下面的空氣層中，有利於雲霧的形成，而降低了能見度，給交通運輸帶來麻煩，更嚴重的是，使空氣中的污染物不能及時擴散開去，加重大氣污染，給人們的生命財產帶來危害。近代世界上所發生的重大公害事件中，就有一半以上

最新報導

武漢遭遇霧霾逆溫層作怪北方霧霾吹來

2016年10月19日，灰白色的霧霾始終罩在武漢上空，監測數據顯示，從昨天凌晨0點到昨晚6點，武漢空氣中PM2.5均超標，空氣品質從良降至輕度污染，算是今年入秋來首場霧霾。市環境監測中心的監測數據顯示，從18日夜晚開始，武漢城區PM2.5濃度逐步上升，昨天凌晨5點達到114微克/立方米，為“輕度污染”等級。下午3點後，隨著小雨降臨，PM2.5下降到100微克/立方米，但仍為“輕度污染”。

市環保局相關負責人介紹，這是武漢自10月8日入秋以來，出現的首場霧霾污染。分析其原因，一方面是武漢地區地面風力較小，相對濕度較大，近地面存在逆溫，大氣擴散條件較差，產生霧霾；另一方面，近日華北一帶出現霧霾污染，受地面北風影響，我市出現一次區域傳輸過程，加重污染形成。據市氣象台稱，今天，武漢擴散條件有所改善，預計城區顆粒物濃度將緩慢下降。未來24小時，隨著降雨天氣到來，空氣污染氣象條件預報等

逆溫層成霧霾“幫凶”

歲末年初，霧霾頻擾，為什麼霧霾總是頻頻來襲？如何打破“霾”循環怪圈？深陷霾擾，該如何科學應對？霾是大量細微的顆粒物均勻地浮游在空中，這些微小顆粒物尺寸大多數小於1微米，肉眼不可見，它們使空氣混濁，水平能見度小於10公里。

這些懸浮的細小顆粒物本來在各處漫無目的地飄搖散落，無意危害人間，是一股神奇的力量將他們召喚聚集，終成四面“霾”伏之勢，這就是霧霾的幫凶——逆溫層。馬學款說，逆溫層好比一個鍋蓋覆蓋在城市上空，使城市上空出現了高空比低空氣溫更高的逆溫現象。污染物在正常氣候條件下，從氣溫高的低空向氣溫低的高空擴散，逐漸循環排放到大氣中，但是逆溫現象下，低空的氣溫反而更低，導致污染物的停留，不能及時排放出去。逆溫層阻礙了空氣的垂直對流運動，抑制了煙塵、污染物、水汽凝結物的擴散，幾十米甚至幾百米厚的逆溫層像一層厚厚的被子罩在城市的上空，近地面的污染物“無路可走”，只好“原地不動”，越積越厚，煙塵遮天蔽日，空氣污染勢必加重。

冬季更加容易發生霧霾便與逆溫層有關。專家介紹，冷空氣的密度要比暖空氣的大，簡單來說就是，冷空氣總想往下沉，而暖空氣總想往上跑。在冬季，夜間，地面向外發出大量輻射，迅速降溫，而由於白天接收到的太陽輻射又相對較少，這樣就造成了近地面空氣溫度低，而高層空氣溫度高，因此近地面的冷空氣不會向高空運動，高層的暖空氣也不願意降落到地面，於是各自保持著穩定的狀態，在垂直方向上也就沒有了空氣交換，這樣更容易形成霧霾。