逆溫

在對流層中，正常情況下氣溫是隨著高度的增加而降低的。但是，有些時候氣溫會隨著高度的增加而升高。一般來說，近地面的空氣冷卻較快時，或者有一股較暖的空氣移來時，上層空氣溫度就會高於近地面空氣，這時就出現逆溫了。逆溫的出現就不利於空氣的上升運動，逆溫層的存在使空氣處於穩定狀態，空氣中的垂直運動受到抑制。如果有污染物的話，污染物就會長期停留在原處而造成污染。工廠里煙煤燃燒排放的煙塵、汽車尾氣和地面上揚起的塵埃等有害氣體聚集在空中不易向上擴散和稀釋，造成嚴重的空氣污染。

到了冬季，北半球太陽輻射大大地減弱，地表長波輻射大於吸收的太陽輻射，出現入不敷出的情況，地表溫度就越來越低，尤其是晴朗無風的夜晚。在這種情況下，大氣層溫度結構就容易出現下層溫度低、上層溫度高的反常現象，即氣象上所說的“逆溫”現象。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。一般日出后，太陽輻射逐漸增強，地面很快增溫，逆溫便逐漸自下而上消失。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。空氣下沉山坡上的冷空氣沿山坡下沉到谷底，谷底原來的較暖空氣被冷空氣抬擠上升，從而出現溫度的倒置現象。這樣的逆溫主要是在一定的地形條件下形成的。所以又稱為地形逆溫。如美國的洛杉磯因周圍三面環山，每年有200多天出現逆溫現象。分類根據成因逆溫可分以下幾種：輻射逆溫因地面強烈輻射而形成的逆溫稱為輻射逆溫。在晴朗無風或微風的夜晚，地面因輻射冷卻而降溫，與地面接近的氣層冷卻降溫最強烈，而上層的空氣冷卻降溫緩慢，因此使低層大氣產生逆溫現象。輻射逆溫一般日出后，逆溫就逐漸消失了。平流逆溫由於暖空氣流到冷的地面上而形成的逆溫稱為平流逆溫。當暖空氣流到冷的地面上時，暖空氣與冷地面之間不斷進行熱量交換。暖空氣下層受冷地面影響最大，氣溫降低最強烈，上層降溫緩慢，從而形成逆溫。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。湍流逆溫因低層空氣的湍流混合作用而形成的逆溫稱為湍流逆溫。當氣層的氣溫直減率小於干絕熱直減率時，經湍流混合后，氣層的溫度分佈逐漸接近干絕熱直減率。因湍流上升的空氣按干絕熱直減率降低溫度。空氣上升到混合層頂部時，它的溫度比周圍的氣溫低，混合的結果，使上層氣溫降低；空氣下沉時，情況相反，致使下層氣溫升高。這樣就在湍流減弱層，出現逆溫。下沉逆溫因整層空氣下沉而形成的逆溫稱為下沉逆溫。當某氣層產生下沉運動時，因氣壓逐漸增大，以及由於氣層向水平方向擴散，使氣層厚度減小。若氣層下沉過程是絕熱過程，且氣層內各部分空氣的相對位置不變。這時空氣層頂部下沉的距離比底部下沉的距離大，致使其頂部絕熱增溫的幅度大於底部（圖中H＞H′）。因此，當氣層下沉到某一高度時，氣層頂部的氣溫高於底部，而形成逆溫。下沉逆溫多出現在高壓控制的地區，其範圍廣，逆溫層厚度大，逆溫持續時間長。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。影響空氣質量逆溫層下的煙霧、雜質很難穿過逆溫層向上擴散，污染物無路可走，只好留在近地面的位置。而且，有逆溫時，一般風速都很小，污染物更不易擴散。一旦空氣濕度加大，霧應運而生。一般情況下，大氣溫度隨著高度增加而下降，即是說在數千米以下，總是低層大氣溫度高，高層大氣溫度低，顯得“頭重腳輕”。這種大氣層結容易發生上下翻滾即“對流”運動，可將近地面層的污染物向高空乃至遠方輸散，從而使城市空氣污染程度減輕。對人體健康影響不大。可是在某些天氣條件下，地面上空的大氣結構會出現氣溫隨高度增加而升高的反常現象，“頭輕腳重”從而導致大氣層結（層次結構）穩定，氣象學家稱之為“逆溫”，發生逆溫現象的大氣層稱為“逆溫層”。它像一層厚厚的被子罩在我們城鄉上空，上下層空氣減少了流動，近地面層大氣污染物“無路可走”，只好原地不動，越積越多，空氣污染勢必加重。