大气垂直分层及逆温

1、第二讲第二讲 大气的垂直分层大气的垂直分层_对流层大气的受热过程对流层大气的受热过程大气受热过程。大气受热过程。 考纲解读考纲解读1识记：大气运动的根本原因和直识记：大气运动的根本原因和直接原因。接原因。2理解：热力环流的形成和大气的理解：热力环流的形成和大气的 水平运动。水平运动。3应用：运用热力环流的原理，解应用：运用热力环流的原理，解释实际问题；运用影响地面辐射释实际问题；运用影响地面辐射的因素解释实际问题。的因素解释实际问题。 考纲下载考纲下载一、大气的垂直分层降低降低升高升高升高升高降低降低 温馨提示温馨提示 对流层在不同纬度厚度不同，低对流层在不同纬度厚度不同，低纬度为纬度为171

2、718 km18 km，中纬度为，中纬度为101012 km12 km，高纬度为，高纬度为8 89 km9 km；平流层的；平流层的22222727千米处存在臭氧层，是地球千米处存在臭氧层，是地球生命的天然屏障。生命的天然屏障。( )A. B. C. D.1、图中正确表示大气层气温垂直变化的曲线是2、对短波通信具有重要意义的电离层位于A.层顶部 B. 层底部C. 层中部 D. 层BD阴霾天气阴霾天气是在大气环流相对稳定时期，大气层结稳定，近地层空气是在大气环流相对稳定时期，大气层结稳定，近地层空气流动（风速）很小，大气会形成上暖下冷的流动（风速）很小，大气会形成上暖下冷的“逆温层逆温层”，加上

3、近地，加上近地层空气湿度大，以及各种污染物的堆积，而形成了阴霾天气。层空气湿度大，以及各种污染物的堆积，而形成了阴霾天气。 2014届高考专题复习逆温专题对流层大气的热量主要直接来自地面的长波辐射。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，对一般情况下，对流层的某一高度出现气温随高度增加而递增的现象，这种气温逆转流层的某一高度出现气温随高度增加而递增的现象，这种气温逆转的现象就是逆温现象。对流层大气的热量主要直接来自地面的长波的现象就是逆温现象。对流层大气的热量主要直接来自地面的长波辐射。离地面越远，气温越低，即气温随高度增加而递减，平均垂辐射。离地面越远，气温越低，即气温随高度

4、增加而递减，平均垂直递减率为直递减率为0.6/100米。如果出现米。如果出现气温随高度增加垂直递减率小于0.6/100米或者气温上升都可以看作是逆温现象。一、逆温概念：温度高度m正常现象温度高度m逆温现象一、逆温的概念设理论温度（按温度的直减率变化）为T，实际温度为TS（1）当 r1 R时， TST开始出现逆温现象，空气无垂直对流，大气层结稳定。（2）当 r2 R 时时， TST 逆温现象消失，温差越大，对流越旺盛。温度温度高度高度m2000100063129Rr1r2例例下图甲表示近地面空气若上升到下图甲表示近地面空气若上升到3000米高度时，理论温度为米高度时，理论温度为T。3000米高空

5、的实际温度为米高空的实际温度为TS。当。当TST时，近地面空气上升将受阻，时，近地面空气上升将受阻，即出现了逆温现象。读即出现了逆温现象。读“某城市春季气温日变化图（图乙）某城市春季气温日变化图（图乙）”。回。回答下列问题。答下列问题。（1）若）若TS稳定在稳定在-8，该城市气温至少要上升到，该城市气温至少要上升到 以上时，以上时，逆温现象才会结束，这时的时间约为逆温现象才会结束，这时的时间约为 时。时。（2）一般逆温结束后）一般逆温结束后2小时，近地面对流才能起到净化空气的作用小时，近地面对流才能起到净化空气的作用。所以，在图示的情况下，仅考虑空气洁净的因素，上午体育锻炼。所以，在图示的情况

6、下，仅考虑空气洁净的因素，上午体育锻炼的时间宜选在的时间宜选在 时以后时以后 10810成因有自然原因、人为原因。根据其成因可分为辐射逆成因有自然原因、人为原因。根据其成因可分为辐射逆温、地形逆温、平流逆温、锋面逆温和城市逆温等。温、地形逆温、平流逆温、锋面逆温和城市逆温等。二、产生逆温的原因二、产生逆温的原因1、辐射逆温 在在晴朗无风或微风的夜晚，地面辐射很快冷却，地面辐射很快冷却，贴近地面的大气层也随之降温。由于空气愈靠近地面，贴近地面的大气层也随之降温。由于空气愈靠近地面，受地面的影响愈大，所以，离地面愈近，降温愈多；受地面的影响愈大，所以，离地面愈近，降温愈多；离地面愈高，降温愈少，因

7、而形成了自地面开始的逆离地面愈高，降温愈少，因而形成了自地面开始的逆温（见下图）。温（见下图）。 随着地面辐射冷却速度加快，随着地面辐射冷却速度加快，逆温逐渐向上扩展，黎明时达最强。一般。一般日出后，太阳辐射逐渐增强，地，太阳辐射逐渐增强，地面很快增温，面很快增温，逆温便逐渐便逐渐自下而上消失。 夏季夜短，逆温层较薄，消失较快；夏季夜短，逆温层较薄，消失较快；冬季夜长，夜长，逆温层较厚，消失较慢。较厚，消失较慢。【经典试题】【经典试题】1该城市计划新建以煤为燃料的火力发电厂，最合适该城市计划新建以煤为燃料的火力发电厂，最合适的厂址应布局在城市的：的厂址应布局在城市的：A东北方东北方 B西南方西

8、南方C东南方东南方 D西北方西北方2. 该发电厂烟囱的设计高度应不低于：该发电厂烟囱的设计高度应不低于：A50米米B75米米C100米米D150米米BC 2、平流逆温 当暖空气水平移动到冷却的地面、水面或气层当暖空气水平移动到冷却的地面、水面或气层之之上时，底层空气因受下垫面的影响而迅速降温，上层上时，底层空气因受下垫面的影响而迅速降温，上层空气因距离较远，降温较慢，于是产生逆温。逆温的空气因距离较远，降温较慢，于是产生逆温。逆温的强弱，主要由暖空气和地面的温差决定。温差越大，强弱，主要由暖空气和地面的温差决定。温差越大，逆温越强。冬半年，在中纬度的沿海地区，因为那里逆温越强。冬半年，在中纬度

9、的沿海地区，因为那里海陆的温差显著，当海上暖空气流到大陆上时，常常海陆的温差显著，当海上暖空气流到大陆上时，常常出现平流逆温。出现平流逆温。二、产生逆温的原因【经典试题】【经典试题】 我国四川盆地是有名的雾区，重庆冬季无云的我国四川盆地是有名的雾区，重庆冬季无云的夜晚或早晨，几乎夜晚或早晨，几乎80%是雾日，有时终日不散，有是雾日，有时终日不散，有“雾都雾都”之称。分析下述资料，结合所学知识，回之称。分析下述资料，结合所学知识，回答（答（1）（4）题。（共）题。（共8分）分） 资料一：雾是悬浮于近地面空气中的大量水滴资料一：雾是悬浮于近地面空气中的大量水滴或冰晶，使水平能见度小于或冰晶，使水平

10、能见度小于1千米的现象。雾多出现千米的现象。雾多出现在晴朗、微风、近地面水汽比较充沛且比较稳定、在晴朗、微风、近地面水汽比较充沛且比较稳定、或有逆温存在的夜间或清晨。或有逆温存在的夜间或清晨。资料二：见下表，辐射雾与平流雾的比较。资料二：见下表，辐射雾与平流雾的比较。（1）辐射雾和平流雾中，具有明显季节性特征的是）辐射雾和平流雾中，具有明显季节性特征的是_雾。雾。（2）海洋上暖湿的空气流到的洋面上，一般形成）海洋上暖湿的空气流到的洋面上，一般形成_雾。雾。（3）气象谚语）气象谚语“十雾九晴十雾九晴”中中的的“雾雾”一般指一般指_雾。雾。辐射辐射平流平流辐射辐射（4）重庆的雾大多属于辐射雾还是平

11、流雾？分析形）重庆的雾大多属于辐射雾还是平流雾？分析形成原因。成原因。辐射雾。成因：辐射雾。成因：位于我国的湿润地区（位于河流位于我国的湿润地区（位于河流交汇处），水汽充足（空气湿润）；交汇处），水汽充足（空气湿润）；夜晚地面辐夜晚地面辐射强（夜晚温射强（夜晚温度低或夜晚降度低或夜晚降温快）；温快）；位位于四川盆地，于四川盆地，空气比较稳定空气比较稳定（近地面水汽（近地面水汽积存）；积存）；城城市附近尘埃多，市附近尘埃多，凝结核多。凝结核多。3、地形逆温：常发生在常发生在山地、盆地和谷地中。由于山坡散热快，山坡。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上的冷空气沿山

12、坡下沉到谷底，谷底原来较暖的空气被冷空气抬挤上升，从而出现温度的倒置现象。这样的逆冷空气抬挤上升，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条件下形成的，所以称为地形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。如美国的洛杉矶因周围三面环山，每年有两百多天温。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。出现逆温现象。山坡冷气流向山底滑落,导致空气上热下冷 4、锋面逆温 对流层中，冷暖空气相遇，暖空气密度小，爬升对流层中，冷暖空气相遇，暖空气密度小，爬升到冷空气的上面，两者之间形成一个倾斜的过渡区即到冷空气的上面，两者之间形成一个倾斜的过渡区即锋面。在锋面上，如果

13、冷暖空气的温度差比较显著，。在锋面上，如果冷暖空气的温度差比较显著，也可出现逆温。如下图，从也可出现逆温。如下图，从A点上空气温垂直分布的点上空气温垂直分布的情况可见，由下面的冷空气到上面的暖空气，等温线情况可见，由下面的冷空气到上面的暖空气，等温线通过锋面的区域时必有曲折，曲折的程度视两种气团通过锋面的区域时必有曲折，曲折的程度视两种气团间的温度对比而决定，曲折段（如图中间的温度对比而决定，曲折段（如图中BC段）就出段）就出现了逆温层。由于锋面是从地面现了逆温层。由于锋面是从地面向冷空气上方倾斜的，逆温层也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。因随锋面的倾斜而呈倾斜状态。因此

14、逆温现象只能在冷空气所控制此逆温现象只能在冷空气所控制的地区内观察到。而且，逆温的的地区内观察到。而且，逆温的高度与观测点相对于地面锋线的高度与观测点相对于地面锋线的位置有关，观测点距地面锋线愈位置有关，观测点距地面锋线愈近，逆温高度愈低。近，逆温高度愈低。20050010001000200356024351211201191181173435050100km 1781年，西班牙航海者在图示地区创建洛杉矶镇。这里每年有200多天出现逆温现象，在人口不太多时，是宁静、环境优美的小城镇。据此回答12题：1.这里经常出现逆温现象的主要原因是A盆（谷）地地形 B大气层上冷下热 C人为释放的废热多 D大

15、气逆辐射作用强2.1952年，洛杉矶有近400名老人因光化学烟雾的污染造成心肺衰竭而死亡。光化学烟雾是指汽车尾气中的碳氢化合物和氮氧化合物在阳光（紫外线）作用下，发生光化学反应而产生的混合物。下列时间最容易产生光化学烟雾的是A春季早晨 B夏天中午 C秋天傍晚 D冬天晚上 B三、逆温的利与弊 利：利：由于由于逆温的出现会阻碍空气垂直对流逆温的出现会阻碍空气垂直对流的发展的发展，所以逆温的好处有：，所以逆温的好处有： 可以可以抑制沙尘暴抑制沙尘暴的发生，因为沙尘暴发的发生，因为沙尘暴发生的条件是大风、沙尘、强对流运动。生的条件是大风、沙尘、强对流运动。 逆温出现在高空逆温出现在高空，对飞机的飞行极

16、为有，对飞机的飞行极为有利。因为飞机在飞行中不会有大的颠簸，利。因为飞机在飞行中不会有大的颠簸，飞行飞行平稳平稳。同时，万里晴空提高了能见度，使飞行。同时，万里晴空提高了能见度，使飞行更加安全。更加安全。三、逆温的利与弊 弊：弊：不管是何种原因形成的逆温，不管是何种原因形成的逆温，对天气对天气和大气污染的扩散和大气污染的扩散都有相当大的影响，都会对都有相当大的影响，都会对空气质量空气质量产生很大影响。它阻碍了空气的垂直产生很大影响。它阻碍了空气的垂直对流运动，妨碍烟尘、污染物、水汽凝结物的对流运动，妨碍烟尘、污染物、水汽凝结物的扩散，扩散，有利于雾的形成有利于雾的形成并使并使能见度变差能见度变

17、差，使大使大气污染更为严重。气污染更为严重。 例例11当大气垂直结构呈上下冷、中间暖的状态时，从当大气垂直结构呈上下冷、中间暖的状态时，从高空冰晶层掉下来的雪花通过暖层时融化成雨滴，当它进入高空冰晶层掉下来的雪花通过暖层时融化成雨滴，当它进入靠近地面的冷气层时，雨滴便迅速冷却至靠近地面的冷气层时，雨滴便迅速冷却至00以下，形成冻雨。以下，形成冻雨。下面四幅近地面垂直气温分布图，有利于冻雨形成的是下面四幅近地面垂直气温分布图，有利于冻雨形成的是 ( () ) 解析解析 由图可知由图可知B B、D D呈上下冷、中间暖的状态，但呈上下冷、中间暖的状态，但B B最暖处亦在最暖处亦在00以下，雪花通过时

18、不能融化成雨滴，只有以下，雪花通过时不能融化成雨滴，只有D D符合条件。符合条件。 答案答案 D D 读某工业区不同时段气温垂直分布图，完成34题。3.该地当日大气污染加剧的主要原因是A.地面辐射减弱 B.大气逆辐射减弱C.空气水平运动减弱 D.空气对流运动减弱4.下列时段空气质量最好的是 ()A.19 0022 00 B.04 0007 00 C.07 0010 00 D.13 0016 00由于太阳辐射引起逆温的生消过程。由于太阳辐射引起逆温的生消过程。DD读某城某日清晨低层大气剖面图，回答读某城某日清晨低层大气剖面图，回答: （1）图中出现逆温现象的是、中的 ，判断理由是？（2）该城市工

19、业高度集中，当天发生了重大烟雾事件，这事件的原因是什么？此处气温随海拔的增加而增加。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。人为原因：工厂排放煤烟、粉尘，空气污染。1、根据乙图简要分析逆温层变化的规律。2、根据材料2分析，居住在我国北方某重工业城市的学生执行“冬跑令”，在清晨跑步是否科学？请分析原因，并说明在什么时候跑步最适宜？【答案】【答案】(1)C(2)日出以后随着地面温度的日出以后随着地面温度的升高，逆温层变薄减弱，直至消失。升高，逆温层变薄减弱，直至消失。(3)不科学。清晨，大气逆温层存在，大气对流不科学。清晨，大气逆温层存在，大气对流运动微弱。大气中的污染物不易向高空扩散，运动微弱。大气