(三)對流層中的逆溫現(xiàn)象
在對流層中,總的情況是氣溫隨高度的上升而降低,這首先是因為對流層空氣的增溫主要依靠吸收地面的長波輻射,因此離地面愈近獲得地面長波輻射的熱能愈多,氣溫愈高;離地面愈遠,氣溫愈低。其次,愈是近地面的空氣密度愈大,水汽和固體雜質(zhì)愈多,因而吸收地面輻射的效能愈大,氣溫愈高。整個對流層的氣溫直減率平均為0.6℃/100m。實際上,在對流層內(nèi)各高度的氣溫垂直變化是因時因地而不同的。
對流層的中層和上層受地表的影響較小,氣溫直減率的變化比下層小得多。而對流層下面的氣溫直減率隨地面性質(zhì)、季節(jié)、晝夜和天氣條件的變化差別很大,在一定條件下,會出現(xiàn)氣溫隨高度增高而升高的逆溫現(xiàn)象。逆溫現(xiàn)象因阻礙空氣垂直運動的發(fā)展,使大量煙塵、有害氣體、水凝結(jié)物聚集在對流層下層,使能見度變差,甚至造成大氣污染事件。
較為常見的有輻射逆溫、鋒面逆溫、地形逆溫等。
由于地面輻射強烈冷卻而形成逆溫,稱為輻射逆溫。
鋒面逆溫是由暖氣團位于冷氣團之上而形成的,這種逆溫層是隨鋒面的傾斜而成傾斜狀態(tài)。
地形逆溫主要由地形造成,主要在盆地和谷地中。由于山坡散熱快,冷空氣循山坡下沉到谷底,谷底原來的暖空氣抬擠上升,從而出現(xiàn)溫度的倒置現(xiàn)象。
平流逆溫是暖空氣水平移動到冷的地面或氣層之上而成。
(四)大氣對太陽輻射的削弱作用
太陽輻射透過地球大氣到達地球表面,在地面和大氣之間進行一系列的能量轉(zhuǎn)換。其過程包括:
1.到達地球的太陽輻射,一部分能量被大氣吸收、反射和散射而削弱,只有一半左右的太陽輻射能量到達地面。
2.地面吸收太陽輻射而增強,同時向外放出地面輻射。
3.大氣吸收了地面輻射的絕大部分同時向外放出大氣輻射,大氣輻射除極小部分射向宇宙空間,絕大部分又以大氣逆輻射的形式射向地面而對地面具有保溫作用。
(五)大氣對地面的保溫作用
1.大氣吸收地面輻射增溫,并保存熱量
對流層大氣中的水汽和二氧化碳,對太陽短波輻射的吸收能力很差,但對地面長波輻射的吸收能力很強。據(jù)觀測,地面輻射的75%~95%都被近地面40米~50米厚的大氣所吸收,使近地面大氣增溫。被大氣吸收的地面輻射,除一小部分被大氣輻射到宇宙空間外,大部分保存在大氣中,使大氣溫度升高。
2.大氣逆輻射對地面熱量進行補償
大氣在增溫的同時,也在向外輻射熱量,稱為大氣輻射。大氣輻射中投向地面的部分,因其方向與地面輻射相反,稱為大氣逆輻射。它補償了地面輻射損失的一部分熱量,使地面實際損失熱量減少,起到保溫作用。據(jù)計算,如果沒有大氣,地球表面平均溫度應為-23℃,實際為15℃。大氣的保溫作用,使地面溫度提高了38℃之多。
五、暴雨洪澇的形成條件和防御
我國是世界上多暴雨的國家之一,除了西部一些沙漠地區(qū)外,均會有暴雨出現(xiàn)。大暴雨和特大暴雨主要發(fā)生在南方和東部地區(qū),亞洲是每年全球洪水發(fā)生最多的地區(qū)。
形成條件:源源不斷的水汽供應、強烈的水汽上升運動,形成降水的天氣系統(tǒng)持續(xù)時間較長。
監(jiān)測防御:利用氣象衛(wèi)星進行監(jiān)測。防洪需要工程措施和非工程措施相結(jié)合進行。
工程措施包括:修筑堤壩,整治河道,修建水庫,修建分洪區(qū)等。非工程措施是:洪泛區(qū)土地管理,建立洪水預警系統(tǒng),擬定居民的應急撤離計劃和對策,實行防洪保險等。
六、厄爾尼諾現(xiàn)象及危害
在熱帶太平洋海區(qū),一般情況下,由于受寒流的影響,東部地區(qū)的表層海水溫度較低?墒怯械哪攴,太平洋東部海區(qū)表層海水溫度異常增溫,這種現(xiàn)象稱為厄爾尼諾現(xiàn)象。厄爾尼諾現(xiàn)象是一種綜合性現(xiàn)象,當它發(fā)生時,赤道帶大范圍海區(qū)與大氣相互作用失去平衡,從而形成一系列的反常現(xiàn)象,如信風本來由東向西吹,可是當厄爾尼諾現(xiàn)象發(fā)生時,風向突然變?yōu)橄驏|吹,使得本來位于太平洋西部的暖流位置向東移動,從而影響太平洋東岸海洋生態(tài),如水溫升高,大量魚類死亡。
還有一種與厄爾尼諾現(xiàn)象相對應的拉尼娜現(xiàn)象。它是指東太平洋赤道海域水溫異常偏低的現(xiàn)象,由此引起赤道中、東太平洋信風較常年偏強、云量減少、氣溫偏高,而赤道西太平洋則與之相反。拉尼娜發(fā)生時,我國夏季風會增強,北方降水增多,臺風出現(xiàn)的次數(shù)也會增多。