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 欄目類別:知識點 >> 高中 >> 地理

大氣的受熱過程

更新時間:2016/8/24 15:02:00  手機版

  能量來源:

  太陽輻射是地球表面最重要的能量源泉。地面是近地面大氣主要、直接的熱源。

  太陽輻射的波長范圍是:0.15~4微米。

  太陽輻射的能量主要集中:可見光(0.4~0.76微米)

  太陽輻射——“短波輻射”,地面輻射——長波輻射,大氣輻射——長波輻射

  受熱過程:

 、偬栞椛涞竭_地球大氣上界。

 、谔栞椛浯┻^大氣層,大氣對太陽輻射的削弱作用(吸收、反射和散射作用)。

 、厶栞椛涞竭_地表。部分被地表反射,部分被地面吸收,從而使地面增溫。

  大氣對太陽輻射的削弱作用:

 、傥兆饔茫壕哂羞x擇性,水汽和二氧化碳吸收紅外線,臭氧吸收紫外線,對于可見光部分吸收比較少。

  ②反射作用:無選擇性,云層、塵埃越多,反射作用越強。例多云的白天溫度不太高。

 、凵⑸渥饔茫壕哂羞x擇性,對于波長較短的籃紫光易被散射。例晴朗的天空呈蔚藍色等。

  對地面的保溫效應:

 、俚孛嫖仗柖滩ㄝ椛湓鰷,產(chǎn)生地面長波輻射

  ②大氣中的CO2和水汽強烈吸收地面的長波輻射而增溫

 、鄞髿饽孑椛鋵Φ孛鏌崃窟M行補償,起保溫作用。

  影響地面輻射大小(獲得太陽輻射多少)的主要因素:

  緯度因素,太陽高度角的大小不同,導致地面受熱面積和太陽輻射經(jīng)過大氣層的路程長短,是影響的主要因素,同時,它的大小受下墊面因素(反射率)和氣象因素等的影響。

  逆溫現(xiàn)象:

  對流層由于熱量主要直接來自地面輻射,所以海拔越高,氣溫越低。

  一般情況下,海拔每上升1000米,氣溫下降6°C。

  有時候出現(xiàn)下列情況:①海拔上升,氣溫升高;②海拔上升1000米,氣溫下降幅度小于6°C。這就是逆溫現(xiàn)象。

  逆溫現(xiàn)象往往出現(xiàn)在近地面氣溫較低的時候,如冬季的早晨。逆溫現(xiàn)象使空氣對流運動減弱,大氣中的污染物不易擴散,大氣環(huán)境較差。

  A發(fā)生時穩(wěn)定性特別強(不利于垂直運動),易出現(xiàn)大氣污染

  B最有利于逆溫發(fā)生的條件是平靜而晴朗的夜晚

  C日出前后的逆溫層最厚,日出后地面溫度升高,逆溫層慢慢消失。

  逆溫的類型:

 。1)輻射逆溫:

  經(jīng)常發(fā)生在晴朗無云的夜間,由于大氣逆輻射較小,地面輻射散失熱量多,近地面氣溫迅速下降,而高處氣層降溫較少,從而出現(xiàn)上暖下冷的逆溫現(xiàn)象。這種逆溫現(xiàn)象黎明前最強,日出后逆溫層自下而上消失.這種逆溫現(xiàn)象主要發(fā)生在氣溫日較差的晴天晚上和黎明。地面熱量輻射散失,越接近地面空氣越冷,導致逆溫。過程為:

  圖a為正常氣溫垂直分布情形;在晴朗無云的夜間,地面輻射冷卻很快,貼近地面的氣層也隨之降溫。離地面愈近,降溫愈快,離地面愈遠,降溫愈慢,因而形成了自地面開始的逆溫(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(圖c);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地消失(圖d、e)。輻射逆溫厚度從數(shù)十米到數(shù)百米,在大陸上常年都可出現(xiàn),以冬季最強。冬季夜長,逆溫層較厚,消失較慢。

 。2)平流逆溫:

  暖空氣水平移動到冷的地面或冷空氣層上,由于暖空氣的下層受到冷地面或大氣的影響而迅速降溫,上層受影響較少,降溫較慢,從而形成逆溫。這種逆溫現(xiàn)象主要出現(xiàn)在中緯度沿海地區(qū)。

 。3)地形逆溫:

  它主要由地形造成,主要發(fā)生在盆地和谷地中,由于山坡散熱快,冷空氣循山坡下沉到谷底,谷底原來的暖空氣被冷氣抬擠上升,從而出現(xiàn)溫度的倒置現(xiàn)象。這種逆溫現(xiàn)象主要發(fā)生在晚上。還有一種情況是,冬半年冷空氣在向低緯度地區(qū)運動過程中,因冷空氣較冷重,把地勢較低盆地和谷地地區(qū)填滿(形成冷空氣湖),而盆地上空是暖空氣,在盆地上空暖空氣與盆地內(nèi)冷空氣交界的大氣層形成逆溫現(xiàn)象。這種逆溫現(xiàn)象發(fā)生在冬半年。

 。4)鋒面逆溫:

  鋒面附近因上面為暖空氣,下面為冷空氣,所以也會出現(xiàn)逆溫現(xiàn)象,如我國云貴高原東部冬半年受昆明準靜止鋒影響,上空出現(xiàn)逆溫現(xiàn)象,形成貴陽一帶的陰雨冷濕天氣。

  (5)下沉逆溫:

  在高壓控制區(qū),高空存在著大規(guī)模的下沉氣流,由于氣流下沉的絕熱增溫作用,致使下沉運動的終止高度出現(xiàn)逆溫。這種逆溫多見于副熱帶反氣旋區(qū)(海洋上空),它的特點是范圍大,不接觸地面而出現(xiàn)在某一高度上。這種逆溫因為有時像蓋子一樣阻止了向上的湍流擴散,如果延續(xù)時間較長,對污染物的擴散會造成很不利的影響.此外,寒流影響下也會促使逆溫現(xiàn)象的形成。

  逆溫現(xiàn)象與空氣質(zhì)量的關(guān)系:

  逆溫的存在,對天氣和大氣污染物的擴散有相當大的影響:它阻礙空氣對流運動,妨礙煙塵,污染物,水汽凝結(jié)物的擴散,有利于霧的形成并使能見度變差,使大氣污染更為嚴重。

  太陽輻射的波長范圍示意圖:

  大氣的受熱過程示意圖:

  逆溫產(chǎn)生的過程圖示:

  特別提示:

  (1)大氣的受熱過程是大氣吸收少量太陽短波輻射和大量地面長波輻射而增溫的過程。

  (2)大氣對太陽短波輻射的吸收具有選擇性,如臭氧吸收紫外線,水汽和二氧化碳吸收紅外線,而能量最強的可見光則被吸收的很少。

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