逆溫現象觀察及解釋

2021-02-15 曉月同學


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谷歌翻譯好啊,只是文不達意,字幕跟不上語音。

(以下內容為是視頻內文字,沒有耐心,可直接在文末觀看視頻)


這是我們村前的一個小壩子,在秋冬季節的晴朗早晨,壩子上常會覆蓋著一層薄霧,日出前後,霧氣最濃,當太陽升起2、3個小時以後,霧氣漸漸消散;遠處林子裡提煉桉油,升起的煙霧,隨著南風灌入壩子中,當氣溫漸漸暖和起來,煙霧越升越高,彌散開來,天空也漸漸變得清朗。

這是自然界中常見的現象,我們可以用一個實驗,說明它的機理。我們製作了如下的裝置。

取一盆涼水,杯中裝入熱水,在杯身左邊打一針,右邊也打一針,將塑料杯放入涼水中,可以發現杯中的熱水上層的溫度較高,下層的溫度較低,這一設計與秋冬季節地面附近的大氣溫度結構類似。日落之後,地面降溫快,離地面較近的大氣將熱量傳遞給了大地,氣溫降的較低,使得近地面的大氣變成了下冷上熱的結構,這種與正常對流層溫度垂直變化相反的現象被稱為逆溫。

當逆溫發生時,對流層內出現了和平流層一樣的隨高度升高,溫度也隨之升高的大氣溫度結構。這樣的結構對大氣運動有怎樣的影響呢?


我們將藍色墨水注入瓶中,發現墨水會發生自由的擴散,但大部分墨水停留在了初始階段,形成了一層條帶狀的「雲帶」,20分鐘過去了,「雲帶」依然沒有擴散開。我們在冷水盆中注入開水,模擬地面溫度升高的過程,當地面溫度升高,接近地面的大氣也隨之被加熱,逆溫狀態漸漸恢復了正常的下熱上冷結構,此時大氣運動又會發生什麼樣的變化呢?



我們發現,當加入熱水後,「雲帶」漸漸消失,杯中水的溫度也漸變為下熱上冷。將紅墨水注入,在短短的50秒之內,幾乎全部擴散開。

通過,這個實驗,我們可以解釋剛開始時的現象。經過一個晝夜的降溫過程,近地面大氣的熱量不斷流向大地,使得近地面附近的大氣,距離地面越近,氣溫越低,形成了逆溫現象,這一

下冷上熱的結構不利於水霧及煙塵的擴散,自然就形成了一層霧或霾。而隨著地溫和氣溫的升高,下冷上熱的結構逐漸轉變為下熱上冷的結構,霧氣擴散開並逐漸氣化,壩子上方自然變得清朗。

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    逆溫現象在大氣環境中很普遍,多種因素都可以導致逆溫現象,而影響汙染物擴散的因素也有很多,逆溫只是一個方面。下面就來簡要介紹一下發生逆溫的原因。逆溫原因及主要種類根據前面的分析,我們可以知道,一旦有原因導致了大氣對流層出現了上熱下冷的現象,那麼這種情況就可以稱之為逆溫。
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  • 冬季「殺手」―――濃霧與逆溫
    1930年12月1日到12月5日,比利時的馬納斯河河谷地區出現大霧和逆溫,使當地工廠排放的大量汙染物沉積低空,導致數千居民發病,死亡60餘人。大霧和逆溫多發生在冬季,但在深秋時節也有發生。1948年10月末,擁有1.4萬人口的美國工業小鎮多諾拉,由於逆溫和大霧的出現,空氣中二氧化碳和金屬粉塵等迅速積聚,導致6000多人患病,17人死亡。據研究,城市的塵埃含量比農村高10倍,一氧化碳高30倍,二氧化硫高40―50倍。當有大霧時,大氣汙染物會發生物理化學反應而形成新物質,這種新物質的毒性比原汙染物要大得多。
  • 玩轉地理 | 什麼是逆溫?
    逆溫現象往往出現在近地面氣溫較低的時候,如冬季的早晨。逆溫現象使空氣對流運動減弱,大氣中的汙染物不易擴散,大氣環境較差。這種逆溫現象黎明前最強,日出後逆溫層自下而上消失。這種逆溫現象主要發生在氣溫日較差大的晴天晚上和黎明。地面熱量輻射散失,越接近地面空氣越冷,導致逆溫。過程為:
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