表 3-5 湿绝热递减率随气温、气压的变化(℃/100m)

气温(℃)

-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

1000

0.98

0.94

0.88

0.78

0.66

0.54

0.44

0.37

气压(mb)600

0.96

0.91

0.69

0.69

0.55

0.44

0.36

0.30

200

0.89

0.76

0.46

0.46

0.35

0.29

0.25

0.22

(二)气温的垂直分布

对流层大气距离地面愈高,所吸收的长波辐射能便愈少。因此,在对流层范围内,气温随海拔升高而降低。气温随高度变化的情况,用单位高度(通常取 100 米)气温变化值来表示,即℃/100 米,称为气温垂直递减率,简称气温直减率γ。从整个对流层平均状况来看,海拔每升高 100 米,气温降低0.6℃。

由于气温受纬度、地面性质、气流运动等因素影响,所以对流层内的气温直减率不可能到处都是 0.65℃/100 米,而是随地点、季节、昼夜的不同而变化。一般说来,在夏季和白天,地面吸收大量太阳辐射,地温高,地面辐射强度大,近地面空气层受热多,气温直减率大;反之,在冬季和夜晚气温直减率小。在一定条件下,还可能呈现下层气温反比上层为低的现象(图3-13)。气温随高度增大而上升的现象,称为逆温。产生逆温的原因主要有三:

表 3-5 湿绝热递减率随气温、气压的变化(℃/100m) - 图1

  1. 辐射:经常发生在晴朗无云的夜间,由于地面有效辐射很强,近地面层气温迅速下降,而高处气层降温较少,从而形成自地面开始的逆温层。

  2. 平流:暖空气水平移动到冷地面或气层之上,其下层受冷地面或气层的影响而迅速降温,上层受影响较少,降温较慢,从而形成逆温。(3) 空气下沉:常发生在山地。山坡上的冷空气循山坡下沉到谷底,谷底原来的较暖空气被冷空气抬挤上升,从而出现温度的倒置现象。这样的逆温主要是在一定的地形条件下形成的,所以又称为地形逆温。

逆温的存在阻碍空气垂直运动,妨碍烟尘、污染物、水汽凝结物的扩散, 有利于雾的形成并使能见度变坏,使大气污染更为严重。废气污染严重的工厂不宜建在闭塞的山谷,以免地形逆温引起大气污染事故。

(三)气温的水平分布。

气温的水平分布通常用等温线来表示。等温线就是将气温相同的地点连结起来的曲线。等温线愈密,表示气温水平变化愈大;否则,反之。封闭的等温线表示存在温暖或寒冷的中心。有时为了便于比较,可将地面气温实际观测值(或统计值)订正为海平面温度,然后再绘制等温线。

气温的水平分布状况与地理纬度、海陆分布、大气环流、地形起伏、洋流等因素有密切关系。图 3-14 和图 3-15 分别是 1 月份和 7 月份世界多年平均气温分布图,从中可见全球范围内的气温水平分布有如下几个特点:

(1)由于太阳辐射量随纬度的变化而不同,所以等温线分布的总趋势大致与纬度平行。北半球的夏季,随着太阳直射点北移,整个等温线系统也北移;冬季则相反,整个等温线系统南移。这个特点在南半球辽阔的海面上表现得相当典型。北半球海陆分布复杂,等温线不像南半球海面上那样简单、平直,而是走向曲折,甚至变为封闭曲线,形成温暖或寒冷中心。(2) 冬季太阳辐射量的纬度差异比夏季大。北半球一月份等温线密集,南北温差大;七月份等温线稀疏,南北温差小。在南半球,因海洋的巨大调节作用, 一月与七月的等温线分布对比不像北半球那样鲜明。(3)水体增温慢,降温也慢。夏季海面气温低于陆面,冬季海面气温高于陆地。所以,冬季大陆

上等温线向南弯曲,海洋上等温线向北弯曲;夏季情况则相反,大陆上等温线向北弯曲,海洋上等温线向南弯曲。等温线这种弯曲在亚欧大陆和北太平洋上表现得最清楚。

(4)洋流对海面气温的分布有很大影响。强大的墨西哥湾流使大西洋上的等温线呈 NE—SW 向,一月份 0℃等温线在大西洋伸展到 70°N 附近。其他洋流系统对等温线走向也有类似的影响,但影响范围较小。(5)7 月份最热的地方不在赤道,而在 20°—30°N 的撒哈拉、阿拉伯、加利福尼亚形成炎热中心。世界绝对最高温出现在利比亚的阿济济亚,那里受来自南部撒哈拉大沙漠的干热风影响,气温曾达到 58℃。1 月份,西伯利亚则形成寒冷中心,在奥伊米亚康曾观测到-71℃的极端最低温。南极洲也出现过-88.3℃的地面最低温度纪录。