北京和昆明逆溫層特征分析

羅張詠

(四川省眉山市氣象局，四川 眉山 620010)

0 引言

研究[1-4]表明：空氣質量受逆溫層影響，其污染程度與逆溫層有重要聯系。逆溫的出現表示大氣層結構穩定，近地氣層強烈亂流運動會受到近地面逆溫的阻礙，而對流層中垂直運動的發展也會受到其上方出現的具有一定高度的逆溫的限制。對流層位于大氣最低層，其中大氣邊界層位于近地1～2km左右，是人類主要的活動空間，也集中了絕大部分大氣污染的排放，而污染物的擴散通常受到大氣邊界層內的逆溫的影響[5]。對流層中層上界高度大約為6km，底界為摩擦層頂，受地面影響遠遠小于摩擦層，而它的氣流情況基本可以代表整個對流層空氣的運動狀況。京津冀地區是我國空氣污染最嚴重的地區，與其不同，昆明為高原地區，但輻射逆溫也很強。

1 資料與方法

本文所用資料是北京站(116.28°E，39.93°N，海拔55.0m，站號54511)及昆明站(102.68°E，25.01°N，海拔1892.0m，站號56778)2006-2015年逐日08時和20時(北京時)高空探測資料。主要研究從地面到500hPa左右的逆溫層，按逆溫層的底高將其分為2部分：北京將底高低于1000m的逆溫歸類于大氣邊界層逆溫，昆明站將底高低于2400m的逆溫歸類于大氣邊界層逆溫；底高在1000m(北京)/2400m(昆明)以上，500hPa(約5500m～5900m)以下的逆溫歸類為對流層中低層逆溫[6]。

逆溫次數、逆溫層厚度和逆溫層強度是表征逆溫特征的參數，本文對探空數據進行整理和統計，對所得參數的月平均值進行統計分析。逆溫層厚度(以△H表示，單位：m)：逆溫層底部與頂部的高度差；逆溫層強度(以I表示，單位：℃/100m)：逆溫層中高度每上升100m，溫度增加的值。

2 逆溫層的特征分析

2.1 北京逆溫層特征

逆溫現象在北京整年都會出現。月變化來看：08、20時2個時次均為秋冬多，夏季少。大氣邊界層逆溫次數20時均少于08時，10月次數最多達20次以上，7月最少為10次以下。對流層中低層最大值均在1月，為20次左右，最小值均在6月，為8次左右。08時大氣邊界層逆溫層厚度均大于20時，08時在冬季較薄，春季較厚。對流層中低層逆溫層厚度冬季略厚，夏季略薄，12月最厚約為260m，7、8月最薄約為150m。對流層中低層兩個時次逆溫層強度均大于大氣邊界層。大氣邊界層強度為0～1℃/100m，秋冬較強，春夏較弱。對流層中低層強度變化較小，多為1～1.5℃/100m，冬季略弱。年變化來看：北京總逆溫次數08時較20時明顯偏多；逆溫層年平均厚度08時均大于20時，對流層中低層大于大氣邊界層，且都呈明顯減少趨勢，而年平均強度變化不大，對流層中低層均遠遠大于大氣邊界層，但兩層均表現出增強趨勢。

2.2 昆明逆溫層特征

昆明逆溫全年均會出現。從月變化來看：逆溫次數具有明顯年變化規律，在大氣邊界層兩個時次在6、7月最少，08時在1、2月最多約為19次，3～6月迅速減少；20時在11月最多，約為15次。在對流層中低層，08時均多于20時，但相差較小，最大值均在12月達26次以上，7月最少，均為3次左右。對流層中低層逆溫層厚度較大氣邊界層更厚，且冬季略厚，夏季略薄。大氣邊界層整體變化不大，08、20時在1月最厚，分別約為140m和95m；夏季最薄約為40m；對流層邊界層約為100～230m。大氣邊界層逆溫層強度較弱，但呈現出明顯年變化，僅冬春季有較明顯逆溫出現。對流層中低層均大于大氣邊界層，無明顯變化形式，最強在7月，達到2.7℃/100m，6、7月較小，約為0.8℃/100m。

有研究表明[7]：昆明貼地逆溫中輻射冷卻逆溫是主導機制。且昆明特殊的“壩子”地形，即四周為高山環繞類似于盆地但有所區別，對昆明貼地逆溫有重要影響，對壩內貼地逆溫起到保護穩定的作用，特別是在保護輻射逆溫過程方面。在本文中，貼地逆溫包含在大氣邊界層逆溫中，大氣邊界層08時逆溫次數、厚度和強度基本大于20時，其中厚度與壩區壩墻大概100m的高差相近，可見昆明壩子地形對大氣邊界層逆溫具有保護作用。

從年變化來看：昆明總逆溫次數08時均遠遠大于20時，對流層中低層也都遠遠大于大氣邊界層，大氣邊界層呈增長趨勢，而對流層中低層則呈減少趨勢；逆溫層年平均厚度呈現明顯減小趨勢，對流層中低層年均遠遠大于大氣邊界層，20時具有明顯的減弱趨勢；對流層中低層年平均強度變化較大，最高約為2.3℃/100m，最低為1.1℃/100m左右，呈明顯減弱趨勢。

3 結語

2個地區逆溫現象具有明顯季節特點，冬季較嚴重，次數較多、厚度較大，強度較強，而在夏季則相反。逆溫次數、厚度或強度呈現較明顯的日變化特點，08時大多高于20時，即早晨逆溫情況較傍晚更為明顯。昆明大氣邊界層逆溫層厚度與壩區壩墻的高差相近，昆明特殊的“壩子”地形對當地的大氣邊界層逆溫具有保護作用。逆溫層的年平均厚度和強度也呈現明顯特點：對流層中低層的逆溫層年平均厚度和強度均強于大氣邊界層，北京逆溫層年平均強度呈明顯減弱趨勢，昆明逆溫層年平均厚度呈明顯的減少趨勢。本文主要針對北京和昆明的逆溫基本特征進行了基礎統計分析和初步探討，對于其成因還需要進一步研究和探討。