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平流层:高度变化和气温分层的影响及其对全球气候的重要性

时间:2023-06-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:平流层之所以与对流层相反,随高度上升气温上升,是因为其顶部吸收了来自太阳的紫外线而被加热。至于垂直气温分层方面,由于高温层置上而低温层置下,使到平流层较为稳定。所以,极地的平流层会于较低高度出现,因为极地的地面气温相对较低。平流层内的风流对全球气候有很重要的影响,例如热带风暴的发生频率。赤道带内平流层风流的一个有趣特征是每26个月东风带和西风带交替一次。

平流层:高度变化和气温分层的影响及其对全球气候的重要性

对流程之上有一层大气,其起始温度不变,然后温度随高度上升而逐渐升高(逆温),称为平流层。空气和水蒸气对流层和平流层之间的传输非常有限。

平流层之所以与对流层相反,随高度上升气温上升,是因为其顶部吸收了来自太阳紫外线而被加热。平流层的顶部气温大概徘徊在270K左右,与地面气温差不多。平流层顶部称为平流层顶,在此之上气温又会再随高度上升而下降。

至于垂直气温分层方面,由于高温层置上而低温层置下,使到平流层较为稳定。因为那里没有常规的对流活动及如此相连的气流。此层的增温是由于臭氧层吸收了来自太阳的紫外线,它把平流层的顶部加热。至于平流层的底部,来自顶部的传导及下部对流层的对流刚好在那里抵消。所以,极地的平流层会于较低高度出现,因为极地的地面气温相对较低。(www.xing528.com)

平流层内的风力分布颇为特别,首先平流层底部受到对流层顶部的西风带影响,所以几乎都吹着西风。极地附近的夏季会有极昼的现象发生,所以处于夏季的半球,高纬度地区受到的日照时间会比低中纬度地区长。平流层和中层大气环在极地附近会因臭氧层而渐渐和暖,结果形成了高压状态。反之低纬度会相对地处于低压状态。因此,在平流层的上中部除了特别的场合以外,夏季会比较盛行东风,亦即东风带,称为平流层东风。而冬季来临时这个现象就会发生逆转。极地附近就会与夏季相反,整天也不会受到太阳照射,结果高纬度地区就会比低中纬度地区低温,亦即进入低压状态。因此产生了从低纬度流向高纬度的气流,称为平流层西风。由于这种现象会随季节变化而改变风向,所以亦可被认为是季候风的一种,称之为平流层季候风。

平流层内的风流对全球气候有很重要的影响,例如热带风暴的发生频率。赤道带内平流层风流的一个有趣特征是每26个月东风带和西风带交替一次。所谓的极地发光云团就是一个可以观测到的平流层现象,是由于夏季水蒸气在极低温下产生的冰晶云团。平流层也储存着相对最集中的臭氧,吸收有害紫外光来保护地球的生物圈

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