北京和昆明逆温层特征分析

罗张咏

(四川省眉山市气象局，四川 眉山 620010)

0 引言

研究[1-4]表明：空气质量受逆温层影响，其污染程度与逆温层有重要联系。逆温的出现表示大气层结构稳定，近地气层强烈乱流运动会受到近地面逆温的阻碍，而对流层中垂直运动的发展也会受到其上方出现的具有一定高度的逆温的限制。对流层位于大气最低层，其中大气边界层位于近地1～2km左右，是人类主要的活动空间，也集中了绝大部分大气污染的排放，而污染物的扩散通常受到大气边界层内的逆温的影响[5]。对流层中层上界高度大约为6km，底界为摩擦层顶，受地面影响远远小于摩擦层，而它的气流情况基本可以代表整个对流层空气的运动状况。京津冀地区是我国空气污染最严重的地区，与其不同，昆明为高原地区，但辐射逆温也很强。

1 资料与方法

本文所用资料是北京站(116.28°E，39.93°N，海拔55.0m，站号54511)及昆明站(102.68°E，25.01°N，海拔1892.0m，站号56778)2006-2015年逐日08时和20时(北京时)高空探测资料。主要研究从地面到500hPa左右的逆温层，按逆温层的底高将其分为2部分：北京将底高低于1000m的逆温归类于大气边界层逆温，昆明站将底高低于2400m的逆温归类于大气边界层逆温；底高在1000m(北京)/2400m(昆明)以上，500hPa(约5500m～5900m)以下的逆温归类为对流层中低层逆温[6]。

逆温次数、逆温层厚度和逆温层强度是表征逆温特征的参数，本文对探空数据进行整理和统计，对所得参数的月平均值进行统计分析。逆温层厚度(以△H表示，单位：m)：逆温层底部与顶部的高度差；逆温层强度(以I表示，单位：℃/100m)：逆温层中高度每上升100m，温度增加的值。

2 逆温层的特征分析

2.1 北京逆温层特征

逆温现象在北京整年都会出现。月变化来看：08、20时2个时次均为秋冬多，夏季少。大气边界层逆温次数20时均少于08时，10月次数最多达20次以上，7月最少为10次以下。对流层中低层最大值均在1月，为20次左右，最小值均在6月，为8次左右。08时大气边界层逆温层厚度均大于20时，08时在冬季较薄，春季较厚。对流层中低层逆温层厚度冬季略厚，夏季略薄，12月最厚约为260m，7、8月最薄约为150m。对流层中低层两个时次逆温层强度均大于大气边界层。大气边界层强度为0～1℃/100m，秋冬较强，春夏较弱。对流层中低层强度变化较小，多为1～1.5℃/100m，冬季略弱。年变化来看：北京总逆温次数08时较20时明显偏多；逆温层年平均厚度08时均大于20时，对流层中低层大于大气边界层，且都呈明显减少趋势，而年平均强度变化不大，对流层中低层均远远大于大气边界层，但两层均表现出增强趋势。

2.2 昆明逆温层特征

昆明逆温全年均会出现。从月变化来看：逆温次数具有明显年变化规律，在大气边界层两个时次在6、7月最少，08时在1、2月最多约为19次，3～6月迅速减少；20时在11月最多，约为15次。在对流层中低层，08时均多于20时，但相差较小，最大值均在12月达26次以上，7月最少，均为3次左右。对流层中低层逆温层厚度较大气边界层更厚，且冬季略厚，夏季略薄。大气边界层整体变化不大，08、20时在1月最厚，分别约为140m和95m；夏季最薄约为40m；对流层边界层约为100～230m。大气边界层逆温层强度较弱，但呈现出明显年变化，仅冬春季有较明显逆温出现。对流层中低层均大于大气边界层，无明显变化形式，最强在7月，达到2.7℃/100m，6、7月较小，约为0.8℃/100m。

有研究表明[7]：昆明贴地逆温中辐射冷却逆温是主导机制。且昆明特殊的“坝子”地形，即四周为高山环绕类似于盆地但有所区别，对昆明贴地逆温有重要影响，对坝内贴地逆温起到保护稳定的作用，特别是在保护辐射逆温过程方面。在本文中，贴地逆温包含在大气边界层逆温中，大气边界层08时逆温次数、厚度和强度基本大于20时，其中厚度与坝区坝墙大概100m的高差相近，可见昆明坝子地形对大气边界层逆温具有保护作用。

从年变化来看：昆明总逆温次数08时均远远大于20时，对流层中低层也都远远大于大气边界层，大气边界层呈增长趋势，而对流层中低层则呈减少趋势；逆温层年平均厚度呈现明显减小趋势，对流层中低层年均远远大于大气边界层，20时具有明显的减弱趋势；对流层中低层年平均强度变化较大，最高约为2.3℃/100m，最低为1.1℃/100m左右，呈明显减弱趋势。

3 结语

2个地区逆温现象具有明显季节特点，冬季较严重，次数较多、厚度较大，强度较强，而在夏季则相反。逆温次数、厚度或强度呈现较明显的日变化特点，08时大多高于20时，即早晨逆温情况较傍晚更为明显。昆明大气边界层逆温层厚度与坝区坝墙的高差相近，昆明特殊的“坝子”地形对当地的大气边界层逆温具有保护作用。逆温层的年平均厚度和强度也呈现明显特点：对流层中低层的逆温层年平均厚度和强度均强于大气边界层，北京逆温层年平均强度呈明显减弱趋势，昆明逆温层年平均厚度呈明显的减少趋势。本文主要针对北京和昆明的逆温基本特征进行了基础统计分析和初步探讨，对于其成因还需要进一步研究和探讨。