在对流层中，总的情况是气温随高度的上升而降低，这首先是因为对流层空气的增温主要依靠吸收地面的长波辐射，因此离地面愈近获得地面长波辐射的热能愈多，气温愈高；离地面愈远，气温愈低。其次，愈是近地面的空气密度愈大，水汽和固体杂质愈多，因而吸收地面辐射的效能愈大，气温愈高。整个对流层的气温直减率平均为0.6℃/100m。实际上，在对流层内各高度的气温垂直变化是因时因地而不同的。

    对流层的中层和上层受地表的影响较小，气温直减率的变化比下层小得多。而对流层下面的气温直减率随地面性质、季节、昼夜和天气条件的变化差别很大，在一定条件下，会出现气温随高度增高而升高的逆温现象。逆温现象因阻碍空气垂直运动的发展，使大量烟尘、有害气体、水凝结物聚集在对流层下层，使能见度变差，甚至造成大气污染事件。

    较为常见的有辐射逆温、锋面逆温、地形逆温等。

    由于地面辐射强烈冷却而形成逆温，称为辐射逆温。

    锋面逆温是由暖气团位于冷气团之上而形成的，这种逆温层是随锋面的倾斜而成倾斜状态。

    地形逆温主要由地形造成，主要在盆地和谷地中。由于山坡散热快，冷空气循山坡下沉到谷底，谷底原来的暖空气抬挤上升，从而出现温度的倒置现象。

    平流逆温是暖空气水平移动到冷的地面或气层之上而成。

    二、大气对太阳辐射的削弱作用

    太阳辐射透过地球大气到达地球表面，在地面和大气之间进行一系列的能量转换。其过程包括：

    1.到达地球的太阳辐射，一部分能量被大气吸收、反射和散射而削弱，只有一半左右的太阳辐射能量到达地面。

    2.地面吸收太阳辐射而增强，同时向外放出地面辐射。

    3.大气吸收了地面辐射的绝大部分同时向外放出大气辐射，大气辐射除极小部分射向宇宙空间，绝大部分又以大气逆辐射的形式射向地面而对地面具有保温作用。

    三、大气对地面的保温作用

    1.大气吸收地面辐射增温，并保存热量

    对流层大气中的水汽和二氧化碳，对太阳短波辐射的吸收能力很差，但对地面长波辐射的吸收能力很强。据观测，地面辐射的75％～95％都被近地面40米～50米厚的大气所吸收，使近地面大气增温。被大气吸收的地面辐射，除一小部分被大气辐射到宇宙空间外，大部分保存在大气中，使大气温度升高。

    2.大气逆辐射对地面热量进行补偿

    大气在增温的同时，也在向外辐射热量，称为大气辐射。大气辐射中投向地面的部分，因其方向与地面辐射相反，称为大气逆辐射。它补偿了地面辐射损失的一部分热量，使地面实际损失热量减少，起到保温作用。据计算，如果没有大气，地球表面平均温度应为-23℃，实际为15℃。大气的保温作用，使地面温度提高了38℃之多。


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