淺談逆溫

淺談逆溫 (Inversion)
國立苗栗高級中學地球科學科劉承玨老師/國立臺灣師範大學地球科學系許瑛玿教授責任編輯

逆溫(或稱逆溫層)，指的是大氣的溫度隨著高度而增加。因為一般而言，在對流層是大氣的溫度隨著高度而減少的，若是出現大氣的溫度隨著高度而增加，即發生逆溫現象。逆溫常常造成地表大氣過於穩定，因為溫度隨高度增加，不利於對流，使污染物侷限在地表，導致地面空氣品質降低。

逆溫造成的原因有很多，通常歸類成4大類，這4種逆溫，在不同的狀況下發生，但有時也會互相影響。以下就分別介紹這4種逆溫的形成原因及伴隨產生的現象：

一、輻射逆溫(Radiation Inversion)

輻射逆溫主要出現在夜間或是極區，由於近地表的大氣急速輻射冷卻而產生低溫，故隨高度增加反而氣溫增加。這種急速冷卻主要發生的時間在清晨或是夜晚。尤其是白天為陰天，而晚上卻轉為晴天的天氣型態。此外，有利於輻射逆溫形成的氣象條件還有較小的風速。由於風速較小時，讓大氣缺乏上、下層的混合過程，能使輻射降溫的效應更加明顯。在高緯度的內陸地區也常常會有這種逆溫發生。在近地面發生的輻射逆溫，其厚度乃視當時大氣環境的風速、雲量、地表狀況、氣團與地表溫度而定。這種逆溫情況通常在太陽出來之後便會慢慢消失，主要是太陽加熱地表，使穩定空氣開始產生對流的緣故。

二、沉降逆溫(Subsidence Inversion)

沉降逆溫的產生是因為整層空氣自上層大氣下沉，在下沉過程中，透過絕熱增溫(空氣塊下沉而體積壓縮，使溫度升高)所導致的現象。沉降逆溫常常伴隨高壓中心出現，尤其是最容易發生於具強烈下沉的極地氣團(高壓中心)。和輻射逆溫比起來，沉降逆溫比較容易產生在中上層大氣，而非近地表區域。沉降逆溫發生時，所產生的天氣狀態有：(1) 相對溼度會隨高度急速減少：是因為絕熱增溫的緣故；(2) 天氣通常會比較晴朗：是因為有下沉氣流的存在。

三、鋒面逆溫(Frontal Inversion)

鋒面是冷、暖氣團交會的界面，因為暖空氣比冷空氣輕，因此當這兩種空氣交會，暖空氣會沿著冷空氣爬升，造成冷空氣在下而暖空氣在上的結構，使得鋒面附近的溫度隨著高度增加而遞增，此即是鋒面逆溫。鋒面逆溫的天氣型態：(1)相對濕度隨高度會上升；(2)風向會有明顯改變：由於鋒面為一不連續面，鋒前和鋒後的許多大氣性質有劇烈的改變；(3)天氣狀況不佳：暖空氣受鋒面抬升而凝結，而為陰雨天氣。

四、混合逆溫(Mixing Inversion)

當底層大氣的風速較大時，會使底層大氣產生混合，讓大氣近地表之混合層水氣含量均勻分布，這時相對濕度在底層會減少，上層相對濕度增加的狀況。如果水氣含量及混合層厚度，到達所謂的”混合凝結面”，就會產生凝結，形成層積雲，逆溫多位在混合層頂部。

延伸閱讀

小倉義光，(1995)。普通氣象學。台北：國立編譯館。
林元弼等，天氣學。台北市：明文出版社。
陳泰然，(1989)。天氣學原理。台北市：聯經出版。
Holton, J. R., (2004). An Introduction to Dynamic Meteorology.