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其中，大气内部引力波的典型周期为2n/N ~ 9min内部引力波在大气中无处不在，并且不断被激发，例如，吹过丘陵和山脉的水平风，对流羽状物冲击上面的稳定层，等等。有时，当空气接近饱和时，在每一波的波峰上有规律的云带使它们可见(注意，并不是所有可见的云带都是这样产生的)。这些云通常具有典型的“透镜”形状，因此得名透镜状云。(见图4.13、图4.14)人们可以(非常粗略地)估计波的预期水平波长如下。如果每一团空气以频率N振荡，但被风速u所携带，结果是一个静止的模式，如图4.15所示，那么预期波长为2nu/N，对于上述估计的N约为5-10公里，风为10-20ms-1。这种类型的常规云特征在山脉附近(如内华达山脉和北美大陆分水岭)尤其引人注目，如图4.13所示，如图4.14所示。另一个相当壮观的大气内部引力波的例子如图4.15所示，它与船只留下的尾流惊人地相似(叠加在图上)。

在第九章中，我们将看到海洋内部也是稳定的分层;内部重力波也是海洋中普遍存在的特征。在火星和木星的大气中也观察到这种波的特征。

4.4.2.温度反演

在对流层T随高度增加的异常情况下，大气是非常稳定的;恢复力

公式4-22给出的频率是一个上限。我们已经考虑了空气完全垂直振荡的情况。对于垂直角度为a的振动，频率为ncos a。

图4.13。一个原理图说明了山波(也称为背风波)的形成。山的存在扰乱了气流，并产生了一串下游波(参考类似的情况，河流中的水流过一个巨大的水下岩石，产生了一串下游表面波)。山的正上方，一片分明云类型被称为透镜状(“透镜状”)云是经常产生的。在下游和高空，云带可能标志着波列中空气被抬升(从而冷却到饱和)的部分。

图4.13。原理图说明了山波(也称为背风波)的形成。山的存在扰乱了气流，并产生了一串下游波(参考类似的情况，河流中的水流过一个巨大的水下岩石，产生了一串下游表面波)。在山的正上方，经常产生一种独特的云类型，称为透镜状云(透镜状云)。在下游和高空，云带可能标志着波列中空气被抬升(从而冷却到饱和)的部分。

图4.14。在北美大陆分水岭的背风处观察一系列透镜状波云。图片由华盛顿大学Dale Durran提供。

在抬升的空气中，气团很大，因此大气对垂直运动的阻力特别大。这种“反转”可以通过几种方式产生。低空逆温(在几百米高度)通常在平静的冬夜由地表辐射冷却产生(见图4.16a)。

请注意，反转可能会自我强化;在轻微风的情况下，湍流携带着来自高空的热量，限制了地表的冷却。如果逆温形成，垂直运动的阻力会抑制湍流，使表层冷却，从而加强逆温。(雾可能会在逆温层以下的冷表层形成。)除了热影响外，逆温可能会捕获地表空气，从而使污染物在表层积聚。

在地球的许多亚热带地区常见的第二种低空逆温被称为信风区，或者只是贸易，反转。正如我们将在第5章中看到的，根据公式4-14，亚热带的空气平均是下降的，因此绝热变暖。如图4.16b所示，这可以产生持续逆温(高度在400m到2km之间，取决于位置)。许多

图4.15。在2000年2月观测到的扬马延岛(只有50公里长，位于冰岛东北偏北375英里处)的背风处形成的大气重力波。风是从西南偏西吹来的。一座名为贝伦贝格的火山形成了岛屿的北端，海拔超过2公里。注意大气尾迹和由船只在水面上形成的尾迹之间的相似性，叠加在图上。

图4.15。在2000年2月观测到的扬马延岛(只有50公里长，位于冰岛东北偏北375英里处)的背风处形成的大气重力波。风是从西南偏西吹来的。一座名为贝伦贝格的火山形成了岛屿的北端，海拔超过2公里。注意大气尾迹和由船只在水面上形成的尾迹之间的相似性，叠加在图上。

图4.16。(a)低空逆温通常是在平静的冬夜因地表辐射冷却而产生的。(b)亚热带地区典型的下降和绝热变暖造成的贸易倒转。

亚热带地区的污染问题因贸易倒置而加剧(见图4.17)。在某些情况下，逆温对空气的垂直捕获可能与山脉对空气的水平捕获相混合。洛杉矶和墨西哥城(以及许多其他城市)都有这种情况。

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