Dowiedz się o inwersji termicznej

Warstwy inwersji temperatury, zwane również inwersjami termicznymi lub po prostu warstwami inwersji, są obszarami, w których normalna spadek temperatury powietrza wraz ze wzrostem wysokości jest odwracany, a powietrze nad ziemią jest cieplejsze niż powietrze pod tym. Warstwy inwersyjne mogą występować w dowolnym miejscu - od poziomu gruntu do tysięcy stóp atmosfera.

Warstwy inwersyjne są istotne dla meteorologii, ponieważ blokują przepływ atmosferyczny, co powoduje, że powietrze nad obszarem doświadczającym inwersji staje się stabilne. Może to następnie skutkować różnego rodzaju wzorcami pogodowymi.

Co ważniejsze, obszary o dużym zanieczyszczeniu są podatne na niezdrowe powietrze i wzrost smogu gdy występuje odwrócenie, ponieważ wychwytują zanieczyszczenia na poziomie gruntu zamiast je rozprowadzają z dala.

Zwykle temperatura powietrza spada z szybkością 3,5 ° F na każde 1000 stóp (lub około 6,4 ° C na każdy kilometr) podczas wspinania się do atmosfery. Gdy ten normalny cykl występuje, jest uważany za niestabilną masę powietrza, a powietrze stale przepływa między ciepłymi i chłodnymi obszarami. Powietrze lepiej się miesza i rozprzestrzenia wokół zanieczyszczeń.

Podczas odcinka inwersji temperatura rośnie wraz ze wzrostem wysokości. Ciepła warstwa inwersyjna działa następnie jako czapka i zatrzymuje mieszanie w atmosferze. Dlatego warstwy inwersyjne nazywane są stabilnymi masami powietrza.

Odwrócenie temperatury jest wynikiem innych warunków pogodowych na danym obszarze. Występują najczęściej, gdy ciepła, mniej gęsta masa powietrza porusza się nad gęstą, zimną masą powietrza.

Może się to zdarzyć na przykład, gdy powietrze w pobliżu ziemi szybko traci ciepło w pogodny wieczór. Ziemia szybko się ochładza, a powietrze nad nią zatrzymuje ciepło utrzymywane przez ziemię w ciągu dnia.

Odwrócenie temperatury występuje również w niektórych obszarach przybrzeżnych, ponieważ podniesienie zimnej wody może obniżyć temperaturę powietrza na powierzchni, a masa zimnego powietrza pozostaje poniżej cieplejszych.

Topografia może również odgrywać rolę w tworzeniu odwrócenia temperatury, ponieważ czasami może powodować przepływ zimnego powietrza ze szczytów górskich w dół do dolin. To zimne powietrze przepycha się następnie pod cieplejszym powietrzem unoszącym się z doliny, tworząc inwersję.

Ponadto inwersje mogą powstawać również w obszarach ze znaczną pokrywą śnieżną, ponieważ śnieg na poziomie gruntu jest zimny, a jego biały kolor odzwierciedla prawie całe ciepło. Dlatego powietrze nad śniegiem jest często cieplejsze, ponieważ przechowuje odbitą energię.

Niektóre z najbardziej znaczących konsekwencji odwrócenia temperatury to ekstremalne warunki pogodowe, które mogą czasami stworzyć. Jednym z przykładów jest marznący deszcz.

Zjawisko to rozwija się wraz z inwersją temperatury w zimnym obszarze, ponieważ śnieg topi się podczas przemieszczania się przez ciepłą warstwę inwersji. Następnie opady nadal spadają i przechodzą przez zimną warstwę powietrza w pobliżu ziemi.

Kiedy przechodzi przez końcową masę zimnego powietrza, staje się „superchłodzony” (schłodzony poniżej zera bez stają się stałe.) Schłodzone krople stają się lodem, gdy lądują na przedmiotach takich jak samochody, drzewa i wynik jest marznący deszcz lub burza lodowa.

Intensywny burze z piorunami a tornada są również kojarzone z inwersjami z powodu intensywnej energii uwalnianej po inwersji blokującej normalne wzorce konwekcyjne obszaru.

Chociaż marznący deszcz, burze i tornada są znaczącymi zdarzeniami pogodowymi, jedną z najważniejszych rzeczy, na które wpływa warstwa inwersyjna, jest smog. Jest to brązowo-szara mgła, która obejmuje wiele największych miast na świecie i jest wynikiem kurzu, spalin samochodowych i produkcji przemysłowej.

Warstwa inwersyjna wpływa na smog, ponieważ jest on zasadniczo ograniczony, gdy masa ciepłego powietrza porusza się po danym obszarze. Dzieje się tak, ponieważ cieplejsza warstwa powietrza znajduje się nad miastem i uniemożliwia normalne mieszanie chłodniejszego, gęstszego powietrza.

Zamiast tego powietrze staje się nieruchome i z czasem brak mieszania powoduje uwięzienie zanieczyszczeń w wyniku inwersji, powodując znaczne ilości smogu.

Podczas poważnych inwersji, które trwają przez długi czas, smog może obejmować całe obszary metropolitalne i powodować problemy z oddychaniem mieszkańców.

W grudniu 1952 roku taka inwersja nastąpiła w Londynie. Z powodu chłodnej grudniowej pogody londyńczycy zaczęli spalać więcej węgla, co zwiększyło zanieczyszczenie powietrza w mieście. Ponieważ inwersja była obecna w mieście, zanieczyszczenia te zostały uwięzione i wzrosły w Londynie zanieczyszczenie powietrza. Rezultatem było Wielki Smog z 1952 r obwiniano za to tysiące zgonów.

Podobnie jak Londyn, w Meksyku występują również problemy ze smogiem, które zostały zaostrzone przez obecność warstwy inwersyjnej. To miasto jest niesławne ze względu na niską jakość powietrza, ale warunki te ulegają pogorszeniu, gdy ciepłe subtropikalne systemy wysokociśnieniowe poruszają się po mieście i zatrzymują powietrze w Dolinie Meksyku.

Kiedy te systemy ciśnieniowe uwięzią powietrze w dolinie, zanieczyszczenia są również uwięzione i rozwija się intensywny smog. Od 2000 r. Rząd Meksyku opracował plan mający na celu redukcję ozonu i cząstek stałych uwalnianych do powietrza nad miastem.

Wielki Smog w Londynie i podobne problemy Meksyku to ekstremalne przykłady smogu, na który wpływa obecność warstwy inwersyjnej. Jest to problem na całym świecie, a miasta takie jak Los Angeles, Mumbaj, Santiago i Teheran często doświadczają intensywnego smogu, gdy rozwija się nad nimi warstwa inwersji.

Z tego powodu wiele z tych miast i innych pracuje nad zmniejszeniem zanieczyszczenia powietrza. Aby w pełni wykorzystać te zmiany i zmniejszyć smog w przypadku odwrócenia temperatury, należy najpierw zrozumieć wszystkie aspekty tego zjawiska, co czyni go ważnym składnikiem badań meteorologii, znaczącym podpola wewnątrz geografia.