Straturile de inversare a temperaturii, denumite și inversiuni termice sau doar straturi de inversare, sunt zone în care este normal scăderea temperaturii aerului odată cu creșterea altitudinii este inversată, iar aerul de deasupra solului este mai cald decât aerul sub acesta. Straturile de inversare pot apărea oriunde de la nivelul pământului până la mii de metri în interior atmosfera.
Straturile de inversiune sunt semnificative pentru meteorologie, deoarece blochează fluxul atmosferic, ceea ce face ca aerul dintr-o zonă care se confruntă cu o inversare să devină stabil. Acest lucru poate duce apoi la diferite tipuri de modele meteorologice.
Mai important, însă, zonele cu poluare intensă sunt predispuse la aerul nesănătos și la creșterea smogului când este prezentă o inversare, deoarece prind poluanții la nivelul solului în loc să-i circule departe.
cauze
În mod normal, temperatura aerului scade cu o viteză de 3,5 ° F pentru fiecare 1.000 de metri (sau aproximativ 6,4 ° C pentru fiecare kilometru) pe care îl urci în atmosferă. Când acest ciclu normal este prezent, este considerat o masă de aer instabilă, iar aerul curge constant între zonele calde și cele reci. Aerul este mai capabil să se amestece și să se răspândească în jurul poluanților.
În timpul unui episod de inversare, temperaturile cresc odată cu creșterea altitudinii. Stratul cald de inversare acționează apoi ca un capac și oprește amestecarea atmosferică. Acesta este motivul pentru care straturile de inversare sunt numite mase stabile de aer.
Inversările de temperatură sunt rezultatul altor condiții meteorologice dintr-o zonă. Ele apar cel mai des atunci când o masă de aer caldă, mai puțin densă, se deplasează peste o masă de aer densă și mai densă.
Acest lucru se poate întâmpla, de exemplu, când aerul de lângă sol își pierde rapid căldura într-o noapte senină. Pământul se răcește rapid, în timp ce aerul de deasupra păstrează căldura pe care terenul o ținea în timpul zilei.
Inversările de temperatură apar și în unele zone de coastă, deoarece creșterea apei reci poate scădea temperatura aerului de suprafață și masa de aer rece rămâne sub cele mai calde.
Topografia poate juca, de asemenea, un rol în crearea unei inversări a temperaturii, deoarece poate provoca uneori să curgă aer rece de pe vârfurile de munte în văi. Acest aer rece se împinge apoi sub aerul mai cald care se ridică din vale, creând inversiunea.
În plus, inversările se pot forma și în zonele cu acoperire semnificativă de zăpadă, deoarece zăpada de la nivelul solului este rece, iar culoarea albă reflectă aproape toată căldura care intră. Astfel, aerul de deasupra zăpezii este adesea mai cald deoarece deține energia reflectată.
Consecințe
Unele dintre cele mai semnificative consecințe ale inversărilor de temperatură sunt condițiile meteorologice extreme pe care le pot crea uneori. Un exemplu este ploaia înghețată.
Acest fenomen se dezvoltă cu o inversare a temperaturii într-o zonă rece, deoarece zăpada se topește pe măsură ce trece prin stratul de inversare cald. Apoi, precipitațiile continuă să scadă și trec prin stratul rece de aer de lângă sol.
Când trece prin această masă finală de aer rece devine „super-răcită” (răcită sub îngheț fără devenind solide.) Picăturile suprapuse devin gheață atunci când aterizează pe elemente precum mașinile și copacii și rezultatul este ploaie inghetata sau o furtună de gheață.
Intens furtuni iar tornadele sunt, de asemenea, asociate cu inversiuni din cauza energiei intense care este eliberată după o inversare blochează modelele normale de convecție ale unei zone.
ceață și fum
Deși ploaia înghețată, furtunile și tornadele sunt evenimente meteorologice semnificative, unul dintre cele mai importante lucruri afectate de un strat de inversiune este smogul. Aceasta este ceața cenușie-cenușie care acoperă multe dintre cele mai mari orașe ale lumii și este rezultatul prafului, evacuării auto și a producției industriale.
Smogul este afectat de stratul de inversare, deoarece este, în esență, plafonat atunci când masa de aer cald se deplasează într-o zonă. Acest lucru se întâmplă deoarece stratul de aer mai cald se așează peste un oraș și împiedică amestecarea normală a aerului mai rece și mai dens.
În schimb, aerul devine nemișcat și, în timp, lipsa amestecării determină ca poluanții să fie prinși sub inversiune, dezvoltând cantități semnificative de smog.
În timpul inversiunilor severe care durează pe perioade lungi, ceață și fum poate acoperi zonele metropolitane întregi și poate provoca probleme respiratorii pentru locuitori.
În decembrie 1952, o astfel de inversare a avut loc la Londra. Din cauza vremii reci din decembrie, londonezii au început să ardă mai mult cărbune, ceea ce a crescut poluarea aerului în oraș. Deoarece inversiunea a fost prezentă asupra orașului, acești poluanți au rămas prinși și au crescut nivelul Londrei poluarea aerului. Rezultatul a fost Smog mare din 1952 asta a fost învinuit pentru mii de morți.
Ca și Londra, Mexico City a întâmpinat și probleme cu smogul care au fost exacerbate de prezența unui strat de inversare. Acest oraș este infam pentru calitatea sa slabă a aerului, dar aceste condiții se agravează atunci când sistemele subtropicale calde de înaltă presiune se deplasează peste oraș și captează aerul din Valea Mexicului.
Când aceste sisteme de presiune captează aerul văii, poluanții sunt, de asemenea, prinși și se dezvoltă un smog intens. Din 2000, guvernul Mexic a elaborat un plan care vizează reducerea ozonului și a particulelor eliberate în aer peste oraș.
Problemele similare ale Marii Smog din Londra și Mexic sunt exemple extreme de smog care sunt afectate de prezența unui strat de inversare. Aceasta este o problemă în întreaga lume, însă orașe precum Los Angeles, Mumbai, Santiago și Teheran se confruntă frecvent cu smog intens atunci când un strat de inversare se dezvoltă asupra lor.
Din această cauză, multe dintre aceste orașe și altele lucrează pentru a reduce poluarea aerului. Pentru a profita la maximum de aceste schimbări și pentru a reduce smogul în prezența unei inversări a temperaturii, este important să înțelegem mai întâi toate aspectele acestui fenomen, ceea ce îl face o componentă importantă a studiului meteorologiei, un subcamp semnificativ în interior geografie.