W troposferze temperatura spada wraz ze wzrostem wysokości. Dlatego bardziej normalne jest, że na obszarach górskich jest chłodniej niż na poziomie morza. Istnieją jednak pewne zjawiska atmosferyczne, które powodują zmianę tego gradientu, która powoduje jego odwrócenie. Jest znany jako termiczna inwersja. Jest to proces, w którym temperatura rośnie.
W tym artykule pokażemy, czym jest inwersja termiczna, skąd się bierze i jaki ma związek z zanieczyszczeniem powietrza.
Co to jest inwersja termiczna
Jest to proces, w którym temperatura zwiększa wysokość. Oznacza to, że znajdujemy się w najniższych obszarach miasta, na przykład na poziomie morza niższe temperatury niż podczas wspinaczki na górę. Jest to przeciwieństwo tego, co zwykle się dzieje.
Ta inwersja termiczna wynika z pewnych szczególnych sytuacji, w których warstwy zimnego powietrza opadają i pozostają stabilne. Przypomnijmy sobie kilka podstawowych pojęć dotyczących dynamiki atmosfery. Kiedy występują antycyklony, powietrze schodzi z wyższych warstw, a podczas burz odwrotnie. Wspinaj się na wyższe warstwy. Odwrócenie termiczne zachodzi w warunkach antycyklonowych i przy dużej stabilności atmosferycznej.
W inwersji termicznej możemy zobaczyć, jak zimne powietrze z górnych warstw opada do niższych warstw blisko powierzchni ziemi. Ten ruch zimnego powietrza w dół jest znany jako osiadanie. Podczas tego zejścia powietrze jest coraz bardziej sprężane, zwiększając ciśnienie i temperaturę. Ponadto traci wilgoć, więc nie ma chmur. Widzimy, jak osiągając powierzchnię, rozszerza się i odchyla. Dzięki temu rozprowadza się po całej powierzchni, tworząc warstwy stabilności.
Jak powstaje inwersja
Ruchy mas powietrza w górę w wyniku globalnego ocieplenia są hamowane, a wraz z nim możliwość niestabilności. Brak tych ruchów powietrza zapobiega mieszaniu się mas powietrza o różnych temperaturach. Kiedy nadchodzi noc, ziemia bardzo szybko traci temperaturę, jaką osiągnęła w ciągu dnia, dzięki promieniowaniu słonecznemu. Ciepło to jest przekazywane do powietrza stykającego się z ziemią. Zimne powietrze jest znacznie cięższe i osadza się na dnie dolin, dlatego w godzinach porannych temperatury są niższe.
Należy pamiętać, że w takich sytuacjach inwersji termicznej powietrze schodzi z wyższych warstw i nagrzewa się tak, aby ciepłe powietrze pozostawało nad zimnym. Powoduje to powstanie zatyczki lub wieczka. Ponieważ ruch powietrza w górę jest całkowicie zahamowany, ponieważ ze względu na dużą stabilność nie ma wiatrów, te masy o różnych właściwościach nie mieszają się, a zatem występuje zjawisko inwersji termicznej.
Najbardziej normalne jest to, że temperatura atmosfery spada wraz z wysokością, ale w tym przypadku mamy do czynienia z inwersją termiczną.
Dlaczego tak się dzieje
Aby nastąpiła inwersja termiczna, muszą wystąpić różne sytuacje. W nocy powierzchnia ziemi szybko się ochładza, tracąc całe ciepło, które nagromadziło się w ciągu dnia. Ta warstwa powietrza ma niższą temperaturę niż bezpośrednio wyższa. Oznacza to, że powietrze ma różną gęstość, co zapobiega ich mieszaniu. Gdy słońce pojawia się ponownie, zaczyna korygować inwersję termiczną i pachnie, aby ogrzać powierzchnię ziemi, przywracając normalne warunki.
Zjawisko to występuje w większym stopniu na obszarach dolin, ponieważ chłodzenie przez napromieniowanie jest większe. Jeśli istnieje duży kontrast między temperaturami dziennymi i nocnymi, bardziej prawdopodobne jest wystąpienie inwersji termicznej. Gdy występuje inwersja termiczna, jest ona łatwo rozpoznawalna. Wynika to z faktu, że mgła lub dym koncentrują się w pobliżu powierzchni ziemi. i rozciąga się poziomo. Występuje częściej na obszarach morskich iw dolinach. Zwykle występuje na obszarach, na których ze względu na swoją morfologię normalna cyrkulacja powietrza jest utrudniona.
Jak inwersja wpływa na zanieczyszczenie
Wspomnieliśmy, że podczas procesu inwersji termicznej na powierzchni Ziemi powstaje warstwa stabilności atmosferycznej. Ta warstwa składa się z chłodniejszego powietrza, które jest gęstsze i pozostaje w dolnej warstwie. Uniemożliwia to mieszanie dwóch warstw powietrza o różnej gęstości przy różnych temperaturach. Dlatego łatwo jest wywnioskować, że jednym z głównych skutków, jakie może powodować inwersja termiczna, jest to zanieczyszczenia są uwięzione na powierzchni ziemi bez możliwości przedostania się do atmosfery.
Zwykle powietrze ma tendencję do unoszenia się i pozwala nam rozproszyć zanieczyszczenia atmosferyczne z niższych obszarów. Jednak w przypadku inwersji termicznej warstwa o wyższej temperaturze działa jak osłona dla zimniejszego powietrza, które styka się z powierzchnią gleby. To tutaj gromadzi się duże ilości zanieczyszczeń. Jedną z bezpośrednich konsekwencji jest smog. Ta warstwa zanieczyszczeń jest widoczna z odległości kilku kilometrów i często prowadzi do spadku jakości powietrza.
Konsekwencje tego zjawiska dla zdrowia człowieka przekładają się na wzrost liczby konsultacji lekarskich z powodu problemów oddechowych i sercowo-naczyniowych. Należy wziąć pod uwagę, że oddychanie zanieczyszczonym powietrzem jest szczególnie niebezpieczne dla grup ryzyka, takich jak osoby chore, osoby starsze lub dzieci. Chodzi o to, że poziomy dwutlenku azotu i dwutlenku siarki są magazynowane podczas okresów inwersji termicznej. Ponadto cząsteczki o wielkości 10 i 2.5 mikrona są skoncentrowane i przenikają do pęcherzyków płucnych.
Mam nadzieję, że dzięki tym informacjom dowiesz się więcej o zjawisku inwersji termicznej.