Šiluminė inversija

Jo poveikis mikroklimatui ir smogui

Migla virš Sidnėjaus, Australija.

Johnas Pryke'as / Getty Images

Temperatūros inversijos sluoksniai, dar vadinami šiluminėmis inversijomis arba tiesiog inversiniais sluoksniais, yra sritys, kuriose įprastas oro temperatūros mažėjimas didėjant aukščiui yra atvirkštinis ir oras virš žemės yra šiltesnis už orą po juo. Inversiniai sluoksniai gali atsirasti bet kur nuo arti žemės iki tūkstančių pėdų atmosfera .

Inversijos sluoksniai yra svarbūs meteorologijai, nes jie blokuoja atmosferos srautą, dėl kurio oras toje srityje, kurioje vyksta inversija, tampa stabilus. Dėl to gali atsirasti įvairių oro sąlygų.

Tačiau dar svarbiau yra tai, kad didelės užterštos vietovės yra linkusios į nesveiką orą ir padidėjusį smogą, kai vyksta inversija, nes jos sulaiko teršalus žemės lygyje, o ne cirkuliuoja.

Priežastys

Paprastai oro temperatūra nukrenta 3,5 °F kas 1000 pėdų (arba maždaug 6,4 °C kiekvienam kilometrui), kurį įkopiate į atmosferą. Kai vyksta šis normalus ciklas, tai laikoma nestabilia oro mase, o oras nuolat teka tarp šiltos ir vėsios zonos. Oras geriau gali maišytis ir pasklisti aplink teršalus.

Inversijos epizodo metu temperatūra didėja didėjant aukščiui. Tada šiltas inversinis sluoksnis veikia kaip dangtelis ir sustabdo atmosferos maišymąsi. Štai kodėl inversiniai sluoksniai vadinami stabiliomis oro masėmis.

Temperatūros inversijos yra kitų oro sąlygų rajone rezultatas. Dažniausiai jie atsiranda, kai šilta, ne tokia tanki oro masė juda virš tankios, šaltos oro masės.

Taip gali nutikti, pavyzdžiui, kai giedrą naktį šalia žemės esantis oras greitai praranda šilumą. Žemė greitai atšąla, o virš jos esantis oras išlaiko šilumą, kurią žemė laikė dieną.

Temperatūros inversijos vyksta ir kai kuriose pajūrio zonose, nes pakilus šaltam vandeniui gali sumažėti paviršiaus oro temperatūra, o šalta oro masė lieka po šiltesnėmis.

Topografija taip pat gali turėti įtakos kuriant temperatūros inversiją, nes kartais šaltas oras gali tekėti iš kalnų viršūnių žemyn į slėnius. Tada šis šaltas oras stumiasi po šiltesniu oru, kylančiu iš slėnio, sukurdamas inversiją.

Be to, inversijos taip pat gali susidaryti vietovėse, kuriose yra didelė sniego danga, nes sniegas ant žemės yra šaltas, o jo balta spalva atspindi beveik visą įeinančią šilumą. Taigi oras virš sniego dažnai būna šiltesnis, nes sulaiko atspindėtą energiją.

Pasekmės

Kai kurios iš svarbiausių temperatūros inversijų pasekmių yra ekstremalios oro sąlygos, kurias kartais gali sukelti. Vienas iš pavyzdžių – šaltas lietus.

Šis reiškinys vystosi esant temperatūros inversijai šaltoje vietoje, nes sniegas tirpsta, kai juda per šiltą inversijos sluoksnį. Tada krituliai toliau krinta ir praeina per šaltą oro sluoksnį šalia žemės.

Kai jis juda per šią galutinę šalto oro masę, jis tampa „labai vėsinamas“ (atšaldomas žemiau užšalimo, netapdamas kietas). Tada peršalę lašai tampa ledu, kai patenka ant tokių daiktų kaip automobiliai ir medžiai. šaltas lietus arba ledo audra.

Intensyvus perkūnija o tornadai taip pat yra susiję su inversijomis, nes intensyvi energija, išsiskirianti po to, kai inversija blokuoja normalius konvekcijos modelius srityje.

Smogas

Nors šaltas lietus, perkūnija ir tornadai yra reikšmingi oro reiškiniai, vienas iš svarbiausių dalykų, kuriuos veikia inversinis sluoksnis, yra smogas. Tai rusvai pilka migla, dengianti daugelį didžiausių pasaulio miestų ir atsirandanti dėl dulkių, automobilių išmetamųjų dujų ir pramoninės gamybos.

Smogą veikia inversinis sluoksnis, nes jis iš esmės yra uždengtas, kai šilto oro masė juda tam tikru plotu. Taip atsitinka todėl, kad šiltesnis oro sluoksnis yra virš miesto ir neleidžia normaliai susimaišyti vėsesniam, tankesniam orui.

Vietoj to oras tampa ramus, o laikui bėgant dėl ​​maišymosi trūkumo teršalai įstringa po inversijos, todėl susidaro didelis smogo kiekis.

Esant stiprioms inversijoms, kurios trunka ilgą laiką, smogas gali apimti ištisas didmiesčių zonas ir sukelti kvėpavimo sutrikimus gyventojams.

1952 m. gruodį toks inversija įvyko Londone. Dėl šalto gruodžio mėnesio londoniečiai pradėjo deginti daugiau anglies, o tai padidino oro taršą mieste. Kadangi inversija buvo virš miesto, šie teršalai įstrigo ir padidino Londono oro taršą. Rezultatas buvo Didysis smogas 1952 m tai buvo kaltinama dėl tūkstančių mirčių.

Kaip ir Londonas, Meksikas taip pat patyrė smogo problemų, kurias pablogino inversinis sluoksnis. Šis miestas liūdnai pagarsėjo prasta oro kokybe, tačiau šios sąlygos pablogėja, kai šiltos subtropinės aukšto slėgio sistemos juda virš miesto ir sulaiko orą Meksikos slėnyje.

Kai šios slėgio sistemos sulaiko slėnio orą, teršalai taip pat sulaikomi ir susidaro intensyvus smogas. Nuo 2000 m. Meksikos vyriausybė parengė planą, kuriuo siekiama sumažinti ozoną ir kietąsias daleles, patenkančias į orą virš miesto.

Londono Didysis smogas ir panašios Meksikos problemos yra ekstremalūs pavyzdžiai, kai smogą veikia inversinis sluoksnis. Tačiau tai yra problema visame pasaulyje, o tokie miestai kaip Los Andželas, Mumbajus, Santjagas ir Teheranas dažnai patiria intensyvų smogą, kai virš jų susidaro inversinis sluoksnis.

Dėl šios priežasties daugelis šių miestų ir kitų stengiasi sumažinti oro taršą. Norint išnaudoti visas šių pokyčių galimybes ir sumažinti smogą esant temperatūros inversijai, svarbu iš pradžių suprasti visus šio reiškinio aspektus, todėl tai yra svarbi meteorologijos, svarbios geografijos poskyrio, tyrimo dalis.