Temperaturni inverzijski slojevi, koji se nazivaju i termička inverzija ili samo inverzijski slojevi, su područja gdje je to normalno smanjenje temperature zraka s povećanjem nadmorske visine je obrnuto, a zrak iznad zemlje topliji je od zraka ispod njega. Inverzijski slojevi mogu se pojaviti bilo gdje od blizu zemlje do visine do tisuće metara atmosfera.
Inverzijski slojevi značajni su za meteorologiju, jer blokiraju atmosferski protok zbog čega zrak preko područja koje doživljava inverziju postaje stabilan. To može rezultirati različitim vrstama vremenskih obrazaca.
Još je važnije da su područja s velikim zagađenjem sklona nezdravom zraku i povećanju smoga kada je prisutna inverzija zato što one hvataju zagađivače na razini tla, umjesto da ih cirkuliraju daleko.
uzroci
Temperatura zraka obično se smanjuje brzinom od 3,5 ° F na svakih 1000 stopa (ili otprilike 6,4 ° C na svaki kilometar) ako se popnete u atmosferu. Kada je prisutan ovaj normalan ciklus, smatra se nestabilnom zračnom masom, a zrak stalno teče između toplih i hladnih područja. Zrak je bolji za miješanje i širenje zagađivača.
Tijekom epizode inverzije temperature se povećavaju s povećanjem nadmorske visine. Topli inverzijski sloj tada djeluje kao čep i zaustavlja atmosfersko miješanje. Zbog toga se inverzijski slojevi nazivaju stabilnim zračnim masama.
Inverzija temperature rezultat je drugih vremenskih uvjeta u nekom području. Javljaju se najčešće kada topla, manje gusta zračna masa prelazi preko guste, hladne zračne mase.
To se može dogoditi, na primjer, kada zrak u blizini tla brzo gubi toplinu u vedroj noći. Tlo se brzo hladi, dok zrak iznad njega zadržava toplinu koju je tlo zadržavalo tijekom dana.
Temperaturne inverzije se također javljaju u nekim obalnim područjima, jer nanošenje hladne vode može smanjiti temperaturu površinskog zraka, a masa hladnog zraka ostaje ispod toplije.
Topografija također može igrati ulogu u stvaranju temperaturne inverzije, jer ponekad može prouzrokovati hladni zrak s planinskih vrhova dolje u doline. Ovaj hladni zrak tada gura pod topliji zrak koji se diže iz doline, stvarajući inverziju.
Uz to, inverzije se mogu stvoriti i u područjima sa značajnim snježnim pokrivačem jer je snijeg u razini tla hladan, a njegova bijela boja odražava gotovo svu toplinu koja dolazi. Tako je zrak iznad snijega često topliji jer zadržava reflektiranu energiju.
posljedice
Neke od najznačajnijih posljedica temperaturne inverzije su ekstremni vremenski uvjeti koje ponekad mogu stvoriti. Jedan primjer je ledena kiša.
Ovaj se fenomen razvija temperaturnom inverzijom u hladnom području jer se snijeg topi dok se kreće kroz topli inverzijski sloj. Oborine zatim nastavljaju padati i prolaze kroz hladni sloj zraka u blizini zemlje.
Kada se kreće kroz ovu zadnju hladnu zračnu masu, ona postaje "super ohlađena" (hlađena ispod zamrzavanja bez postaju kruti.) Prehlađene kapi tada postaju ledene kada sleću na predmete poput automobila i drveća rezultat je ledena kiša ili ledena oluja.
intenzivan oluje a tornada su također povezana s inverzijama zbog intenzivne energije koja se oslobađa nakon inverzije blokira normalne oblike konvekcije područja.
Smog
Iako su kiša, grmljavina i tornada zamrzavanje značajni vremenski događaji, jedna od najvažnijih stvari na koju utječe inverzijski sloj je smog. Ovo je smeđe-siva izmaglica koja pokriva mnoge najveće svjetske gradove i rezultat je prašine, autopuha i industrijske proizvodnje.
Na dim utječe sloj inverzije, jer je u osnovi zatvoren kada se masa toplog zraka premješta preko nekog područja. To se događa jer topliji sloj zraka sjedi nad nekim gradom i sprječava normalno miješanje hladnijeg i gušćeg zraka.
Zrak umjesto toga postaje miran, a s vremenom, nedostatak miješanja uzrokuje zagađenje pod inverzijom, stvarajući značajne količine smoga.
Tijekom teških inverzija koje traju dugo vremena, smog može pokriti čitava gradska područja i uzrokovati respiratorne probleme stanovnicima.
U prosincu 1952. u Londonu se dogodila takva inverzija. Zbog hladnog prosinačkog vremena, Londončani su počeli sagorijevati više ugljena, što je povećalo zagađenje zraka u gradu. Otkako je prisutna inverzija nad gradom, ti su zagađivači postali zarobljeni i povećali londonske zagađenje zraka. Rezultat je bio Veliki smog 1952 za to su krivili tisuće smrti.
Kao i London, Mexico City je također imao problema sa smogom koji su pogoršani prisutnošću inverzijskog sloja. Ovaj je grad zloglasan zbog svoje loše kvalitete zraka, ali ti se uvjeti pogoršavaju kada topli suptropski sustavi visokog tlaka prelaze gradom i zarobljavaju zrak u Meksičkoj dolini.
Kad ti tlačni sustavi zarobe zrak u dolini, zagađivači se također gube i razvija se intenzivni smog. Od 2000. godine, meksička vlada razvila je plan čiji je cilj smanjenje ozona i čestica koje se ispuštaju u grad iznad grada.
Slični problemi londonskog Velikog smoga i Meksika ekstremni su primjeri pod utjecajem smoga zbog prisutnosti inverzijskog sloja. To je problem u cijelom svijetu, a gradovi poput Los Angelesa, Mumbaja, Santiaga i Teherana često doživljavaju intenzivan smog kad se nad njima razvije sloj inverzije.
Zbog toga mnogi od tih gradova i drugih rade na smanjenju zagađenja zraka. Da biste maksimalno iskoristili ove promjene i smanjili smog u slučaju temperaturne inverzije, važno je prvo razumjeti sve aspekte ovog fenomena, što ga čini važnom sastavnicom proučavanja meteorologije, značajnim potpoljom unutar zemljopis.