Τα αποτελέσματα της αντιστροφής θερμοκρασίας

Τα αποτελέσματα των αντιστροφών θερμοκρασίας στην ατμόσφαιρα κυμαίνονται από ήπια έως ακραία. Οι συνθήκες αντιστροφής μπορεί να προκαλέσουν ενδιαφέροντα καιρικά φαινόμενα όπως ομίχλη ή παγωμένη βροχή ή μπορεί να οδηγήσουν σε θανατηφόρες συγκεντρώσεις νέφους.

Το μεγαλύτερο στρώμα αναστροφής θερμοκρασίας της ατμόσφαιρας σταθεροποιεί την τροπόσφαιρα της Γης.

Κανονικά, η ατμοσφαιρική θερμοκρασία μειώνεται καθώς αυξάνεται το υψόμετρο. Η ενέργεια από τον Ήλιο θερμαίνει την επιφάνεια της Γης και ότι η θερμότητα μεταφέρεται στην ατμόσφαιρα σε επαφή με τη Γη. Η θερμική ενέργεια κινείται προς τα πάνω στη στήλη του αέρα αλλά απλώνεται καθώς το υψόμετρο αυξάνεται και η ατμόσφαιρα αραιώνεται.

Οι μετεωρολόγοι, οι οποίοι είναι επιστήμονες που μελετούν τον καιρό, ορίζουν την αντιστροφή ως «ένα στρώμα της ατμόσφαιρας ποια θερμοκρασία αέρα αυξάνεται με το ύψος. "Αυτό ισχύει είτε στην επιφάνεια είτε σε υψόμετρο πάνω από το επιφάνεια.

Ο ορισμός αναστροφής εξηγεί επίσης ότι όταν η βάση του στρώματος αναστροφής βρίσκεται στην επιφάνεια, η αντιστροφή ονομάζεται αντιστροφή θερμοκρασίας με βάση την επιφάνεια. Όταν η βάση του στρώματος αναστροφής είναι πάνω από την επιφάνεια, το στρώμα αναστροφής ονομάζεται αντιστροφή αυξημένης θερμοκρασίας.

Σε καθαρά ήρεμα πρωινά, η ενέργεια του Ήλιου θερμαίνει σταδιακά την επιφάνεια. Η θερμαινόμενη επιφάνεια θερμαίνει τον αέρα σε άμεση επαφή. Ο θερμότερος, λιγότερο πυκνός αέρας ανεβαίνει και ο πυκνότερος κρύος αέρας βυθίζεται στη θέση του. Ο ψυχρότερος αέρας θερμαίνεται και ανεβαίνει, με τον ψυχρότερο αέρα να βυθίζεται στο έδαφος για να θερμανθεί με τη σειρά. Καθώς ο Ήλιος ανατέλλει, αναπτύσσεται το κυκλικό μοτίβο αέρα που ανεβαίνει και πέφτει που ονομάζεται κυψέλη μεταφοράς.

Καθώς η θερμοκρασία του εδάφους συνεχίζει να αυξάνεται, τα κύτταρα μεταφοράς αυξάνονται υψηλότερα και μπορούν να φτάσουν τα 5.000 ή περισσότερα πόδια μέχρι νωρίς το απόγευμα. Μέχρι αργά το πρωί, η κίνηση του αέρα σε κυψέλες μεταφοράς μπορεί να προκαλέσει σώρευση σύννεφα να σχηματίσουν και να φωτίσουν, γεμάτους άνεμους μεταβλητής ταχύτητας και κατεύθυνσης για να φυσήξουν.

Αργότερα την ημέρα, καθώς η ενέργεια του Ήλιου μειώνεται και η επιφάνεια κρυώνει, τα κυψελωτά κύτταρα γίνονται μικρότερα. Τα σταγονίδια νερού που σχηματίζουν τα σύννεφα εξατμίζονται και τα αεράκια σταδιακά μειώνονται.

Κατά τη διάρκεια της ημέρας, η θερμοκρασία του αέρα είναι η υψηλότερη στην επιφάνεια και μειώνεται με το υψόμετρο. Ωστόσο, μια επιφανειακή αντιστροφή θερμοκρασίας μπορεί να αναπτυχθεί μετά τη δύση του ήλιου, ειδικά εάν ο αέρας είναι ήρεμος, ο ουρανός είναι καθαρός και η νύχτα είναι μεγάλη.

Καθώς ο Ήλιος δύει, η επιφάνεια κρυώνει. Ο αέρας σε επαφή με την επιφάνεια κρυώνει επίσης. Ο αέρας δεν μεταφέρει εύκολα θερμότητα και ο θερμότερος αέρας παραπάνω δεν θερμαίνει τον πιο κρύο αέρα παρακάτω. Χωρίς άνεμο για ανάδευση του αέρα, ο ψυχρότερος αέρας παραμένει στην επιφάνεια.

Χωρίς σύννεφα, η ζεστασιά της επιφάνειας διαφεύγει γρηγορότερα. Όσο μεγαλύτερη είναι η νύχτα, τόσο πιο κρύα γίνεται η επιφάνεια. Εάν η θερμοκρασία της επιφάνειας πέσει κάτω από το σημείο δρόσου (η θερμοκρασία στην οποία πρέπει να ψυχθεί ο αέρας για να φτάσει στον κορεσμό), μπορεί να σχηματιστεί ομίχλη εδάφους.

Καθώς ο επιφανειακός αέρας ψύχεται και ο αέρας πάνω παραμένει θερμότερος, σχηματίζεται αναστροφή θερμοκρασίας με βάση την επιφάνεια. Όσο μεγαλύτερη είναι η διαφορά θερμοκρασίας, τόσο ισχυρότερη είναι η αντιστροφή. Ισχυρότερες επιφανειακές αντιστροφές σχηματίζονται το χειμώνα επειδή οι νύχτες είναι μεγαλύτερες. Εάν οι καιρικές συνθήκες παραμείνουν οι ίδιες, η αντιστροφή θερμοκρασίας με βάση την επιφάνεια διακόπτεται όταν ο Ήλιος ανεβαίνει και θερμαίνει ξανά την επιφάνεια.

Εάν, ωστόσο, ένα σύστημα υψηλής πίεσης κινηθεί, η αντιστροφή μπορεί να παραμείνει στη θέση της για αρκετές ημέρες (και νύχτες). Καθώς το στρώμα του ψυχρότερου αέρα γίνεται πιο παχύ, η αντιστροφή γίνεται ένα ανυψωμένο στρώμα αναστροφής. Ο αέρας που παγιδεύεται κάτω από την αναστροφή περιλαμβάνει την υγρασία, τον καπνό και τους ρύπους που απελευθερώνονται στη μάζα του αέρα. Η ποιότητα του αέρα κάτω από ένα στρώμα αναστροφής επιδεινώνεται καθώς συσσωρεύονται οι ρύποι.

Καθώς ο καπνός και τα χημικά αναμιγνύονται με υδρατμούς, σχηματίζεται αιθαλομίχλη. Η ομίχλη από την αιθαλομίχλη μειώνει την ενέργεια του Ήλιου και το έδαφος δεν κερδίζει τόση ενέργεια. Η επιφάνεια και η μάζα αέρα μεταξύ της επιφάνειας και του στρώματος αναστροφής παραμένουν κρύα και μπορεί να γίνουν ακόμη πιο κρύα.

Ένας φαύλος κύκλος μπορεί να αναπτυχθεί καθώς οι άνθρωποι χρησιμοποιούν περισσότερη θερμότητα, είτε από τζάκια είτε από μονάδες παραγωγής καυσίμων με ορυκτά καύσιμα, απελευθερώνοντας περισσότερο καπνό και χημικές ουσίες στην παγιδευμένη μάζα ψυχρού αέρα και αυξάνοντας την ομίχλη νέφους που μειώνει τον ήλιο ενέργεια. Σοβαρά γεγονότα αιθαλομίχλης το 1948 στη Ντόνορα της Πενσυλβανίας (ΗΠΑ) και το 1952 στο Λονδίνο της Αγγλίας, προήλθαν από υψηλά επίπεδα αντιστροφής θερμοκρασίας.

Όταν το στρώμα αναστροφής της αυξημένης θερμοκρασίας είναι πάνω από τη θερμοκρασία κατάψυξης και η υποκείμενη θερμοκρασία του κρύου αέρα είναι στην ή κάτω από τη θερμοκρασία κατάψυξης, συμβαίνει βροχή κατάψυξης.

Η βροχή πέφτει ως υγρό μέσω της σχετικά θερμότερης μάζας αέρα του στρώματος αναστροφής. Όταν η υγρή βροχή εισέρχεται στην ψυχρότερη μάζα αέρα κάτω από το στρώμα αναστροφής, οι σταγόνες βροχής παγώνουν για να σχηματίσουν παγωμένη βροχή.

Τοπογραφία διαδραματίζει σημαντικό ρόλο στην ανάπτυξη και συγκράτηση των στρωμάτων αναστροφής στη θέση του. Κρύος αέρας από νεροχύτες και πισίνες υψηλότερου υψομέτρου σε κοιλάδες και χαμηλές περιοχές όπως οι ακτές.

Ο κρύος αέρας κρύει την επιφάνεια και διαχωρίζει την επιφάνεια από τον θερμότερο αέρα. Γύρω από κορυφογραμμές και λόφους προστατεύουν κοιλάδες από ανέμους που θα μπορούσαν να αναμίξουν τις μάζες του αέρα και να διαταράξουν το μοτίβο αναστροφής.

Τα καιρικά φαινόμενα εμφανίζονται στο κάτω στρώμα της ατμόσφαιρας, στην τροπόσφαιρα. Πάνω από την τροπόσφαιρα βρίσκεται η στρατόσφαιρα. Στην στρατόσφαιρα, η ενέργεια του Ήλιου αντιδρά με την ατμόσφαιρα για να σχηματίσει ένα παγκόσμιο στρώμα όζοντος.

Αυτό το στρώμα του όζοντος απορροφά μέρος της ενέργειας του Ήλιου με αποτέλεσμα ένα παγκόσμιο ανυψωμένο στρώμα αναστροφής πάνω από την τροπόσφαιρα. Αυτό το στρώμα αναστροφής βοηθά στη συγκράτηση της ζεστασιάς της επιφάνειας της Γης στην τροπόσφαιρα.