Lämpötilan vaihteluilla on suuri vaikutus ilmansaasteisiin. Olipa kyseessä savun peitto kaupungin päällä tai jääpalojen sulaminen otsonikerroksen heikentymisen takia, ilmakehän lämpötilan vaihtelut ovat monimutkaisia. Ne vaikuttavat ilman pilaantumisen vaikutusten laajuuteen ja voimakkuuteen väliaikaisesti, paikallisesti sekä pitkällä aikavälillä ja maailmanlaajuisesti.
TL; DR (liian pitkä; Ei lukenut)
Pysyvät lämpötilan vaihtelut vaikuttavat ilman epäpuhtauksiin pitkällä aikavälillä. Pinnan inversiot vaikuttavat lyhytaikaiseen, paikalliseen pilaantumiseen. Nämä inversiot vangitsevat epäpuhtaudet antaen pitoisuuden kasvaa.
Lämpötilan kääntämisen perusteet
Useimmissa olosuhteissa ilmakehän lämpötila laskee korkeuden mukaan, mikä tarkoittaa, että se kylmyy, mitä korkeammalle mennä. Lämpötilan inversio tapahtuu kuitenkin, kun ilmakehä todella lämpenee korkeuden kasvaessa. Tämä tapahtuu tyypillisesti ilmakehän määritellyssä kerroksessa. Lämpötilan muutoksilla, kun niitä esiintyy, on merkittävä vaikutus ilmansaasteisiin ja ilmanlaatuun. On olemassa kahdenlaisia inversioita - pysyviä ja pintaisia - ja kukin vastaa erilaista vaikutusta.
Pysyvät inversiot
Pysyviä lämpötilan muutoksia tapahtuu korkealla planeetan pinnan yläpuolella. Ilman pilaantumisen kannalta tärkein näistä on stratosfääri. Tämä ilmakerros ulottuu keskimäärin seitsemästä mailista 31 mailiin maanpinnan yläpuolelle. Stratosfääri istuu troposfäärin päällä, joka on ilmakehän alin kerros ja asuu suurin osa kaikesta säästä. Stratosfäärin lämpötilan inversio vaikuttaa maailmanlaajuiseen, pitkäaikaiseen ilmansaasteeseen.
Pinta-inversiot
Pintalämpötilan inversiot tapahtuvat suoraan maan pinnan yläpuolella, troposfäärin alaosassa. Ne laukaistavat usein pinnan nopean jäähdytyksen, joka johtuu säteilyenergian vapautumisesta yön yli. Nämä inversiot ovat yleisiä myös talvikuukausina, jolloin yöt ovat pitkiä ja aurinko, matalalla horisontissa, lämmittää ilmakehää enemmän kuin planeetan pinta. Pinnan inversiot vaikuttavat paikalliseen, lyhytaikaiseen ilmansaasteeseen.
Ilmakehän vaikutukset
Lämpötilan inversiot vaikuttavat ilman pilaantumiseen, koska ne muuttavat ilman liikkumisen dynamiikkaa. Lämmin ilma nousee ilmakehään, koska se on vähemmän tiheää ja siten kelluvampaa kuin sen yläpuolella oleva viileämpi ilma. Tämä taipumus nousta luo ukkosmyrskyissä havaitun vertikaalisen kehityksen. Lämpötilan inversio estää kuitenkin tämän pystysuoran liikkeen, joka tunnetaan myös konvektiona. Toisin sanoen inversiot toimivat kuten ilmakehän kansi tai huopa. Tämä tukahduttava vaikutus vangitsee ilman epäpuhtaudet ja antaa niiden pitoisuuksien kasvaa.
Ilman pilaantumisen vaikutukset
Pinta-inversiot ovat vastuussa smogin tuottamisesta, ajoneuvojen, tulipalojen ja teollisuuden aiheuttamien epäpuhtauksien pidättämisestä. Lisäksi näissä loukkuun jääneissä epäpuhtauksissa olevat hiilivedyt ja typpioksidit muuttuvat auringonvalossa haitalliseksi otsoniksi, mikä heikentää ilman laatua. Stratosfäärin inversio vangitsee epäpuhtaudet vakaaseen kerrokseen, mikä tapahtuu tyypillisesti, kun tulivuorenpurkaukset ruiskuttavat kasvihuonekaasuja korkealle ilmakehään. Ilman konvektiolla aikaansaatavaa vertikaalista sekoittumista nämä kaasut pysyvät suspendoituneena inversiokerrokseen ja johtavat pitkäaikaiseen vaikutukseen globaaliin ilmastoon.
