Učinci inverzije temperature

Učinci temperaturnih inverzija u atmosferi kreću se od blagih do ekstremnih. Uvjeti inverzije mogu uzrokovati zanimljive vremenske obrasce poput magle ili ledene kiše ili mogu rezultirati smrtonosnom koncentracijom smoga.

Najveći temperaturni inverzijski sloj u atmosferi stabilizira Zemljinu troposferu.

Normalno, atmosferska temperatura opada s porastom nadmorske visine. Energija sa Sunca zagrijava površinu Zemlje i ta toplina prelazi u atmosferu u kontaktu sa Zemljom. Toplinska energija kreće se prema gore u zračnom stupcu, ali se širi kako se nadmorska visina povećava, a atmosfera razrjeđuje.

Meteorolozi, koji su znanstvenici koji proučavaju vrijeme, inverziju definiraju kao "sloj atmosfere u koja temperatura zraka raste s visinom. "To vrijedi bilo na površini ili povišeno iznad površinski.

Definicija inverzije također objašnjava da kada se osnova inverzijskog sloja nalazi na površini, inverzija se naziva površinska temperaturna inverzija. Kada je osnova inverzijskog sloja iznad površine, inverzijski sloj naziva se inverzija povišene temperature.

U vedra mirna jutra, sunčeva energija postupno zagrijava površinu. Zagrijana površina zagrijava zrak u izravnom dodiru. Diže se topliji, manje gusti zrak i gušći hladni zrak tone na njegovo mjesto. Hladniji zrak zagrijava se i podiže, a hladniji zrak spušta se na zemlju da bi se zauzvrat zagrijavao. Kako Sunce izlazi, razvija se ciklički obrazac uspona i pada koji se naziva konvekcijske stanice.

Kako se temperatura tla nastavlja povećavati, stanice konvekcije rastu sve više i do ranih popodnevnih sati mogu doseći 5000 ili više stopa. Do kasnog jutra kretanje zraka u konvekcijskim stanicama može uzrokovati kumulus oblaci da se formiraju i pušu zapuhani vjetrovi promjenjive brzine i smjera.

Kasnije tijekom dana, kako se Sunčeva energija smanjuje, a površina hladi, stanice konvekcije postaju sve manje. Kapljice vode koje tvore oblake isparavaju, a vjetrovi postupno opadaju.

Tijekom dana temperatura zraka je najviša na površini i opada s visinom. Međutim, površinska temperaturna inverzija može se razviti nakon zalaska Sunca, posebno ako je zrak miran, nebo vedro i noć duga.

Kako Sunce zalazi, površina se hladi. Zrak u dodiru s površinom također se hladi. Zrak ne prenosi lako toplinu, a topliji zrak gore ne zagrijava hladniji zrak dolje. Bez vjetra koji miješa zrak, hladniji zrak ostaje na površini.

Bez oblaka površinska toplina brže bježi. Što je noć duža, površina postaje hladnija. Ako se površinska temperatura spusti ispod točke rosišta (temperature do koje se zrak mora ohladiti da postigne zasićenje), može se stvoriti prizemna magla.

Kako se površinski zrak hladi, a zrak iznad ostaje topliji, stvara se površinska temperaturna inverzija. Što je razlika u temperaturi veća, inverzija je jača. Zimi nastaju jače površinske inverzije jer su noći duže. Ako vremenski uvjeti ostanu isti, inverzija temperature na površini se slomi kad Sunce izađe i ponovno zagrije površinu.

Ako se, pak, useli visokotlačni sustav, inverzija može ostati na mjestu nekoliko dana (i noći). Kako sloj hladnijeg zraka postaje sve deblji, inverzija postaje povišeni inverzijski sloj. Zrak zarobljen pod inverzijom uključuje vlagu, dim i onečišćujuće tvari ispuštene u zračnu masu. Kvaliteta zraka pod inverzijskim slojem pogoršava se akumuliranjem onečišćujućih tvari.

Kako se dim i kemikalije miješaju s vodenom parom, stvara se smog. Izmaglica iz smoga smanjuje sunčevu energiju i tlo ne dobiva toliko energije. Površina i zračna masa između površine i inverzijskog sloja ostaju hladni i mogu postati još hladniji.

Začarani krug može se razviti kako ljudi koriste više topline, bilo iz kamina ili elektrana na fosilna goriva, ispuštajući više dima i kemikalija u zarobljenu hladnu zračnu masu i povećavajući maglu smoga koja smanjuje Sunčevu energije. Teški događaji smoga 1948. u Donori u Pensilvaniji (SAD) i 1952. u Londonu u Engleskoj rezultat su inverzijskih slojeva povišene temperature.

Kada je inverzijski sloj povišene temperature iznad temperature smrzavanja, a osnovna temperatura hladnog zraka je na ili ispod temperature smrzavanja, javlja se ledena kiša.

Kiša pada kao tekućina kroz relativno topliju zračnu masu inverzijskog sloja. Kad tekuća kiša uđe u hladniju zračnu masu ispod inverzijskog sloja, kišne kapi lede se stvarajući ledenu kišu.

Topografija igra važnu ulogu u razvoju i zadržavanju inverzijskih slojeva na mjestu. Hladni zrak iz ponora i viših bazena u dolinama i nižim područjima poput obalnih linija.

Hladan zrak hladi površinu i odvaja je od toplijeg zraka. Okolni grebeni i brda štite doline od vjetrova koji bi mogli miješati zračne mase i poremetiti obrazac inverzije.

Vremenski obrasci javljaju se u donjem sloju atmosfere, troposferi. Iznad troposfere leži stratosfera. U stratosferi sunčeva energija reagira s atmosferom stvarajući globalni ozonski omotač.

Ovaj ozonski sloj apsorbira dio Sunčeve energije što rezultira globalno povišenim inverzijskim slojem iznad troposfere. Ovaj inverzijski sloj pomaže zadržati površinsku toplinu Zemlje u troposferi.