Temperatūros inversijos poveikis atmosferoje svyruoja nuo lengvo iki ekstremalaus. Dėl inversijos sąlygų gali atsirasti įdomių oro sąlygų, tokių kaip rūkas ar stingdantis lietus, arba gali sukelti mirtiną smogo koncentraciją.
Didžiausias atmosferos temperatūros inversijos sluoksnis stabilizuoja Žemės troposferą.
Kas yra temperatūros inversija?
Paprastai atmosferos temperatūra mažėja didėjant aukščiui. Saulės energija šildo Žemės paviršių ir ta šiluma perduodama į atmosferą, kontaktuodama su Žeme. Šilumos energija oro kolonoje juda aukštyn, bet plinta didėjant aukščiui ir retėjant atmosferai.
Meteorologai, mokslininkai, tyrinėjantys orą, inversiją apibrėžia kaip „atmosferos sluoksnį kurios oro temperatūra didėja aukštyje. "Tai teisinga tiek paviršiuje, tiek pakilusi virš paviršius.
Inversijos apibrėžimas taip pat paaiškina, kad kai inversijos sluoksnio pagrindas yra ant paviršiaus, inversija vadinama paviršiaus pagrindu sukurta temperatūros inversija. Kai inversijos sluoksnio pagrindas yra virš paviršiaus, inversijos sluoksnis vadinamas padidintos temperatūros inversija.
Konvekcinių ląstelių cirkuliacija
Giedrais ramiais rytais Saulės energija pamažu šildo paviršių. Pašildytas paviršius šildo orą, tiesiogiai besiliečiantį. Šiltesnis, ne toks tankus oras kyla ir tankesnis šaltas oras nugrimzta į jo vietą. Šaltesnis oras sušyla ir pakyla, o vėsesnis oras nugrimzta į žemę, kad būtų paeiliui šildomas. Saulei kylant išsivysto ciklinis kylančio ir krentančio oro modelis, vadinamas konvekcinėmis ląstelėmis.
Kai žemės temperatūra toliau didėja, konvekcinės ląstelės pakyla aukščiau ir iki ankstyvos popietės gali pasiekti 5000 ar daugiau pėdų. Vėlyvą rytą dėl oro judėjimo konvekcinėse ląstelėse gali atsirasti gumbų debesys susidaryti ir pūsti silpni, įvairaus greičio ir krypties vėjai.
Vėliau dieną, kai Saulės energija mažėja ir paviršius atvės, konvekcinės ląstelės tampa mažesnės. Debesis formuojantys vandens lašeliai išgaruoja, o vėjeliai palaipsniui mažėja.
Visą dieną oro temperatūra yra aukščiausia paviršiuje ir mažėja aukštyje. Tačiau saulei tekant gali atsirasti paviršiaus temperatūros inversija, ypač jei oras ramus, dangus giedras, o naktis ilga.
Naktiniai inversijos sluoksniai
Saulei leidžiantis, paviršius atvėsta. Atvėssta ir orą, besiliečiantį su paviršiumi. Oras lengvai neperduoda šilumos, o šilčiau esantis oras nešildo žemiau esančio šaltesnio oro. Be vėjo, kad maišytų orą, šaltesnis oras lieka ant paviršiaus.
Be debesų paviršiaus šiluma išbėga greičiau. Kuo naktis ilgesnė, tuo paviršius tampa šaltesnis. Jei paviršiaus temperatūra nukrenta žemiau rasos taško (temperatūra, iki kurios oras turi būti atvėsintas, kad būtų prisotintas), gali susidaryti žemės rūkas.
Kai paviršiaus oras vėsta, o virš jo esantis oras lieka šiltesnis, susidaro paviršiaus inversija. Kuo didesnis temperatūrų skirtumas, tuo stipresnė inversija. Stipresnės paviršiaus inversijos susidaro žiemą, nes naktys ilgesnės. Jei oro sąlygos išlieka tokios pačios, saulei tekant, paviršiaus pavidalo temperatūros inversija sugenda ir vėl sušildo paviršių.
Aukšto slėgio sistemos ir inversijos orai
Jei vis dėlto įsijungia aukšto slėgio sistema, inversija gali likti vietoje kelias dienas (ir naktis). Kai šaltesnio oro sluoksnis tampa storesnis, inversija tampa padidėjusiu inversijos sluoksniu. Po inversija įstrigęs oras apima drėgmę, dūmus ir teršalus, išsiskiriančius į oro masę. Oro kokybė po inversijos sluoksniu blogėja, nes teršalai kaupiasi.
Dūmams ir chemikalams maišantis su vandens garais, susidaro smogas. Smogo rūkas sumažina Saulės energiją, o žemė negauna tiek energijos. Paviršius ir oro masė tarp paviršiaus ir inversijos sluoksnio lieka šalta ir gali dar labiau atvėsti.
Žmogus sunaudoja daugiau šilumos iš židinių ar iškastinį kurą deginančių jėgainių, gali kilti užburtas ratas. išleidžia daugiau dūmų ir chemikalų į įstrigusią šalto oro masę ir padidina smogo miglą, kuri sumažina Saulės energijos. Sunkius smogo įvykius 1948 m. Donoroje (Pensilvanija, JAV) ir 1952 m. Londone (Anglija) sukėlė padidėjusios temperatūros inversijos sluoksniai.
Inversijos sluoksniai ir užšalęs lietus
Kai padidėjusios temperatūros inversijos sluoksnis yra aukštesnis už užšalimo temperatūrą, o pagrindinė šalto oro temperatūra yra žemesnė nei užšalimo temperatūra, atsiranda stingdantis lietus.
Lietus kaip skystis patenka per santykinai šiltesnę inversijos sluoksnio oro masę. Kai skystas lietus patenka į šaltesnę oro masę žemiau inversijos sluoksnio, lietaus lašai užšąla, kad susidarytų stingdantis lietus.
Topografijos ir inversijos sluoksniai
Topografija vaidina svarbų vaidmenį kuriant ir laikant inversijos sluoksnius. Šaltas oras iš aukštesnio lygio iškyla ir telkšo slėniuose ir žemose vietose, tokiose kaip pakrantės.
Šaltas oras atšaldo paviršių ir atskiria paviršių nuo šiltesnio oro. Aplinkiniai kalvagūbriai ir kalvos apsaugo slėnius nuo vėjų, kurie gali maišyti oro mases ir sutrikdyti inversijos modelį.
Didžiausia Žemės inversija žemėje
Orų tendencijos atsiranda apatiniame atmosferos sluoksnyje - troposferoje. Virš troposferos slypi stratosfera. Stratosferoje Saulės energija reaguoja su atmosfera ir susidaro pasaulinis ozono sluoksnis.
Šis ozono sluoksnis sugeria dalį Saulės energijos, todėl virš troposferos susidaro visuotinis padidėjęs inversijos sluoksnis. Šis inversijos sluoksnis padeda išlaikyti Žemės paviršiaus šilumą troposferoje.
