Ефекти температурне инверзије

Ефекти температурних инверзија у атмосфери крећу се од благих до екстремних. Услови инверзије могу проузроковати занимљиве временске обрасце попут магле или ледене кише или могу довести до смртоносних концентрација смога.

Највећи температурни инверзијски слој у атмосфери стабилизује Земљину тропосферу.

Обично се атмосферска температура смањује како се висина повећава. Енергија са Сунца загрева површину Земље и та топлота се преноси у атмосферу у контакту са Земљом. Топлотна енергија се креће према горе у ваздушном стубу, али се шири како се надморска висина повећава, а атмосфера разређује.

Метеоролози, који су научници који проучавају време, инверзију дефинишу као „слој атмосфере у која температура ваздуха расте са висином. "То је тачно било на површини или повишено изнад површина.

Дефиниција инверзије такође објашњава да када се основа инверзијског слоја налази на површини, инверзија се назива површинска температурна инверзија. Када је основа инверзијског слоја изнад површине, инверзијски слој назива се инверзија повишене температуре.

У чиста мирна јутра, сунчева енергија постепено загрева површину. Загрејана површина загрева ваздух у директном контакту. Топлији, мање густ ваздух се подиже и гушћи хладан ваздух тоне на своје место. Хладнији ваздух се загрева и подиже, а хладнији ваздух тоне на земљу да би се заузврат загревао. Како Сунце излази, развија се циклични образац успона и пада ваздуха који се назива конвекционе ћелије.

Како температура тла наставља да расте, ћелије за конвекцију расту све више и могу достићи 5000 или више стопа до раног поподнева. До касног јутра кретање ваздуха у конвекционим ћелијама може изазвати кумулус облаци да се формирају и да дувају ударни ветрови променљиве брзине и смера.

Касније током дана, како се Сунчева енергија смањује, а површина хлади, ћелије конвекције постају мање. Капљице воде које формирају облаке испаравају, а поветарац постепено опада.

Током дана температура ваздуха је највиша на површини и опада са надморском висином. Међутим, површинска температурна инверзија може се развити након заласка Сунца, посебно ако је ваздух миран, небо ведро и ноћ дуга.

Како Сунце залази, површина се хлади. Ваздух у контакту са површином такође се хлади. Ваздух не преноси лако топлоту, а топлији ваздух горе не загрева хладнији ваздух одоздо. Без ветра који меша ваздух, хладнији ваздух остаје на површини.

Без облака површинска топлота брже излази. Што је ноћ дужа, површина постаје хладнија. Ако температура површине падне испод тачке росе (температура до које ваздух мора да се охлади да би се заситио), може настати приземна магла.

Како се површински ваздух хлади, а ваздух изнад остаје топлији, формира се површинска температурна инверзија. Што је разлика у температури већа, инверзија је јача. Зими настају јаче површинске инверзије јер су ноћи дуже. Ако временски услови остану исти, инверзија температуре на површини се распада када Сунце изађе и поново загреје површину.

Ако се, међутим, усели систем високог притиска, инверзија може остати на месту неколико дана (и ноћи). Како слој хладнијег ваздуха постаје све дебљи, инверзија постаје повишени инверзијски слој. Ваздух заробљен под инверзијом укључује влагу, дим и загађиваче испуштене у ваздушну масу. Квалитет ваздуха под инверзионим слојем погоршава се како се акумулирају загађивачи.

Како се дим и хемикалије мешају са воденом паром, настаје смог. Измаглица из смога смањује сунчеву енергију и тло не добија толико енергије. Површина и ваздушна маса између површине и инверзивног слоја остају хладне и могу постати још хладније.

Зачарани круг се може развити како људи користе више топлоте, било из камина или из електрана на фосилна горива, испуштајући више дима и хемикалија у заробљену хладну ваздушну масу и повећавајући маглу смога која смањује Сунчеву енергије. Тешки догађаји смога 1948. године у Донори, Пенсилванија (САД) и 1952. године у Лондону, Енглеска, настали су услед слојева инверзије повишене температуре.

Када је инверзијски слој повишене температуре изнад температуре смрзавања, а основна температура хладног ваздуха је на или испод температуре смрзавања, јавља се ледена киша.

Киша пада као течност кроз релативно топлију ваздушну масу инверзионог слоја. Када течна киша уђе у хладнију ваздушну масу испод инверзивног слоја, кишне капи се смрзавају и формирају ледену кишу.

Топографија игра важну улогу у развоју и задржавању инверзијских слојева на месту. Хладни ваздух из судопера и базена у вишим надморским висинама и долинама као што су обале.

Хладан ваздух хлади површину и одваја је од топлијег. Околни гребени и брда штите долине од ветрова који могу мешати ваздушне масе и пореметити образац инверзије.

Временски обрасци се јављају у доњем слоју атмосфере, тропосфери. Изнад тропосфере лежи стратосфера. У стратосфери сунчева енергија реагује са атмосфером формирајући глобални озонски омотач.

Овај озонски омотач апсорбује део Сунчеве енергије што резултира глобално повишеним инверзионим слојем изнад тропосфере. Овај инверзијски слој помаже задржавању површинске топлине Земље у тропосфери.