В тропосферата температурите намаляват с увеличаване на надморската височина. Следователно, в планинските райони обикновено е по-студено, отколкото на морското равнище. Някои атмосферни явления обаче могат да обърнат този градиент, известен като температурна инверсия . Това е процес, при който температурата се повишава с надморската височина.
В тази статия ще ви разкажем какво представлява термичната инверсия, как възниква и как е свързана със замърсяването на въздуха.
Какво е термична инверсия
Това е процес, при който температурата се повишава с надморската височина. С други думи, в по-ниските части на града, например на морското равнище, температурите са по-ниски, отколкото ако се изкачим в планина. Това е обратното на обичайното.
Тази температурна инверсия се дължи на определени специални ситуации, при които слоеве студен въздух се спускат и остават стабилни. Нека разгледаме някои основни понятия за атмосферната динамика. Когато има антициклони, въздухът се спуска от по-високите слоеве, а в системи с ниско налягане (циклони) прави обратното, издигайки се до по-високите слоеве. Температурните инверсии се случват при антициклонални условия и с висока атмосферна стабилност.
При температурна инверсия можем да наблюдаваме как студен въздух от горните слоеве на атмосферата се спуска към долните слоеве близо до земната повърхност. Това движение надолу на студен въздух е известно като слягане . Докато се спуска, въздухът става все по-компресиран, което увеличава налягането и температурата му. Той също така губи влага, което води до образуване на облачна покривка. Когато достигне повърхността, той се разширява и разпръсква, разпростирайки се по цялата повърхност и създавайки слоеве стабилност.
Как се образува термичната инверсия
Възходящото движение на въздушните маси, дължащо се на нагряването на Земята, е възпрепятствано, като по този начин се намалява възможността за нестабилност. Липсата на това движение на въздуха предотвратява смесването на въздушни маси с различни температури. През нощта Земята бързо губи топлината, която е получила през деня от слънчевата радиация. Тази топлина се предава на въздуха при контакт със земята. Студеният въздух е много по-плътен и се утаява в дъното на долините, поради което сутрините са по-хладни.
Важно е да се помни, че в тези ситуации на температурна инверсия, въздухът се спуска от по-голяма надморска височина и се затопля, така че топлият въздух остава над студения въздух. Това създава запушалка или капак . Тъй като движението на въздуха нагоре е напълно възпрепятствано поради липсата на ветрове, причинени от високата стабилност, тези въздушни маси с различни характеристики не се смесват, което води до температурна инверсия.
Обикновено атмосферната температура намалява с надморската височина, но в този случай има термична инверсия.
Защо възниква
За да възникне термична инверсия, трябва да възникнат различни ситуации. През нощта повърхността на Земята се охлажда бързо, тъй като губи цялата топлина, която е натрупала през деня. Този слой въздух има по-ниска температура от този непосредствено над него. Това означава, че въздухът има различна плътност, което предотвратява смесването му. Когато слънцето се появи отново, то започва да коригира температурната инверсия и затопля отново земната повърхност, възстановявайки нормалните условия.
Това явление се среща по-често в долинните райони, тъй като там радиационното охлаждане е по-голямо. Значителният контраст между дневните и нощните температури увеличава вероятността от температурна инверсия. Температурната инверсия е лесно разпознаваема, защото мъглата или димът са склонни да се концентрират близо до земната повърхност и се разпространяват хоризонтално. Тя е по-често срещана в крайбрежните райони и долините. Обикновено се среща в райони, където топографията възпрепятства нормалната циркулация на въздуха.
Как инверсията влияе върху замърсяването
Споменахме, че по време на температурна инверсия, на земната повърхност се образува слой от атмосферна стабилност. Този слой се състои от по-студен и по-плътен въздух, който остава на дъното. Това предотвратява смесването на двата въздушни слоя, които имат различна плътност поради различните си температури. Следователно е лесно да се заключи, че един от основните ефекти на температурната инверсия е, че замърсяването се задържа на земната повърхност и не може да се разпръсне в атмосферата.
Обикновено въздухът е склонен да се издига, което ни позволява да разпръскваме замърсяването на въздуха от по-ниските райони. По време на температурна инверсия обаче, по-топлият слой действа като капак върху по-хладния въздух, който е в контакт със земята. Това е мястото, където се натрупват големи количества замърсители. Едно от непосредствените последици е смогът . Този слой замърсяване може да се види от няколко километра разстояние и обикновено е съпроводен с намаляване на качеството на въздуха.
Последствията върху човешкото здраве от това явление се изразяват в увеличаване на медицинските консултации поради респираторни и сърдечно-съдови проблеми. Трябва да се има предвид, че дишането на замърсен въздух напада особено рисковите групи, като болни хора, възрастни хора или деца. И нивата на азотен диоксид и серен диоксид се съхраняват по време на периоди на термична инверсия. В допълнение, частици с размер от 10 и 2.5 микрона се концентрират и проникват в белодробните алвеоли.
Надявам се, че с тази информация можете да научите повече за явлението термична инверсия.