Sadržaj
- Što je temperaturna inverzija?
- Konvekcijska ćelijska cirkulacija
- Visokotlačni sustavi i inverzijsko vrijeme
- Inverzijski slojevi i ledena kiša
- Slojevi topografije i inverzije
- Zemlja najveća temperaturna inverzija
Učinci inverzije temperature u atmosferi kreću se od blagih do ekstremnih. Inverzijski uvjeti mogu uzrokovati zanimljive vremenske obrasce poput magle ili ledene kiše ili mogu rezultirati smrtonosnim koncentracijama smoga.
Inverzijski sloj najveće temperature u atmosferi stabilizira zemaljsku troposferu.
Što je temperaturna inverzija?
Atmosferska temperatura normalno raste s povećanjem nadmorske visine. Energija sa Sunca zagrijava Zemljinu površinu i ta se toplina prenosi u atmosferu u dodiru sa Zemljom. Toplinska energija se pomiče prema gore u zračnom stupcu, ali se širi s povećanjem nadmorske visine i atmosfere.
Meteorolozi, koji su znanstvenici koji proučavaju vremenske prilike, inverziju definiraju kao "sloj atmosfere u kojem se temperatura zraka povećava s visinom". To se odnosi bilo na površinu ili uzdignuto iznad površine.
Definicija inverzije također objašnjava da kada baza inverzijskog sloja leži na površini inverzija se naziva površinska temperaturna inverzija. Kada je baza inverzijskog sloja iznad površine, inverzijski sloj naziva se inverzija povišene temperature.
Konvekcijska ćelijska cirkulacija
Nakon vedrog mirnog jutra, Sunčeva energija postupno zagrijava površinu. Zagrijana površina zagrijava zrak u izravnom kontaktu. Topliji, manje gust zrak diže se i gušće hladan zrak tone na svoje mjesto. Hladniji zrak se zagrijava i diže, s tim što hladniji zrak tone na zemlju da se zagrijava zauzvrat. Kako se Sunce izlazi, razvija se ciklički obrazac uspona i pada zraka koji se naziva konvekcijskim ćelijama.
Kako je temperatura tla Bez vjetra za miješanje zraka, hladniji zrak ostaje na površini.
Bez oblaka toplina površine bježi brže. Što je noć duža, površina postaje hladnija. Ako temperatura površine padne ispod točke rosišta (temperatura do koje se zrak mora ohladiti da bi se došlo do zasićenja), može se formirati zemljana magla.
Kako se površinski zrak hladi, a zrak iznad ostaje topliji, stvara se površinska temperaturna inverzija. Što je veća temperaturna razlika, jača je inverzija. Jače površinske inverzije formiraju se zimi jer su noći duže. Ako vremenski uvjeti ostanu isti, površinska se inverzija temperature raspada kada izlazi Sunce i ponovno zagrijava površinu.
Visokotlačni sustavi i inverzijsko vrijeme
Ako se ipak pokrene sustav visokog tlaka, inverzija može ostati na mjestu nekoliko dana (i noći). Kako sloj hladnijeg zraka postaje deblji, inverzija postaje povišen sloj inverzije. Zrak zarobljen ispod inverzije uključuje vlagu, dim i onečišćujuće tvari koje se ispuštaju u zračnu masu. Kvaliteta zraka pod inverzijskim slojem se pogoršava kako se zagađivači nakupljaju.
Kako se dim i kemikalije miješaju s vodenom parom, nastaje smog. Izmaglica od smoga smanjuje energiju Sunca i tlo ne dobija toliko energije. Površina i zračna masa između površine i inverzijskog sloja ostaju hladni i mogu postati još hladniji.
Može se razviti začarani krug kada ljudi troše više topline, bilo od kamina ili elektrana na ložište goriva, oslobađajući više dima i kemikalija u zarobljenu hladnu zračnu masu i povećavajući izmaglu smoga koji smanjuje energiju Sunca. Teški događaji smoga 1948. godine u Donori u Pensilvaniji (SAD) i 1952. godine u Londonu u Engleskoj bili su rezultat slojeva povišene temperature inverzije.
Inverzijski slojevi i ledena kiša
Kada je inverzijski sloj povišene temperature iznad temperature smrzavanja, a osnovna temperatura hladnog zraka iznad ili ispod temperature smrzavanja, dolazi do kiše smrzavanja.
Kiša pada kao tekućina kroz relativno topliju masu inverzije. Kad tekuća kiša uđe u hladniju zračnu masu ispod inverzijskog sloja, kišnice će se smrznuti da bi formirale ledenu kišu.
Slojevi topografije i inverzije
Topografija igra važnu ulogu u razvoju i zadržavanju inverzijskih slojeva na mjestu. Hladni zrak s viših poniranja i bazena u dolinama i niskim predjelima, poput obalnih linija.
Hladni 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.
Zemlja najveća temperaturna inverzija
Vremenski uzorci javljaju se u donjem sloju atmosfere, troposferi. Iznad troposfere leži stratosfera. U stratosferi energija Sunca reagira s atmosferom i stvara globalni ozonski sloj.
Ovaj ozonski sloj apsorbira dio Sunčeve energije što rezultira globalno povišenim inverzijskim slojem iznad troposfere. Ovaj inverzijski sloj pomaže zadržavanju topline Zemljine površine u troposferi.