Obsah
- Čo je to inverzia teploty?
- Cirkulácia bunkových prúdov
- Vysokotlakové systémy a inverzné počasie
- Inverzné vrstvy a mrazivý dážď
- Vrstvy topografie a inverzie
- Najväčšia inverzia teploty na Zemi
Účinky teplotných inverzií v atmosfére sa pohybujú od miernych po extrémne. Inverzné podmienky môžu spôsobiť zaujímavé poveternostné vzorce, ako je hmla alebo mrazivý dážď, alebo môžu mať za následok smrteľné koncentrácie smogu.
Vrstva s najväčšou inverznou teplotou v atmosfére stabilizuje troposféru Zeme.
Čo je to inverzia teploty?
Atmosférická teplota sa zvyčajne zvyšuje so zvyšovaním nadmorskej výšky. Energia zo Slnka zahreje zemský povrch a teplo sa prenáša do atmosféry v kontakte so Zemou. Tepelná energia sa pohybuje vo vzduchovom stĺpci smerom nahor, ale pri zvyšovaní nadmorskej výšky a stenčovaní atmosféry sa rozširuje.
Meteorológovia, vedci, ktorí študujú počasie, definujú inverziu ako „vrstvu atmosféry, v ktorej sa teplota vzduchu s výškou zvyšuje“. To je pravda, či už na povrchu alebo vyvýšenom nad povrchom.
Definícia inverzie tiež vysvetľuje, že keď základňa inverznej vrstvy leží na povrchu, inverzia sa nazýva inverzia teploty založená na povrchu. Ak je základňa inverznej vrstvy nad povrchom, inverzná vrstva sa nazýva inverzia so zvýšenou teplotou.
Cirkulácia bunkových prúdov
Za jasných pokojných rána slnečná energia postupne zahrieva povrch. Ohriaty povrch ohrieva vzduch v priamom kontakte. Teplejší, menej hustý vzduch stúpa a hustší studený vzduch klesá na svoje miesto. Chladnejší vzduch sa zahrieva a stúpa, pričom chladnejší vzduch klesá dole na zem, aby sa postupne zohrial. Ako Slnko stúpa, vyvíja sa cyklický vzostup a klesajúci vzduch, nazývaný konvekčné bunky.
Ako teplota zeme Bez vetra na zamiešanie vzduchu zostáva chladnejší vzduch na povrchu.
Bez mrakov povrchové teplo uniká rýchlejšie. Čím je noc dlhšia, tým je povrch chladnejší. Ak povrchová teplota klesne pod rosný bod (teplota, na ktorú musí byť vzduch ochladený, aby sa dosiahla saturácia), môže sa tvoriť mletá hmla.
Keď sa povrchový vzduch ochladzuje a vzduch nad ním zostáva teplejší, vytvára sa inverzia teploty na povrchu. Čím väčší je teplotný rozdiel, tým silnejšia je inverzia. Silnejšie inverzie povrchu sa vytvárajú v zime, pretože noci sú dlhšie. Ak zostanú poveternostné podmienky rovnaké, inverzia teploty na povrchu sa rozpadne, keď príde Slnko a povrch opäť zohreje.
Vysokotlakové systémy a inverzné počasie
Ak sa však vysokotlakový systém dostane dovnútra, inverzia môže zostať na mieste niekoľko dní (a nocí). Keď sa vrstva chladnejšieho vzduchu stáva silnejšou, inverzia sa stáva zvýšenou inverznou vrstvou. Vzduch zachytený pod inverziou obsahuje vlhkosť, dym a znečisťujúce látky uvoľňované do vzdušnej hmoty. Kvalita vzduchu pod inverznou vrstvou sa zhoršuje, keď sa znečisťujúce látky hromadia.
Keď sa dym a chemikálie zmiešajú s vodnou parou, vytvára sa smog. Zákal zo smogu znižuje energiu slnka a zem nezískava toľko energie. Povrch a vzduchová hmota medzi povrchom a inverznou vrstvou zostávajú chladné a môžu byť ešte chladnejšie.
Začarovaný cyklus sa môže vyvinúť, keď ľudia využívajú viac tepla, či už z krbu alebo elektrární spaľujúcich fosílne palivá, uvoľňujú viac dymu a chemikálií do zachytenej studenej vzduchovej hmoty a zvyšujú hmlu smogu, ktorá znižuje energiu Slnka. Závažné smogové udalosti v roku 1948 v Donore v Pensylvánii (USA) av roku 1952 v Londýne v Anglicku boli dôsledkom zvýšených vrstiev inverznej teploty.
Inverzné vrstvy a mrazivý dážď
Ak je vrstva s inverznou vrstvou zvýšenej teploty nad teplotou mrazu a podkladová teplota studeného vzduchu je pod alebo pod teplotou mrazu, vyskytuje sa mrazivý dážď.
Dážď padá ako kvapalina cez relatívne teplejšiu vzduchovú masu inverznej vrstvy. Keď tekutý dážď vstúpi do chladnejšej hmoty vzduchu pod inverznou vrstvou, dažďové kvapky zamrznú, aby vytvorili mrazivý dážď.
Vrstvy topografie a inverzie
Topografia zohráva dôležitú úlohu pri vývoji a udržiavaní inverzných vrstiev na mieste. Studený vzduch z výleviek a bazénov vo vyšších nadmorských výškach, ako sú pobrežia.
Studený vzduch ochladzuje povrch a oddeľuje povrch od teplejšieho vzduchu. Okolité hrebene a kopce chránia údolia pred vetrom, ktorý by mohol zmiešať vzdušné masy a narušiť inverzný vzor.
Najväčšia inverzia teploty na Zemi
V spodnej vrstve atmosféry, troposfére, sa vyskytujú poveternostné vzorce. Nad troposférou leží stratosféra. V stratosfére reaguje slnečná energia s atmosférou a vytvára globálnu ozónovú vrstvu.
Táto ozónová vrstva absorbuje časť slnečnej energie, čo vedie k zvýšenej globálnej inverznej vrstve nad troposférou. Táto inverzná vrstva pomáha udržiavať povrchové teplo Zeme v troposfére.