Vrstvy inverzie teploty, tiež nazývané tepelné inverzie alebo len inverzné vrstvy, sú oblasti, kde je normálne pokles teploty vzduchu so zvyšujúcou sa nadmorskou výškou je obrátený a vzduch nad zemou je teplejší ako vzduch pod ním. Inverzné vrstvy sa môžu vyskytovať kdekoľvek od úrovne zeme až po tisíce metrov do atmosféra.
Inverzné vrstvy sú významné pre meteorológiu, pretože blokujú atmosférický tok, ktorý spôsobuje, že vzduch nad oblasťou, ktorá prechádza inverziou, sa stáva stabilnou. To môže mať za následok rôzne typy poveternostných vzorcov.
Čo je však dôležitejšie, oblasti so silným znečistením sú náchylné na nezdravý vzduch a nárast smogu keď je prítomná inverzia, pretože zachytávajú znečisťujúce látky na úrovni zeme namiesto ich cirkulácie preč.
príčiny
Normálne teplota vzduchu klesá rýchlosťou 3,5 ° F na každých 1 000 stôp (alebo zhruba 6,4 ° C na každý kilometer), ktoré stúpate do atmosféry. Ak je tento normálny cyklus prítomný, považuje sa za nestabilnú vzduchovú hmotu a vzduch medzi horúcimi a chladnými oblasťami neustále prúdi. Vzduch je lepšie schopný miešať a šíriť sa okolo znečisťujúcich látok.
Počas inverznej epizódy sa teplota zvyšuje so zvyšujúcou sa nadmorskou výškou. Teplá inverzná vrstva potom pôsobí ako uzáver a zastavuje miešanie v atmosfére. Preto sa inverzné vrstvy nazývajú stabilné vzduchové hmoty.
Teplotné inverzie sú výsledkom iných poveternostných podmienok v oblasti. Vyskytujú sa najčastejšie, keď sa teplá, menej hustá vzduchová hmota pohybuje nad hustou, studenou vzduchovou hmotou.
Môže k tomu dôjsť napríklad vtedy, keď vzduch v blízkosti jasnej noci rýchlo stráca svoje teplo. Pôda sa rýchlo ochladzuje, zatiaľ čo vzduch nad ňou udržuje teplo, ktoré sa počas dňa udržiavalo.
V niektorých pobrežných oblastiach dochádza aj k inverzii teploty, pretože vychladenie studenej vody môže znížiť teplotu povrchového vzduchu a množstvo studeného vzduchu zostane pod teplejšími.
Topografia môže tiež zohrávať úlohu pri vytváraní inverzie teploty, pretože to niekedy môže spôsobiť, že studený vzduch prúdi z vrcholov hôr dole do údolí. Tento studený vzduch potom tlačí pod teplejší vzduch stúpajúci z údolia a vytvára inverziu.
Inverzie sa môžu vytvárať aj v oblastiach so značnou snehovou pokrývkou, pretože sneh na úrovni zeme je studený a jeho biela farba odráža takmer všetky prichádzajúce teplo. Vzduch nad snehom je teda často teplejší, pretože drží odrazenú energiu.
dôsledky
K najvýznamnejším dôsledkom teplotných inverzií patria extrémne poveternostné podmienky, ktoré niekedy môžu spôsobiť. Jedným z príkladov je mrazivý dážď.
Tento jav sa vyvíja s teplotnou inverziou v chladnom prostredí, pretože sneh sa topí, keď sa pohybuje cez teplú inverznú vrstvu. Zrážky potom naďalej klesajú a prechádzajú chladnou vrstvou vzduchu blízko zeme.
Keď sa pohybuje touto konečnou hmotou studeného vzduchu, stáva sa „chladeným“ (bez chladenia pod bodom mrazu) Keď sa stanú tuhými, potom sa ochladia na ľad, keď pristanú na predmetoch, ako sú autá a stromy a výsledok je mrznúci dážď alebo ľadová búrka.
intenzívny búrky a tornáda sú tiež spojené s inverziami kvôli intenzívnej energii, ktorá sa uvoľňuje po inverzii blokujúcej normálne konvekčné vzorce oblasti.
smog
Aj keď mrazivý dážď, búrky a tornáda sú významné poveternostné udalosti, jednou z najdôležitejších vecí ovplyvnených inverznou vrstvou je smog. Toto je hnedasto-šedá hmla, ktorá pokrýva mnohé z najväčších miest na svete a je výsledkom prachu, automatického odsávania a priemyselnej výroby.
Smog je ovplyvňovaný inverznou vrstvou, pretože je v podstate obmedzený, keď sa hmota teplého vzduchu pohybuje po určitej oblasti. Deje sa tak preto, že teplejšia vrstva vzduchu sedí nad mestom a bráni normálnemu zmiešaniu chladnejšieho a hustejšieho vzduchu.
Vzduch sa namiesto toho stáva nehybným a postupom času nedostatok miešania spôsobuje, že sa znečisťujúce látky zachytia v inverzii a vyvíja sa značné množstvo smogu.
Počas vážnych inverzií, ktoré trvajú dlhé obdobia, smog môže pokryť celé mestské oblasti a spôsobiť obyvateľom dýchacie ťažkosti.
V decembri 1952 k takejto inverzii došlo v Londýne. Vzhľadom na chladné decembrové počasie začali Londýnčania spaľovať viac uhlia, čím sa zvýšilo znečistenie ovzdušia v meste. Od prevratu v meste sa tieto znečisťujúce látky zachytili a zvýšili Londýn znečistenie vzduchu. Výsledkom bolo Veľký smog z roku 1952 to bolo obviňované z tisícov úmrtí.
Rovnako ako Londýn, aj Mexico City malo problémy so smogom, ktoré sa zhoršili prítomnosťou inverznej vrstvy. Toto mesto je neslávne známe svojou zlou kvalitou ovzdušia, ale tieto podmienky sa zhoršujú, keď sa teplé mestské vysokotlakové systémy pohybujú po meste a zachytávajú vzduch v doline Mexika.
Keď tieto tlakové systémy zachytia vzduch údolia, zachytia sa aj znečisťujúce látky a vyvíja sa intenzívny smog. Od roku 2000 mexická vláda vypracovala plán zameraný na zníženie množstva ozónu a častíc uvoľňovaných do ovzdušia nad mestom.
Londýnsky veľký smog a podobné problémy v Mexiku sú extrémnymi príkladmi toho, že je smog ovplyvnený prítomnosťou inverznej vrstvy. Toto je však problém na celom svete a mestá ako Los Angeles, Bombaj, Santiago a Teherán často zažívajú intenzívny smog, keď sa nad nimi vyvinie inverzná vrstva.
Z tohto dôvodu sa mnohé z týchto miest a ďalšie snažia znížiť svoje znečistenie ovzdušia. Aby ste tieto zmeny čo najlepšie využili a aby ste znížili smog v prítomnosti teplotnej inverzie, musíte najskôr porozumieť všetky aspekty tohto javu, čo z neho robí dôležitú súčasť štúdia meteorológie, čo je v rámci významného podpolia geografia.