Vreme na določenem območju močno vpliva na človeško življenje, zato so informacije o stanju zemeljskega ozračja vedno koristne z ekonomskega vidika in z vidika zdravstvene varnosti. Temperaturna inverzija je ena od vrst stanja spodnjih plasti ozračja. Kaj je in kje se manifestira, je razloženo v članku.
Kaj je temperaturna inverzija?
Ta koncept pomeni zvišanje temperature zraka z naraščanjem višine od zemeljske površine. Ta na videz neškodljiva definicija ima za posledico precej resne posledice. Dejstvo je, da se zrak lahko šteje za idealen plin, pri katerem je tlak pri fiksni prostornini obratno sorazmeren s temperaturo. Ker temperatura med temperaturno inverzijo narašča z višino, se zračni tlak zmanjša in njegova gostota se zmanjša.
Iz šolskega tečaja fizikeznano je, da konvekcijski procesi, ki povzročajo vertikalno mešanje volumna tekoče snovi v gravitacijskem polju, nastanejo, če so spodnje plasti manj goste od zgornjih (vroči zrak se vedno dviga). Tako temperaturna inverzija preprečuje konvekcijo v nižji atmosferi.
Običajne atmosferske razmere
Kot rezultat številnih opazovanj in meritev je bilo ugotovljeno, da se v zmernem podnebnem pasu našega planeta temperatura zraka zniža za 6,5 °C na vsak kilometer nadmorske višine, torej za 1 °C z povečanje višine za 155 metrov. To dejstvo je posledica dejstva, da se ogrevanje atmosfere ne pojavi kot posledica prehoda sončne svetlobe skozi njo (za vidni spekter elektromagnetnega sevanja je zrak prozoren), ampak kot posledica njegove absorpcije ponovno sevanega energije v infrardečem območju s površine zemlje in vode. Zato, čim bližje so plasti zraka tlom, bolj se segrejejo na sončen dan.
V tropskem podnebnem pasu se zrak z naraščajočo nadmorsko višino ohlaja počasneje od navedenih številk (približno 1 °C na 180 m). To je posledica prisotnosti pasatov na teh zemljepisnih širinah, ki prenašajo toploto iz ekvatorialnih območij v tropske predele. Hkrati toplota prihaja iz zgornjih plasti (1-1,5 km) v spodnje, kar preprečuje hiter padec temperature zraka z naraščanjem nadmorske višine. Poleg tega je debelina atmosfere v tropskem pasu večja kot v zmernem.
Tako je normalno stanje atmosferskih plasti v njihovihohlajanje z naraščajočo nadmorsko višino. Ta pogoj spodbuja mešanje in navpično kroženje zraka zaradi konvekcijskih procesov.
Zakaj so lahko zgornje plasti zraka toplejše od spodnjih?
Z drugimi besedami, zakaj pride do temperaturne inverzije? To se zgodi iz istega razloga kot obstoj normalnih atmosferskih razmer. Zemlja ima večjo toplotno prevodnost kot zrak. To pomeni, da se ponoči, ko na nebu ni oblakov in oblakov, hitro ohladi in ohladijo se tudi tiste atmosferske plasti, ki so v neposrednem stiku z zemeljskim površjem. Rezultat je naslednja slika: hladna površina zemlje, hladna plast zraka v njeni neposredni bližini in toplo ozračje na določeni višini.
Kaj je temperaturna inverzija in kje se kaže? Opisana situacija se zjutraj pogosto pojavi v nižinah, na popolnoma katerem koli območju in na kateri koli zemljepisni širini. Nižinski teren je zaščiten pred horizontalnimi premiki zračnih mas, torej pred vetrom, zato v njem čez noč ohlajen zrak ustvarja lokalno stabilno ozračje. Pojav temperaturne inverzije lahko opazimo v gorskih dolinah. Poleg opisanega procesa nočnega hlajenja v gorah njegovo nastajanje olajša tudi »plazinje« hladnega zraka s pobočij v ravnine.
Življenjska doba temperaturne inverzije lahko traja od nekaj ur do nekaj dni. Normalne atmosferske razmerenastavite takoj, ko se zemeljska površina segreje.
Kako nevaren je zadevni pojav?
Stanje ozračja, v katerem prihaja do temperaturne inverzije, je stabilno in brez vetra. To pomeni, da če na določenem ozemlju pride do emisij v ozračje ali izhlapevanja strupenih snovi, ne gredo nikamor, ampak ostanejo v zraku nad zadevnim območjem. Z drugimi besedami, pojav temperaturne inverzije v ozračju prispeva k večkratnemu povečanju koncentracije strupenih snovi v njem, kar predstavlja veliko nevarnost za zdravje ljudi.
Opisana situacija se pogosto pojavlja v velikih mestih in metropolitanskih območjih. Na primer, mesta, kot so Tokio, New York, Atene, Peking, Lima, Kuala Lumpur, London, Los Angeles, Bombay, glavno mesto Čila - Santiago in številna druga mesta po svetu pogosto trpijo zaradi posledic temperaturne inverzije. Zaradi velike koncentracije ljudi so industrijski izpusti v teh mestih ogromni, kar vodi v pojav smoga v zraku, ki moti vidljivost in ogroža ne le zdravje, ampak tudi življenje ljudi.
Tako je leta 1952 v Londonu in leta 1962 v dolini Ruhr (Nemčija) umrlo več tisoč ljudi zaradi dolgotrajnega obstoja temperaturne inverzije in znatnih izpustov žveplovih oksidov v ozračje.
prestolnica Peruja, Lima
Razkrivanje vprašanja, kaj je temperaturna inverzija v geografiji, je zanimivopribližati razmere v glavnem mestu Peruja. Nahaja se na pacifiški obali in ob vznožju gora Andov. Obalo v bližini mesta opere hladen Humboldtov tok, ki vodi v močno ohlajanje zemeljskega površja. Slednje pa prispeva k hlajenju najnižjih zračnih plasti in nastajanju megle (z nižanjem temperature zraka se topnost vodne pare v njej zmanjšuje, slednja se kaže v rosi in nastajanju megle).
Zaradi opisanih procesov nastane paradoksalna situacija: obala Lime je prekrita z meglo, ki preprečuje, da bi sončni žarki segrevali zemeljsko površino. Zato je stanje temperaturne inverzije tako stabilno (horizontalno kroženje zraka ovirajo gore), da pri nas skoraj nikoli ne dežuje. Zadnje dejstvo pojasnjuje, zakaj je obala Lime skoraj puščava.
Kako ravnati v primeru prejema informacij o neugodnem stanju ozračja?
Če človek živi v velikem mestu in je prejel informacijo o obstoju temperaturne inverzije v ozračju, je priporočljivo, če je mogoče, zjutraj ne iti ven, ampak počakati, da zemlja segreje. Če se pojavi taka potreba, potem uporabite osebno zaščitno opremo za dihalne organe (povoj iz gaze, šal) in ne zadržujte se dlje časa na prostem.
