Vädret i ett visst område har en stark inverkan på människors liv, så information om tillståndet i jordens atmosfär är alltid användbar ur ekonomisk synvinkel och i termer av hälsosäkerhet. Temperaturinversion är en av tillståndstyperna för de lägre skikten av atmosfären. Vad det är och var det visar sig diskuteras i artikeln.
Vad är temperaturinversion?
Detta koncept innebär en ökning av lufttemperaturen när höjden från jordens yta ökar. Denna till synes harmlösa definition medför ganska allvarliga konsekvenser. Faktum är att luft kan betraktas som en idealisk gas, för vilken trycket vid en fast volym är omvänt relaterat till temperaturen. Eftersom temperaturen ökar med höjden under en temperaturinversion, minskar lufttrycket och dess densitet minskar.
Från en skolfysikkursdet är känt att konvektionsprocesser som orsakar vertikal inblandning i volymen av ett flytande ämne i ett gravitationsfält inträffar om de undre skikten är mindre täta än de övre (varm luft stiger alltid upp). Temperaturinversionen förhindrar således konvektion i den lägre atmosfären.
Normala atmosfäriska förhållanden
Som ett resultat av många observationer och mätningar, fann man att i vår planets tempererade klimatzon minskar lufttemperaturen med 6,5 ° C för varje kilometer höjd, det vill säga med 1 ° C med en öka i höjd med 155 meter. Detta faktum beror på det faktum att uppvärmningen av atmosfären inte sker som ett resultat av solljusets passage genom den (för det synliga spektrumet av elektromagnetisk strålning är luft genomskinlig), utan som ett resultat av dess absorption av återutstrålad energi i det infraröda området från jordytan och vattnet. Därför, ju närmare marken luftlagren är, desto mer värms de upp en solig dag.
I den tropiska klimatzonen kyls luften långsammare med ökande höjd än de angivna siffrorna (cirka 1 °C per 180 m). Detta beror på närvaron av passadvindar på dessa breddgrader, som transporterar värme från ekvatorialområdena till tropikerna. Samtidigt kommer värme från de övre lagren (1-1,5 km) till de nedre, vilket förhindrar ett snabbt fall i lufttemperaturen med ökande höjd. Dessutom är atmosfärens tjocklek i den tropiska zonen större än i den tempererade.
Det normala tillståndet för de atmosfäriska lagren ligger alltså i deraskyler med ökande höjd. Detta tillstånd gynnar blandning och vertikal cirkulation av luft på grund av konvektionsprocesser.
Varför kan de övre luftlagren vara varmare än de nedre?
Med andra ord, varför inträffar temperaturinversion? Detta händer av samma anledning som förekomsten av normala atmosfäriska förhållanden. Jorden har en högre värmeledningsförmåga än luft. Det betyder att på natten, när det inte finns några moln och moln på himlen, svalnar det snabbt och de atmosfäriska lagren som är i direkt kontakt med jordens yta svalnar också. Resultatet är följande bild: en kall yta av jorden, ett kallt luftlager i dess omedelbara närhet och en varm atmosfär på en viss höjd.
Vad är temperaturinversion och var visar den sig? Den beskrivna situationen uppstår ofta i låglandet, i absolut alla områden och vilken latitud som helst på morgonen. Lågt liggande terräng är skyddad från horisontella rörelser av luftmassor, det vill säga från vinden, så luften som kyls över natten i den skapar en lok alt stabil atmosfär. Fenomenet temperaturinversion kan observeras i bergsdalar. Förutom den beskrivna processen med nattkylning, i bergen, underlättas dess bildning också av att kall luft "kryper" från sluttningarna till slätterna.
Livstiden för en temperaturinversion kan vara från flera timmar till flera dagar. Normala atmosfäriska förhållandenställs in så snart jordens yta värms upp.
Hur farligt är fenomenet i fråga?
Tillståndet i atmosfären där det förekommer en temperaturinversion är stabilt och vindstilla. Det betyder att om några utsläpp till atmosfären eller avdunstning av giftiga ämnen sker inom ett visst territorium så går de ingenstans utan stannar kvar i luften ovanför området i fråga. Fenomenet med temperaturinversion i atmosfären bidrar med andra ord till en multipel ökning av koncentrationen av giftiga ämnen i den, vilket utgör en enorm fara för människors hälsa.
Den beskrivna situationen uppstår ofta över stora städer och storstadsområden. Till exempel lider städer som Tokyo, New York, Aten, Peking, Lima, Kuala Lumpur, London, Los Angeles, Bombay, Chiles huvudstad - Santiago och många andra städer runt om i världen ofta av konsekvenserna av temperaturinversion. På grund av den höga koncentrationen av människor är industriutsläppen i dessa städer gigantiska, vilket leder till uppkomsten av smog i luften, stör sikten och utgör ett hot inte bara mot hälsan utan också mot människors liv.
Så, 1952 i London och 1962 i Ruhrdalen (Tyskland) dog flera tusen människor till följd av en lång tids existens av temperaturinversion och betydande utsläpp av svaveloxider till atmosfären.
Perus huvudstad, Lima
Att avslöja frågan om vad som är temperaturinversion i geografi, det är intressantföra med sig situationen i Perus huvudstad. Det ligger vid Stillahavskusten och vid foten av Anderna. Kusten nära staden sköljs av den kalla Humboldtströmmen, vilket leder till en kraftig avkylning av jordytan. Det senare bidrar i sin tur till kylning av de lägsta luftlagren och bildandet av dimma (då lufttemperaturen sjunker minskar lösligheten av vattenånga i den, den senare yttrar sig i dagg- och dimbildning).
Som ett resultat av de beskrivna processerna uppstår en paradoxal situation: Limas kust är täckt av dimma, vilket hindrar solens strålar från att värma upp jordens yta. Därför är tillståndet för temperaturinversion så stabilt (horisontell luftcirkulation hindras av berg) att det nästan aldrig regnar här. Det sista faktumet förklarar varför Limas kust nästan är en öken.
Hur ska man bete sig om man får information om ett ogynnsamt tillstånd i atmosfären?
Om en person bor i en stor stad och han har fått information om förekomsten av en temperaturinversion i atmosfären, rekommenderas det om möjligt att inte gå ut på morgonen utan att vänta tills jorden värmer upp. Om ett sådant behov uppstår bör du använda personlig skyddsutrustning för andningsorganen (gasbinda, halsduk) och inte vistas utomhus under en längre tid.
