V troposféře teploty klesají s rostoucí výškou. Proto je běžnější, aby v horských oblastech bylo chladněji než na úrovni moře. Existují však některé atmosférické jevy, které způsobují změnu tohoto gradientu, která způsobí jeho obrácení. Je znám jako tepelná inverze. Jedná se o proces, při kterém teplota stoupá ve výšce.
V tomto článku vám řekneme, co je to tepelná inverze, jak vzniká a jak souvisí se znečištěním ovzduší.
Co je to tepelná inverze
Je to proces, při kterém teplota stoupá do výšky. To znamená, že v nejnižších oblastech města, například na úrovni moře, najdeme nižší teploty, než kdybychom vystoupali na horu. Je to opak toho, co se běžně děje.
Tato tepelná inverze je způsobena některými zvláštními situacemi, kdy vrstvy studeného vzduchu sestupují a zůstávají stabilní. Připomeňme si některé základní pojmy dynamiky atmosféry. Když jsou tlakové výše, vzduch sestupuje z vyšších vrstev a v bouřkách je tomu naopak. Pruh stoupající směrem k vyšším vrstvám. Tepelná inverze nastává v anticyklonálních podmínkách a se skvělou atmosférickou stabilitou.
V tepelné inverzi můžeme vidět, jak studený vzduch z horních vrstev sestupuje do spodních vrstev blízko zemského povrchu. Tento pohyb studeného vzduchu směrem dolů je známý jako pokles. Během tohoto klesání se vzduch stále více stlačuje, zvyšuje se jeho tlak a zvyšuje se jeho teplota. Navíc ztrácí vlhkost, takže tam nejsou mraky. Vidíme, jak se při dosažení povrchu rozšiřuje a rozbíhá. To způsobí, že se rozšíří po celém povrchu a vytvoří vrstvy stability.
Jak vzniká inverze
Pohyby vzduchových hmot vzhůru v důsledku globálního oteplování jsou potlačeny a s nimi i možnost nestability. Absence těchto pohybů vzduchu brání smíchání vzduchových mas různých teplot. Když přijde noc, Země díky slunečnímu záření velmi rychle ztrácí teplotu, které dosáhla během dne. Toto teplo se přenáší do vzduchu, který je v kontaktu se zemí. Studený vzduch je mnohem těžší a usazuje se na dně údolí, a proto jsou během rána chladnější teploty.
Je třeba mít na paměti, že v těchto situacích tepelné inverze vzduch sestupuje z vyšších vrstev a ohřívá se, takže teplý vzduch by zůstal nad studeným. To způsobí vytvoření zátky nebo víka. Vzhledem k tomu, že stoupající pohyby vzduchu jsou zcela potlačeny, protože zde nejsou větry vzhledem k velké stabilitě, tyto hmoty různých charakteristik se nemíchají a dochází proto k jevu tepelné inverze.
Nejběžnější je, že atmosférická teplota klesá s výškou, ale v tomto případě je tepelná inverze.
Proč k tomu dochází
Aby došlo k tepelné inverzi, musí nastat různé situace. Během noci se zemský povrch rychle ochlazuje, protože ztrácí veškeré teplo, které přes den nashromáždil. Tato vrstva vzduchu má nižší teplotu než ta bezprostředně nad ní. To znamená, že vzduch má různou hustotu, což brání jeho promíchání. Jakmile se slunce znovu objeví, začne korigovat teplotní inverzi a přehřívá zemský povrch, čímž obnovuje normální podmínky.
Tento jev se vyskytuje ve větší míře v oblastech údolí, protože ochlazování ozařováním je větší. Pokud je vysoký kontrast mezi denními a nočními teplotami, je pravděpodobnější teplotní inverze. Pokud existuje tepelná inverze, je snadno rozpoznatelná. To je způsobeno skutečností, že mlha nebo kouř mají tendenci se soustředit v blízkosti zemského povrchu. a rozšiřuje se vodorovně. Častěji se vyskytuje v přímořských oblastech a v údolních oblastech. Obvykle se vyskytuje v oblastech, kde je vzhledem k jejich morfologii obtížná normální cirkulace vzduchu.
Jak inverze ovlivňuje znečištění
Zmínili jsme, že během procesu tepelné inverze se na povrchu Země vytváří vrstva atmosférické stability. Tato vrstva je tvořena chladnějším vzduchem, který je hustší a zůstává ve spodní vrstvě. To znemožňuje míchání dvou vrstev vzduchu, které mají různou hustotu, když mají různé teploty. Proto je celkem snadné dospět k závěru, že jedním z hlavních účinků, které může tepelná inverze způsobit, je ten znečištění je zachyceno na zemském povrchu bez možnosti rozptýlení do atmosféry.
Normálně má vzduch tendenci stoupat a umožňuje nám rozptylovat atmosférické znečištění ze spodní oblasti. Při tepelné inverzi však vrstva s nejvyšší teplotou působí jako kryt na chladnější vzduch, který je v kontaktu s povrchem země. Zde se ukládá velké množství kontaminantů. Jedním z bezprostředních důsledků je smog. Tuto vrstvu znečištění lze pozorovat ze vzdálenosti několika kilometrů a obvykle vede ke snížení úrovně kvality ovzduší.
Důsledky tohoto jevu na lidské zdraví se promítají do nárůstu lékařských konzultací v důsledku respiračních a kardiovaskulárních problémů. Je třeba počítat s tím, že dýchání kontaminovaného vzduchu napadá zejména rizikové skupiny, jako jsou nemocní lidé, senioři nebo děti. A hladiny oxidu dusičitého a oxidu siřičitého se ukládají během období tepelné inverze. Částice o velikosti 10 a 2.5 mikronu se navíc koncentrují a pronikají do plicních alveol.
Doufám, že s těmito informacemi se dozvíte více o fenoménu tepelné inverze.