Säällä tietyllä alueella on voimakas vaikutus ihmisten elämään, joten tieto maapallon ilmakehän tilasta on aina hyödyllistä taloudellisesti ja terveysturvallisuuden kann alta. Lämpötilan inversio on yksi ilmakehän alempien kerrosten tilan tyypeistä. Mitä se on ja missä se ilmenee, käsitellään artikkelissa.
Mikä on lämpötilan inversio?
Tämä käsite tarkoittaa ilman lämpötilan nousua, kun korkeus maanpinnasta kasvaa. Tällä näennäisesti vaarattomalla määritelmällä on melko vakavia seurauksia. Tosiasia on, että ilmaa voidaan pitää ihanteellisena kaasuna, jonka paine kiinteässä tilavuudessa on kääntäen verrannollinen lämpötilaan. Koska lämpötila nousee korkeuden mukana lämpötilan inversion aikana, ilmanpaine laskee ja sen tiheys pienenee.
Koulun fysiikan kurssiltatiedetään, että konvektioprosesseja, jotka aiheuttavat pystysuuntaista sekoittumista nestemäisen aineen tilavuudessa gravitaatiokentässä, tapahtuu, jos alemmat kerrokset ovat vähemmän tiheitä kuin ylemmät (kuuma ilma nousee aina ylös). Siten lämpötilan inversio estää konvektion alemmassa ilmakehässä.
Normaalit ilmastoolosuhteet
Lukuisten havaintojen ja mittausten tuloksena havaittiin, että planeettamme lauhkealla ilmastovyöhykkeellä ilman lämpötila laskee 6,5 °C jokaista korkeuskilometriä kohden, eli 1 °C:n nostaa korkeutta 155 metrillä. Tämä tosiasia johtuu siitä, että ilmakehän lämpeneminen ei tapahdu auringonvalon läpikulun seurauksena (sähkömagneettisen säteilyn näkyvässä spektrissä ilma on läpinäkyvää), vaan sen seurauksena, että se absorboi uudelleen säteilytettyä. energiaa infrapuna-alueella maan pinnasta ja vedestä. Siksi mitä lähempänä maata ilmakerrokset ovat, sitä enemmän ne lämpenevät aurinkoisena päivänä.
Trooppisella ilmastovyöhykkeellä ilma jäähtyy hitaammin korkeuden kasvaessa kuin osoitetut luvut (noin 1 °C per 180 m). Tämä johtuu näillä leveysasteilla esiintyvistä pasaatituulista, jotka kuljettavat lämpöä päiväntasaaj alta trooppisiin alueisiin. Samaan aikaan lämpöä tulee ylemmistä kerroksista (1-1,5 km) alempiin, mikä estää ilman lämpötilan nopean laskun korkeuden kasvaessa. Lisäksi ilmakehän paksuus trooppisella vyöhykkeellä on suurempi kuin lauhkealla.
Siten ilmakehän kerrosten normaali tila on niissäjäähtyminen korkeuden kasvaessa. Tämä olosuhde suosii ilman sekoittumista ja pystysuoraa kiertoa konvektioprosessien vuoksi.
Miksi ylemmät ilmakerrokset voivat olla lämpimämpiä kuin alemmat?
Toisin sanoen, miksi lämpötila inversio tapahtuu? Tämä tapahtuu samasta syystä kuin normaalit ilmakehän olosuhteet. Maapallolla on suurempi lämmönjohtavuus kuin ilmalla. Tämä tarkoittaa, että yöllä, kun taivaalla ei ole pilviä ja pilviä, se jäähtyy nopeasti ja myös ne ilmakehän kerrokset, jotka ovat suorassa kosketuksessa maan pintaan, jäähtyvät. Tuloksena on seuraava kuva: maan kylmä pinta, kylmä ilmakerros sen välittömässä läheisyydessä ja lämmin ilmapiiri tietyllä korkeudella.
Mitä lämpötilan inversio on ja missä se ilmenee? Kuvattu tilanne syntyy usein alankoilla, aivan millä tahansa alueella ja millä tahansa leveysasteella aamulla. Matala maasto on suojattu ilmamassojen vaakasuorilta liikkeiltä eli tuulelta, joten siellä yön yli jäähtynyt ilma luo paikallisesti vakaan ilmapiirin. Lämpötilan inversion ilmiö voidaan havaita vuoristolaaksoissa. Kuvatun yöjäähdytysprosessin lisäksi vuoristossa sen muodostumista helpottaa myös kylmän ilman "hiipiminen" rinteiltä tasangoille.
Lämpötilan inversion käyttöikä voi kestää useista tunteista useisiin päiviin. Normaalit ilmakehän olosuhteetasettaa heti, kun maan pinta lämpenee.
Kuinka vaarallinen kyseessä oleva ilmiö on?
Ilmakehän tila, jossa tapahtuu lämpötilan inversio, on vakaa ja tuuleton. Tämä tarkoittaa, että jos tietyllä alueella tapahtuu päästöjä ilmakehään tai myrkyllisten aineiden haihtumista, ne eivät mene minnekään, vaan jäävät ilmaan kyseisen alueen yläpuolelle. Toisin sanoen ilmakehän lämpötilan käänteisilmiö myötävaikuttaa siihen, että siinä olevien myrkyllisten aineiden pitoisuudet lisääntyvät moninkertaisesti, mikä on v altava vaara ihmisten terveydelle.
Kuvattu tilanne esiintyy usein suurissa kaupungeissa ja suurkaupunkialueilla. Esimerkiksi kaupungit, kuten Tokio, New York, Ateena, Peking, Lima, Kuala Lumpur, Lontoo, Los Angeles, Bombay, Chilen pääkaupunki - Santiago ja monet muut kaupungit ympäri maailmaa kärsivät usein lämpötilan inversion seurauksista. Ihmisten suuren keskittymisen vuoksi teollisuuden päästöt ovat näissä kaupungeissa v altavat, mikä johtaa savun ilmaantumiseen ilmaan, mikä häiritsee näkyvyyttä ja muodostaa uhan paitsi terveydelle myös ihmishengelle.
Joten vuonna 1952 Lontoossa ja vuonna 1962 Ruhrin laaksossa (Saksa) useita tuhansia ihmisiä kuoli pitkäaikaisen lämpötilan inversion ja merkittävien rikkioksidipäästöjen seurauksena ilmakehään.
Perun pääkaupunki, Lima
On mielenkiintoista paljastaa kysymys siitä, mitä lämpötilan inversio on maantieteessätuovat tilanteen Perun pääkaupungissa. Se sijaitsee Tyynenmeren rannikolla ja Andien vuorten juurella. Kaupungin lähellä olevaa rannikkoa huuhtelee kylmä Humboldt-virta, joka johtaa maan pinnan voimakkaaseen jäähtymiseen. Jälkimmäinen puolestaan edistää alimpien ilmakerrosten jäähtymistä ja sumujen muodostumista (ilman lämpötilan laskeessa vesihöyryn liukoisuus siihen laskee, jälkimmäinen ilmenee kasteen ja sumun muodostumisena).
Kuvattujen prosessien seurauksena syntyy paradoksaalinen tilanne: Liman rannikko on peitetty sumulla, joka estää auringonsäteitä lämmittämästä maan pintaa. Siksi lämpötilan inversion tila on niin vakaa (vuoret estävät ilmankierron vaakasuuntaisesti), että täällä ei juuri koskaan sataa. Viimeinen tosiasia selittää, miksi Liman rannikko on melkein aavikko.
Miten käyttäytyä, jos ilmakehän epäsuotuisasta tilasta tulee tietoa?
Jos ihminen asuu suuressa kaupungissa ja hän on saanut tiedon lämpötilan inversion olemassaolosta ilmakehässä, suositellaan mahdollisuuksien mukaan olemaan menemättä ulos aamulla, vaan odottamaan, kunnes maapallo lämpenee. Jos sellainen tarve ilmaantuu, tulee käyttää hengityselinten henkilökohtaisia suojavarusteita (harsoside, huivi) äläkä oleskele ulkona pitkiä aikoja.
