Sisältö
- Mikä on lämpötilan inversio?
- Konvektiokennon kierto
- Korkeapainejärjestelmät ja inversion sää
- Inversiokerrokset ja jäätyvä sade
- Topografia ja inversiokerrokset
- Maan suurin lämpötilan inversio
Ilman lämpötilan inversioiden vaikutukset vaihtelevat lievästä äärimmäiseen. Kääntöolosuhteet voivat aiheuttaa mielenkiintoisia sääkuvioita, kuten sumua tai jäätyvää sadetta, tai voivat johtaa tappavaan savukosketukseen.
Ilmakehän suurin lämpötilan inversiokerros vakauttaa maan troposfäärin.
Mikä on lämpötilan inversio?
Normaalisti ilman lämpötila laskee korkeuden kasvaessa. Auringosta tuleva energia lämmittää maapallon pintaa ja lämpö siirtyy ilmakehään kosketuksessa maan kanssa. Lämpöenergia liikkuu ylöspäin ilmapylväässä, mutta leviää, kun korkeus kasvaa ja ilmapiiri ohuempi.
Meteorologit, jotka ovat tutkijoita säätä, määrittelevät inversion "ilmakehän kerrokseksi, jossa ilman lämpötila nousee korkeuden myötä". Tämä on totta riippumatta siitä, onko se pinnalla tai kohonnut pinnan yläpuolelle.
Inversiomääritelmä selittää myös sen, että kun inversiokerroksen perusta on pinnalla, inversiota kutsutaan pintapohjaiseksi lämpötilan inversioksi. Kun inversiokerroksen pohja on pinnan yläpuolella, inversiokerrosta kutsutaan kohotetuksi lämpötilan inversioksi.
Konvektiokennon kierto
Selkeällä rauhallisella aamulla Auringon energia kuumentaa pintaa vähitellen. Lämmitetty pinta lämmittää ilman suorassa kosketuksessa. Lämpimämpi, vähemmän tiheä ilma nousee ja tiheämpi kylmä ilma uppoaa paikoilleen. Kylmempi ilma lämpenee ja nousee, ja viileämpi ilma vajoaa vuorotellen lämmitettävään maahan. Auringon noustessa kehittää sykliset nousevat ja laskevat ilmakuviot, joita kutsutaan konvektiosoluiksi.
Maanlämpötila Ilman sekoittamista ilman tuulta, kylmempi ilma pysyy pinnalla.
Ilman pilviä pinnan lämpö pääsee nopeammin. Mitä pidempi yö, sitä kylmemmäksi pinta muuttuu. Jos pinnan lämpötila laskee alle kastepisteen (lämpötila, johon ilma on jäähdytettävä kylläisyyden saavuttamiseksi), voi muodostua maasumua.
Kun pinta-ilma jäähtyy ja ilman yläpuolella pysyy lämpimämpänä, muodostuu pintapohjainen lämpötilan inversio. Mitä suurempi lämpötilaero, sitä voimakkaampi inversio. Voimakkaammat pintaversiot muodostuvat talvella, koska yöt ovat pidempiä. Jos sääolosuhteet pysyvät ennallaan, pintapohjainen lämpötilan inversio hajoaa auringon noustessa ja lämmittää pintaa uudelleen.
Korkeapainejärjestelmät ja inversion sää
Jos kuitenkin korkeapainejärjestelmä siirtyy sisään, kääntö voi pysyä paikoillaan useita päiviä (ja yötä). Kun kylmämmän ilman kerros paksenee, käänteisestä tulee korotettu käänteiskerros. Inversion alle jäänyt ilma sisältää kosteuden, savun ja epäpuhtaudet, jotka vapautuvat ilmamassaan. Ilmanlaatu käänteiskerroksen alla huononee epäpuhtauksien kertyessä.
Kun savu ja kemikaalit sekoittuvat vesihöyryyn, muodostuu savua. Tupakoitsu vähentää Auringon energiaa, ja maa ei saa niin paljon energiaa. Pinta ja pinnan ja kääntökerroksen välinen ilmamassa pysyvät kylminä ja voivat muuttua vielä kylmemmiksi.
Häiriökierto voi kehittyä, kun ihmiset käyttävät enemmän lämpöä, joko tulisijoista tai fossiilisia polttoaineita polttavissa voimalaitoksissa, vapauttaen enemmän savua ja kemikaaleja loukkuun jääneen kylmän ilmamassan joukkoon ja lisäämällä savusumua, joka vähentää Auringon energiaa. Korkeat lämpötilan inversiokerrokset aiheuttivat vakavia savu-tapahtumia vuonna 1948 Donorossa, Pennsylvaniassa (USA) ja vuonna 1952 Lontoossa, Englannissa.
Inversiokerrokset ja jäätyvä sade
Kun kohonnut lämpötilan inversiokerros on yli jäätymislämpötilan ja alla oleva kylmän ilman lämpötila on jäätymislämpötilassa tai sen alapuolella, esiintyy jäätyvää sadetta.
Sade putoaa nesteenä käänteiskerroksen suhteellisen lämpimämmän ilmamassan läpi. Kun nestemäinen sade tulee kylmempään ilmamassaan käänteiskerroksen alapuolelle, sadepisarat jäätyvät muodostaen jäätyvää sadetta.
Topografia ja inversiokerrokset
Topografialla on tärkeä rooli käänteiskerrosten kehittämisessä ja pitämisessä paikoillaan. Kylmä ilma korkeammasta korkeudesta poistuu nieluista ja altaista laaksoissa ja matalilla alueilla, kuten rannikoilla.
Kylmä ilma jäähdyttää pinnan ja erottaa pinnan lämpimämmästä ilmasta. Ympäröivät harjanteet ja mäet suojaavat laaksoja tuuleilta, jotka voivat sekoittaa ilmamassaa ja häiritä kääntökuviota.
Maan suurin lämpötilan inversio
Sääkuviot esiintyvät ilmakehän alakerroksessa, troposfäärissä. Troposfäärin yläpuolella on stratosfääri. Stratosfäärissä Auringon energia reagoi ilmakehän kanssa muodostaen maailmanlaajuisen otsonikerroksen.
Tämä otsonikerros absorboi osaa Auringon energiasta, jolloin troposfäärin yläpuolella on maailmanlaajuisesti kohonnut inversiokerros. Tämä käänteinen kerros auttaa pitämään maan pinnan lämmön troposfäärissä.