Vejret i et givet område har en stærk indvirkning på menneskers liv, så information om tilstanden af jordens atmosfære er altid nyttig ud fra et økonomisk synspunkt og med hensyn til sundhedssikkerhed. Temperaturinversion er en af tilstandstyperne for de nederste lag af atmosfæren. Hvad det er, og hvor det manifesterer sig, diskuteres i artiklen.
Hvad er temperaturinversion?
Dette koncept betyder en stigning i lufttemperaturen, efterhånden som højden fra jordens overflade stiger. Denne tilsyneladende harmløse definition har ganske alvorlige konsekvenser. Faktum er, at luft kan betragtes som en ideel gas, for hvilken tryk ved et fast volumen er omvendt relateret til temperaturen. Da temperaturen stiger med højden under en temperaturinversion, falder lufttrykket, og dets tæthed falder.
Fra et fysikkursus i skolendet er kendt, at konvektionsprocesser, der forårsager vertikal blanding i volumenet af et flydende stof i et gravitationsfelt, opstår, hvis de nederste lag er mindre tætte end de øverste (varm luft stiger altid). Temperaturinversionen forhindrer således konvektion i den lavere atmosfære.
Normale atmosfæriske forhold
Som et resultat af adskillige observationer og målinger blev det fundet, at i vores planets tempererede klimazone falder lufttemperaturen med 6,5 °C for hver kilometer i højden, det vil sige med 1 °C med en stigning i højden med 155 meter. Denne kendsgerning skyldes det faktum, at opvarmningen af atmosfæren ikke sker som et resultat af sollysets passage gennem den (for det synlige spektrum af elektromagnetisk stråling er luft gennemsigtig), men som et resultat af dens absorption af genudstrålet energi i det infrarøde område fra jordens overflade og vand. Jo tættere luftlagene er på jorden, jo mere varmer de derfor op på en solskinsdag.
I den tropiske klimazone afkøles luften langsommere med stigende højde end de angivne tal (ca. 1 °C pr. 180 m). Dette skyldes tilstedeværelsen af passatvinde på disse breddegrader, som transporterer varme fra ækvatorialområderne til troperne. Samtidig kommer der varme fra de øverste lag (1-1,5 km) til de nederste, hvilket forhindrer et hurtigt fald i lufttemperaturen med stigende højde. Desuden er tykkelsen af atmosfæren i den tropiske zone større end i den tempererede.
Den normale tilstand af de atmosfæriske lag ligger således i deresafkøling med stigende højde. Denne tilstand favoriserer blanding og vertikal cirkulation af luft på grund af konvektionsprocesser.
Hvorfor kan de øverste luftlag være varmere end de nederste?
Med andre ord, hvorfor forekommer temperaturinversion? Dette sker af samme grund som eksistensen af normale atmosfæriske forhold. Jorden har en større varmeledningsevne end luft. Det betyder, at om natten, hvor der ikke er skyer og skyer på himlen, afkøles det hurtigt, og de atmosfæriske lag, der er i direkte kontakt med jordens overflade, afkøles også. Resultatet er følgende billede: en kold overflade af jorden, et koldt luftlag i dens umiddelbare nærhed og en varm atmosfære i en vis højde.
Hvad er temperaturinversion, og hvor manifesterer den sig? Den beskrevne situation opstår ofte i lavlandet, i absolut ethvert område og enhver breddegrad om morgenen. Lavtliggende terræn er beskyttet mod vandrette bevægelser af luftmasser, det vil sige mod vinden, så luften, der afkøles natten over i det, skaber en lok alt stabil atmosfære. Fænomenet temperaturinversion kan observeres i bjergdale. Ud over den beskrevne proces med natafkøling, i bjergene, lettes dens dannelse også af "krybningen" af kold luft fra skråningerne ind i sletterne.
Livtiden for en temperaturinversion kan vare fra flere timer til flere dage. Normale atmosfæriske forholdindstilles, så snart jordens overflade varmes op.
Hvor farligt er det pågældende fænomen?
Tilstanden af atmosfæren, hvor der er en temperaturinversion, er stabil og vindstille. Det betyder, at hvis der sker nogen emissioner til atmosfæren eller fordampning af giftige stoffer i et givet territorium, går de ingen steder hen, men forbliver i luften over det pågældende område. Med andre ord bidrager fænomenet temperaturinversion i atmosfæren til en flere gange stigning i koncentrationen af giftige stoffer i atmosfæren, hvilket udgør en enorm fare for menneskers sundhed.
Den beskrevne situation opstår ofte over store byer og storbyområder. For eksempel lider byer som Tokyo, New York, Athen, Beijing, Lima, Kuala Lumpur, London, Los Angeles, Bombay, Chiles hovedstad - Santiago og mange andre byer rundt om i verden ofte under konsekvenserne af temperaturinversion. På grund af den høje koncentration af mennesker er industrielle emissioner i disse byer gigantiske, hvilket fører til forekomsten af smog i luften, forstyrrer sigtbarheden og udgør en trussel ikke kun mod sundheden, men også for menneskers liv.
Så i 1952 i London og i 1962 i Ruhr-dalen (Tyskland) døde flere tusinde mennesker som følge af en lang tids eksistens af temperaturinversion og betydelige emissioner af svovloxider til atmosfæren.
Perus hovedstad, Lima
Det er interessant at afsløre spørgsmålet om, hvad temperaturinversion er i geografibringe situationen i Perus hovedstad. Det ligger ved Stillehavskysten og ved foden af Andesbjergene. Kysten nær byen skylles af den kolde Humboldt-strøm, som fører til en kraftig afkøling af jordens overflade. Sidstnævnte bidrager til gengæld til afkøling af de nederste luftlag og dannelse af tåge (efterhånden som lufttemperaturen falder, falder vanddampens opløselighed i den, sidstnævnte viser sig i dug- og tågedannelse).
Som følge af de beskrevne processer opstår en paradoksal situation: Limas kyst er dækket af tåge, som forhindrer solens stråler i at opvarme jordens overflade. Derfor er tilstanden af temperaturinversion så stabil (vandret luftcirkulation hindres af bjerge), at det næsten aldrig regner her. Det sidste faktum forklarer, hvorfor Limas kyst næsten er en ørken.
Hvordan opfører man sig i tilfælde af at man modtager information om en ugunstig tilstand af atmosfæren?
Hvis en person bor i en stor by, og han har modtaget information om eksistensen af en temperaturinversion i atmosfæren, anbefales det, hvis det er muligt, ikke at gå udenfor om morgenen, men at vente til jorden varmer op. Hvis et sådant behov opstår, bør du bruge personlige værnemidler til åndedrætsorganerne (gazebandage, tørklæde) og ikke opholde dig udendørs i længere tid.
