Температурни инверзијски слојеви, који се називају и термичка инверзија или само инверзијски слојеви, су подручја где је нормално смањење температуре ваздуха са повећањем надморске висине се преокреће и ваздух изнад земље је топлији од ваздуха испод њега. Инверзијски слојеви могу се појавити било где од нивоа земље до висине од хиљаду метара атмосфера.
Инверзијски слојеви су значајни за метеорологију, јер блокирају атмосферски ток због чега зрак преко подручја које доживљава инверзију постаје стабилан. То онда може резултирати различитим врстама временских образаца.
Оно што је још важније, подручја са великим загађењем су склона нездравом ваздуху и повећању смога када је присутна инверзија зато што оне хватају загађиваче на нивоу земље уместо да их циркулишу далеко.
Узроци
Нормално се температура ваздуха смањује брзином од 3,5 ° Ф на сваких 1000 стопа (или отприлике 6,4 ° Ц на сваки километар) када се попнете у атмосферу. Када је присутан овај нормалан циклус, сматра се нестабилном ваздушном масом, а ваздух непрестано тече између топлих и хладних подручја. Зрак је бољи за мешање и ширење загађивача.
Током епизоде инверзије температуре се повећавају с повећањем надморске висине. Топли инверзијски слој тада делује као капа и зауставља мешање атмосфере. Због тога се инверзијски слојеви називају стабилним ваздушним масама.
Инверзије температуре резултат су других временских услова у неком подручју. Јављају се најчешће када се топла, мање густа ваздушна маса пређе преко густе, хладне ваздушне масе.
То се може догодити, на пример, када ваздух у близини земље брзо губи топлоту у ведрој ноћи. Тло се брзо хлади док ваздух изнад њега задржава топлоту коју је тло задржавало током дана.
Инверзије температуре се такође јављају у неким приморским областима јер наношење хладне воде може да смањи температуру површинског ваздуха и маса хладног ваздуха остане испод топлије.
Топографија такође може играти улогу у стварању температурне инверзије јер понекад може проузроковати да хладни ваздух струји са планинских врхова доле у долине. Овај хладни ваздух затим гура под топлији зрак који се уздиже из долине, стварајући инверзију.
Поред тога, инверзије се могу формирати и у областима са значајним снежним покривачем, јер снег на нивоу земље је хладан, а његова бела боја одражава скоро сву топлину која улази. Стога је ваздух изнад снега често топлији јер задржава рефлексну енергију.
Последице
Неке од најзначајнијих последица температурне инверзије су екстремни временски услови које понекад могу да створе. Један пример је ледена киша.
Ова појава се развија инверзијом температуре у хладном подручју јер се снег топи док се креће кроз топли инверзијски слој. Затим падавине и даље падају и пролазе кроз хладни слој ваздуха у близини земље.
Када се креће кроз ову задњу хладну ваздушну масу, она постаје „супер охлађена“ (хлађена испод смрзавања, без постају чврсти.) Прехлађене капи тада постају ледене када слете на предмете попут аутомобила и дрвећа и резултат је ледена киша или ледена олуја.
Интензивно тхундерстормс а торнада су такође повезана са инверзијама због интензивне енергије која се ослобађа након инверзије блокира нормалне форме конвекције подручја.
Смог
Иако су ледене кише, грмљавинске олује и торнада значајни временски догађаји, једна од најважнијих ствари на коју утјече инверзијски слој је смог. Ово је смеђе-сива измаглица која покрива многе највеће светске градове и резултат је прашине, аутопуха и индустријске производње.
На дим утјече слој инверзије, јер је у основи затворен када се маса топлог ваздуха креће по неком подручју. То се дешава зато што топлији ваздушни слој лежи над неким градом и спречава нормално мешање хладнијег, гушћег ваздуха.
Зрак уместо тога постаје миран, а временом недостатак мешања изазива загађење под инверзијом, развијајући значајне количине смога.
Током јаких инверзија које трају током дугих периода, смог може покрити читава градска подручја и узроковати респираторне проблеме становницима.
У децембру 1952. године у Лондону се десила таква инверзија. Због хладног децембарског времена, Лондончани су почели да сагоревају више угља, што је повећало загађење ваздуха у граду. Откако је присутна инверзија над градом, ти загађивачи су постали заробљени и повећали лондонске загађење ваздуха. Резултат је био Велики смог 1952 за то су кривили хиљаде смрти.
Као и Лондон, и Мексико Сити је имао проблема са смогом који су погоршани присуством инверзијског слоја. Овај град је познат због свог лошег квалитета ваздуха, али ови услови се погоршавају када се топли субтропски системи високог притиска крећу по граду и заробљавају ваздух у Мексичкој долини.
Када ови системи притиска заробе ваздух у долини, загађивачи се такође задржавају и развија се интензиван смог. Од 2000. године, мексичка влада је развила план који има за циљ да смањи озон и честице које се испуштају у ваздух изнад града.
Слични проблеми лондонског Великог смога и Мексика екстремни су примери на који смог утиче због инверзијског слоја. Међутим, ово је проблем широм света, а градови попут Лос Анђелеса, Мумбаја, Сантијага и Техерана често доживљавају интензиван смог када се над њима развије слој инверзије.
Због тога многи од ових градова и других раде на смањењу загађења ваздуха. Да бисте максимално искористили ове промене и смањили смог у присуству температурне инверзије, важно је прво разумети све аспекте овог феномена, што га чини важном компонентом проучавања метеорологије, значајног потпоља унутар географија.