Indhold
- Hvad er en temperaturinversion?
- Konvektionscellecirkulation
- Højtrykssystemer og inversionsvejr
- Inversionslag og fryseregn
- Topografi og inversionslag
- Jordens største temperaturinversion
Virkningerne af temperaturinversioner i atmosfæren spænder fra milde til ekstreme. Inversionsforhold kan forårsage interessante vejrmønstre som tåge eller fryseregn eller kan resultere i dødbringende koncentration af smog.
Atmosfærenes største temperaturinversionslag stabiliserer jordens troposfære.
Hvad er en temperaturinversion?
Normalt falder den atmosfæriske temperatur, når højden øges. Energi fra solen opvarmer jordoverfladen, og den varme overføres til atmosfæren i kontakt med jorden. Varmeenergien bevæger sig opad i luftsøjlen, men spreder sig, når højden øges, og atmosfæren tyndes.
Meteorologer, der er videnskabsfolk, der studerer vejret, definerer inversion som "et lag af atmosfæren, hvor lufttemperaturen stiger med højden." Dette er tilfældet, hvad enten det er på overfladen eller hævet over overfladen.
Inversionsdefinitionen forklarer også, at når basen af inversionslaget ligger på overfladen, kaldes inversionen en overfladebaseret temperaturinversion. Når basen i inversionslaget er over overfladen, kaldes inversionslaget en inversion med forhøjet temperatur.
Konvektionscellecirkulation
På klare rolige morgener opvarmes Suns energi gradvist overfladen. Den opvarmede overflade varmer luften i direkte kontakt. Den varmere, mindre tæt luft stiger op, og tættere kold luft synker på sin plads. Den koldere luft varmer og stiger, med køligere luft synker ned til jorden, der skal varmes op igen. Når solen står op, udvikles det cykliske stigende og faldende luftmønster kaldet konvektionsceller.
Som jordtemperatur Uden vind for at røre luften forbliver den koldere luft på overfladen.
Uden skyer slipper overfladevarmen hurtigere. Jo længere natten, jo koldere bliver overfladen. Hvis overfladetemperaturen falder under dugpunktet (temperaturen, til hvilken luften skal afkøles for at nå mætning), kan der dannes jordtåge.
Når overfladeluften afkøles og luften ovenfor forbliver varmere, dannes den overfladebaserede temperaturinversion. Jo større temperaturforskel er, jo stærkere er inversionen. Større overfladevendinger dannes om vinteren, fordi nætterne er længere. Hvis vejrforholdene forbliver de samme, nedbrydes den overfladebaserede temperaturinversion, når solen kommer op og varmer overfladen igen.
Højtrykssystemer og inversionsvejr
Hvis et højtrykssystem imidlertid bevæger sig ind, kan inversionen muligvis forblive på plads i flere dage (og nætter). Når laget med koldere luft bliver tykkere, bliver inversionen et forhøjet inversionslag. Luften, der er fanget under inversionen, inkluderer fugt, røg og forurenende stoffer, der frigøres i luftmassen. Luftkvaliteten under et inversionslag forringes, når forurenende stoffer ophobes.
Når røg og kemikalier blandes med vanddamp, dannes smog. Uklarheden fra smog reducerer Suns energi og jorden får ikke så meget energi. Overfladen og luftmassen mellem overfladen og inversionslaget forbliver koldt og kan blive endnu koldere.
En ond cirkel kan udvikle sig, efterhånden som folk bruger mere varme, hvad enten det er fra ildsteder eller fossile brændstofforbrændende kraftværker, hvilket frigiver mere røg og kemikalier i den fangede kolde luftmasse og øger smog-diset, der reducerer Suns-energien. Alvorlige smogbegivenheder i 1948 i Donora, Pennsylvania, (USA) og i 1952 i London, England, skyldtes forhøjede temperaturinversionslag.
Inversionslag og fryseregn
Når det inversionslag med forhøjet temperatur er over frysetemperatur, og den underliggende kolde lufttemperatur er ved eller under frysetemperatur, forekommer fryseregn.
Regn falder som en væske gennem den relativt varmere luftmasse i inversionslaget. Når det flydende regn kommer ind i den koldere luftmasse under inversionslaget, fryser regndråberne til dannelse af frysende regn.
Topografi og inversionslag
Topografi spiller en vigtig rolle i at udvikle og holde inversionslag på plads. Kold luft fra højere højde dræn og bassiner i dale og lave områder som kystlinjer.
Den kolde luft afkøler overfladen og adskiller overfladen fra den varmere luft. Omgivende rygge og bakker beskytter dale mod vind, der kan blande luftmasserne og forstyrre inversionsmønsteret.
Jordens største temperaturinversion
Vejrmønstre forekommer i det nederste lag af atmosfæren, troposfæren. Over troposfæren ligger stratosfæren. I stratosfæren reagerer Suns-energien med atmosfæren for at danne et globalt ozonlag.
Dette ozonlag absorberer noget af Suns-energien, hvilket resulterer i et globalt forhøjet inversionslag over troposfæren. Dette inversionslag hjælper med at holde jordens overfladevarme i troposfæren.