Gli strati di inversione della temperatura, chiamati anche inversioni termiche o solo strati di inversione, sono aree in cui il normale la diminuzione della temperatura dell'aria all'aumentare dell'altitudine viene invertita e l'aria sopra il suolo è più calda dell'aria sotto di esso. Gli strati di inversione possono verificarsi ovunque da vicino al livello del suolo fino a migliaia di piedi nel atmosfera.
Gli strati di inversione sono significativi per la meteorologia perché bloccano il flusso atmosferico che rende stabile l'aria su un'area in cui si verifica un'inversione. Ciò può quindi comportare vari tipi di modelli meteorologici.
Ancora più importante, tuttavia, le aree con forte inquinamento sono soggette a aria malsana e ad un aumento dello smog quando è presente un'inversione perché intrappolano gli inquinanti a livello del suolo invece di farli circolare lontano.
Le cause
Normalmente, la temperatura dell'aria diminuisce a una velocità di 3,5 ° F per ogni 1.000 piedi (o circa 6,4 ° C per ogni chilometro) che si sale nell'atmosfera. Quando è presente questo ciclo normale, viene considerata una massa d'aria instabile e l'aria scorre costantemente tra le aree calde e fredde. L'aria è più in grado di mescolarsi e diffondersi attorno agli inquinanti.
Durante un episodio di inversione, le temperature aumentano con l'aumentare dell'altitudine. Lo strato caldo di inversione funge quindi da tappo e interrompe la miscelazione atmosferica. Questo è il motivo per cui gli strati di inversione sono chiamati masse d'aria stabili.
Le inversioni di temperatura sono il risultato di altre condizioni meteorologiche in una zona. Si verificano più spesso quando una massa d'aria calda, meno densa si sposta su una massa d'aria fredda e densa.
Ciò può accadere, ad esempio, quando l'aria vicino al suolo perde rapidamente calore in una notte limpida. Il terreno si raffredda rapidamente mentre l'aria sopra di essa trattiene il calore che il terreno stava trattenendo durante il giorno.
Le inversioni di temperatura si verificano anche in alcune zone costiere perché il risveglio di acqua fredda può ridurre la temperatura dell'aria di superficie e la massa di aria fredda rimane sotto quelle più calde.
La topografia può anche svolgere un ruolo nella creazione di un'inversione di temperatura poiché a volte può far fluire aria fredda dalle vette delle montagne verso le valli. Quest'aria fredda spinge quindi sotto l'aria più calda che sale dalla valle, creando l'inversione.
Inoltre, possono formarsi inversioni anche in aree con una copertura nevosa significativa poiché la neve a livello del suolo è fredda e il suo colore bianco riflette quasi tutto il calore che arriva. Pertanto, l'aria sopra la neve è spesso più calda perché contiene l'energia riflessa.
conseguenze
Alcune delle conseguenze più significative delle inversioni di temperatura sono le condizioni meteorologiche estreme che a volte possono creare. Un esempio è la pioggia gelata.
Questo fenomeno si sviluppa con un'inversione di temperatura in una zona fredda perché la neve si scioglie mentre si muove attraverso lo strato di inversione caldo. La precipitazione continua quindi a cadere e passa attraverso lo strato freddo dell'aria vicino al suolo.
Quando si sposta attraverso questa massa finale di aria fredda, diventa "super-raffreddato" (raffreddato sotto lo zero senza diventando solido.) Le gocce super raffreddate diventano ghiaccio quando atterrano su oggetti come macchine, alberi e alberi il risultato è grandine o una tempesta di ghiaccio.
Intenso temporali e i tornado sono anche associati alle inversioni a causa dell'intensa energia che viene rilasciata dopo che un'inversione blocca i normali schemi di convezione di un'area.
Smog
Sebbene pioggia gelida, temporali e tornado siano eventi meteorologici significativi, una delle cose più importanti influenzate da uno strato di inversione è lo smog. Questa è la foschia grigio-brunastra che copre molte delle più grandi città del mondo ed è il risultato di polvere, scarico automatico e produzione industriale.
Lo smog è influenzato dallo strato di inversione perché, in sostanza, è limitato quando la massa di aria calda si sposta su un'area. Ciò accade perché lo strato d'aria più caldo si trova sopra una città e impedisce la normale miscelazione di aria più fresca e più densa.
L'aria invece diventa calma e, nel tempo, la mancanza di miscelazione fa intrappolare gli inquinanti sotto l'inversione, sviluppando quantità significative di smog.
Durante gravi inversioni che durano per lunghi periodi, smog può coprire intere aree metropolitane e causare problemi respiratori agli abitanti.
Nel dicembre del 1952 si verificò una simile inversione a Londra. A causa del freddo di dicembre, i londinesi hanno iniziato a bruciare più carbone, aumentando l'inquinamento atmosferico in città. Poiché l'inversione era presente sulla città, questi inquinanti rimasero intrappolati e aumentarono quelli di Londra inquinamento dell'aria. Il risultato è stato il Grande smog del 1952 questo è stato incolpato di migliaia di morti.
Come Londra, anche Città del Messico ha avuto problemi con lo smog che sono stati esacerbati dalla presenza di uno strato di inversione. Questa città è famosa per la sua scarsa qualità dell'aria, ma queste condizioni peggiorano quando i caldi sistemi subtropicali ad alta pressione si spostano sulla città e intrappolano l'aria nella Valle del Messico.
Quando questi sistemi di pressione intrappolano l'aria della valle, anche gli inquinanti sono intrappolati e si sviluppa uno smog intenso. Dal 2000, il governo del Messico ha sviluppato un piano per ridurre l'ozono e le particelle rilasciate nell'aria sopra la città.
Il grande smog di Londra e i problemi simili del Messico sono esempi estremi di smog che è influenzato dalla presenza di uno strato di inversione. Questo è un problema in tutto il mondo, tuttavia, e città come Los Angeles, Mumbai, Santiago e Teheran sperimentano spesso uno smog intenso quando si sviluppa uno strato di inversione su di loro.
Per questo motivo, molte di queste città e altre stanno lavorando per ridurre il loro inquinamento atmosferico. Per sfruttare al meglio questi cambiamenti e ridurre lo smog in presenza di un'inversione di temperatura, è importante capire prima tutti gli aspetti di questo fenomeno, rendendolo una componente importante dello studio della meteorologia, un sottocampo significativo all'interno geografia.