Содержание
- Что такое температурная инверсия?
- Конвекционная клеточная циркуляция
- Системы высокого давления и инверсионная погода
- Инверсионные слои и ледяной дождь
- Слои топографии и инверсии
- Земля самая большая температурная инверсия
Эффекты температурных инверсий в атмосфере варьируются от слабых до экстремальных. Инверсионные условия могут вызвать интересные погодные условия, такие как туман или ледяной дождь, или могут привести к смертельной концентрации смога.
Атмосфера крупнейшего температурного инверсионного слоя стабилизирует тропосферу Земли.
Что такое температурная инверсия?
Как правило, температура воздуха уменьшается с увеличением высоты. Энергия Солнца нагревает поверхность Земли, и это тепло передается в атмосферу при контакте с Землей. Тепловая энергия движется вверх в столбе воздуха, но распространяется по мере увеличения высоты и утончения атмосферы.
Метеорологи, которые являются учеными, которые изучают погоду, определяют инверсию как «слой атмосферы, в котором температура воздуха увеличивается с высотой». Это верно как на поверхности, так и на возвышении над поверхностью.
Определение инверсии также объясняет, что когда основание слоя инверсии лежит на поверхности, инверсия называется поверхностной температурной инверсией. Когда основание инверсионного слоя находится над поверхностью, инверсионный слой называется инверсией при повышенной температуре.
Конвекционная клеточная циркуляция
В ясные спокойные утра энергия Солнца постепенно нагревает поверхность. Нагретая поверхность нагревает воздух при непосредственном контакте. Более теплый, менее плотный воздух поднимается, и более плотный холодный воздух уходит на свое место. Более холодный воздух нагревается и поднимается, а более холодный воздух опускается на землю, чтобы нагреваться по очереди. Когда Солнце поднимается, развивается циклический восходящий и падающий воздушный паттерн, называемый конвекционными ячейками.
Как температура земли Без ветра, чтобы перемешать воздух, более холодный воздух остается на поверхности.
Без облаков поверхностное тепло ускользает быстрее. Чем дольше ночь, тем холоднее становится поверхность. Если температура поверхности падает ниже точки росы (температура, до которой воздух должен охлаждаться, чтобы достичь насыщения), может образоваться наземный туман.
По мере того, как воздух на поверхности охлаждается, а воздух над ним остается теплее, возникает поверхностная температурная инверсия. Чем больше разница температур, тем сильнее инверсия. Зимой образуются более сильные поверхностные инверсии, потому что ночи длиннее. Если погодные условия остаются такими же, инверсия температуры на поверхности нарушается при восходе Солнца и снова нагревает поверхность.
Системы высокого давления и инверсионная погода
Однако, если система высокого давления движется, инверсия может оставаться на месте в течение нескольких дней (и ночей). По мере того как слой более холодного воздуха становится толще, инверсия превращается в повышенный слой инверсии. Воздух, попавший под инверсию, включает в себя влагу, дым и загрязняющие вещества, выделяющиеся в воздушную массу. Качество воздуха под инверсионным слоем ухудшается по мере накопления загрязняющих веществ.
Когда дым и химические вещества смешиваются с водяным паром, образуется смог. Дымка от смога уменьшает энергию Солнца, а земля не получает столько энергии. Поверхность и воздушная масса между поверхностью и инверсионным слоем остаются холодными и могут стать еще холоднее.
Порочный цикл может развиваться, когда люди используют больше тепла, будь то от каминов или электростанций, работающих на ископаемом топливе, выделяя больше дыма и химикатов в захваченную массу холодного воздуха и увеличивая дымность смога, которая уменьшает энергию Солнца. Серьезные события смога в 1948 году в Доноре, штат Пенсильвания, (США) и в 1952 году в Лондоне, Англия, произошли из-за повышенных температур инверсионных слоев.
Инверсионные слои и ледяной дождь
Когда слой инверсии с повышенной температурой выше температуры замерзания, а нижележащая температура холодного воздуха равна или ниже температуры замерзания, замерзающий дождь.
Дождь падает как жидкость через относительно более теплую воздушную массу инверсионного слоя. Когда жидкий дождь попадает в более холодную воздушную массу ниже слоя инверсии, капли дождя замерзают, образуя ледяной дождь.
Слои топографии и инверсии
Топография играет важную роль в разработке и удержании инверсионных слоев на месте. Холодный воздух от более высоких возвышений и бассейнов в долинах и низких областях, таких как береговые линии.
Холодный воздух охлаждает поверхность и отделяет поверхность от более теплого воздуха. Окружающие гряды и холмы защищают долины от ветров, которые могут смешивать воздушные массы и нарушать схему инверсии.
Земля самая большая температурная инверсия
Погодные явления происходят в нижнем слое атмосферы, тропосфере. Над тропосферой лежит стратосфера. В стратосфере энергия Солнца реагирует с атмосферой, образуя глобальный озоновый слой.
Этот озоновый слой поглощает часть энергии Солнца, что приводит к глобальному повышенному инверсионному слою над тропосферой. Этот инверсионный слой помогает удерживать тепло поверхности Земли в тропосфере.