Времето в даден район оказва силно влияние върху човешкия живот, така че информацията за състоянието на земната атмосфера винаги е полезна от икономическа гледна точка и от гледна точка на безопасността на здравето. Температурната инверсия е един от видовете състоянието на долните слоеве на атмосферата. Какво представлява и къде се проявява се обсъжда в статията.
Какво е температурна инверсия?
Тази концепция означава повишаване на температурата на въздуха с увеличаване на височината от земната повърхност. Това на пръв поглед безобидно определение води до доста сериозни последици. Факт е, че въздухът може да се счита за идеален газ, за който налягането при фиксиран обем е обратно пропорционално на температурата. Тъй като температурата се увеличава с надморската височина по време на температурна инверсия, налягането на въздуха намалява и неговата плътност намалява.
От училищен курс по физикаизвестно е, че конвекционните процеси, които причиняват вертикално смесване в обема на течно вещество в гравитационно поле, възникват, ако долните слоеве са по-малко плътни от горните (горещият въздух винаги се издига). По този начин температурната инверсия предотвратява конвекцията в долната атмосфера.
Нормални атмосферни условия
В резултат на многобройни наблюдения и измервания беше установено, че в умерения климатичен пояс на нашата планета температурата на въздуха намалява с 6,5 ° C за всеки километър надморска височина, тоест с 1 ° C с увеличаване на надморската височина със 155 метра. Този факт се дължи на факта, че нагряването на атмосферата възниква не в резултат на преминаването на слънчева светлина през нея (за видимия спектър на електромагнитното излъчване въздухът е прозрачен), а в резултат на поглъщането му на повторно излъчени енергия в инфрачервения диапазон от повърхността на земята и водата. Следователно, колкото по-близо са въздушните слоеве до земята, толкова повече се затоплят в слънчев ден.
В тропическия климатичен пояс въздухът се охлажда по-бавно с увеличаване на надморската височина от посочените цифри (приблизително 1 °C на 180 m). Това се дължи на наличието на пасати в тези географски ширини, които пренасят топлина от екваториалните райони към тропиците. В същото време топлината идва от горните слоеве (1-1,5 km) към долните, което предотвратява бърз спад на температурата на въздуха с увеличаване на надморската височина. Освен това дебелината на атмосферата в тропическия пояс е по-голяма, отколкото в умерената.
По този начин нормалното състояние на атмосферните слоеве се крие в технитеохлаждане с увеличаване на надморската височина. Това условие благоприятства смесването и вертикалната циркулация на въздуха поради процесите на конвекция.
Защо горните въздушни слоеве могат да бъдат по-топли от долните?
С други думи, защо възниква температурна инверсия? Това се случва по същата причина като съществуването на нормални атмосферни условия. Земята има по-голяма топлопроводимост от въздуха. Това означава, че през нощта, когато на небето няма облаци и облаци, то се охлажда бързо и тези атмосферни слоеве, които са в пряк контакт със земната повърхност, също се охлаждат. Резултатът е следната картина: студена повърхност на земята, студен слой въздух в непосредствена близост до нея и топла атмосфера на определена височина.
Какво е температурната инверсия и къде се проявява? Описаната ситуация често възниква в низините, в абсолютно всяка област и всяка географска ширина сутрин. Ниско разположеният терен е защитен от хоризонтални движения на въздушните маси, тоест от вятъра, така че охладеният през нощта въздух в него създава локално стабилна атмосфера. Феноменът на температурна инверсия може да се наблюдава в планинските долини. Освен описания процес на нощно охлаждане, в планините неговото образуване се улеснява и от „пълзенето“на студен въздух от склоновете в равнините.
Продължителността на живота на температурната инверсия може да продължи от няколко часа до няколко дни. Нормални атмосферни условиязадайте веднага щом земната повърхност се затопли.
Колко опасно е въпросното явление?
Състоянието на атмосферата, в което има температурна инверсия, е стабилно и безветрено. Това означава, че ако на дадена територия се появят емисии в атмосферата или изпаряване на токсични вещества, те не отиват никъде, а остават във въздуха над въпросната зона. С други думи, явлението температурна инверсия в атмосферата допринася за многократно повишаване на концентрацията на токсични вещества в нея, което представлява огромна опасност за човешкото здраве.
Описаната ситуация често се случва в големи градове и метрополни райони. Например градове като Токио, Ню Йорк, Атина, Пекин, Лима, Куала Лумпур, Лондон, Лос Анджелис, Бомбай, столицата на Чили – Сантяго и много други градове по света често страдат от последиците от температурната инверсия. Поради високата концентрация на хора индустриалните емисии в тези градове са гигантски, което води до появата на смог във въздуха, нарушаващ видимостта и представлява заплаха не само за здравето, но и за човешкия живот.
И така, през 1952 г. в Лондон и през 1962 г. в долината Рур (Германия), няколко хиляди души загинаха в резултат на дълго време на съществуване на температурна инверсия и значителни емисии на серни оксиди в атмосферата.
Столицата на Перу, Лима
Разкривайки въпроса какво е температурна инверсия в географията, е интереснодонесе ситуацията в столицата на Перу. Намира се на брега на Тихия океан и в подножието на планините Андите. Крайбрежието в близост до града се измива от студеното Хумболтово течение, което води до силно охлаждане на земната повърхност. Последното от своя страна допринася за охлаждането на най-ниските въздушни слоеве и образуването на мъгли (с понижаване на температурата на въздуха, разтворимостта на водната пара в него намалява, последната се проявява в образуване на роса и мъгла).
В резултат на описаните процеси възниква парадоксална ситуация: крайбрежието на Лима е покрито с мъгла, която не позволява на слънчевите лъчи да нагряват земната повърхност. Следователно състоянието на температурна инверсия е толкова стабилно (хоризонталната циркулация на въздуха е затруднена от планините), че тук почти никога не вали. Последният факт обяснява защо крайбрежието на Лима е почти пустиня.
Как да се държим в случай на получаване на информация за неблагоприятно състояние на атмосферата?
Ако човек живее в голям град и е получил информация за наличието на температурна инверсия в атмосферата, препоръчително е, ако е възможно, да не излизате навън сутрин, а да изчакате, докато земята загрявка. Ако възникне такава необходимост, тогава трябва да използвате лични предпазни средства за дихателните органи (превръзка от марля, шал) и да не оставате на открито за дълго време.
