Vrijeme u datom području ima snažan utjecaj na ljudski život, pa su informacije o stanju Zemljine atmosfere uvijek korisne sa ekonomskog stanovišta i u smislu zdravstvene sigurnosti. Temperaturna inverzija je jedan od tipova stanja nižih slojeva atmosfere. Šta je to i gdje se manifestira raspravlja se u članku.
Šta je temperaturna inverzija?
Ovaj koncept znači povećanje temperature zraka kako se povećava visina od zemljine površine. Ova naizgled bezazlena definicija povlači prilično ozbiljne posljedice. Činjenica je da se zrak može smatrati idealnim plinom, za koji je tlak pri fiksnoj zapremini obrnuto povezan s temperaturom. Pošto temperatura raste sa visinom tokom temperaturne inverzije, pritisak vazduha opada i njegova gustina opada.
Sa školskog kursa fizikepoznato je da se konvekcijski procesi koji uzrokuju vertikalno miješanje u zapremini fluidne tvari u gravitacionom polju javljaju ako su donji slojevi manje gustoće od gornjih (vrući zrak se uvijek diže). Dakle, temperaturna inverzija sprečava konvekciju u nižoj atmosferi.
Normalni atmosferski uslovi
Kao rezultat brojnih opservacija i mjerenja, ustanovljeno je da se u umjerenoj klimatskoj zoni naše planete temperatura zraka smanjuje za 6,5°C za svaki kilometar nadmorske visine, odnosno za 1°C sa povećanje nadmorske visine za 155 metara. Ova činjenica je zbog činjenice da se zagrijavanje atmosfere ne događa kao rezultat prolaska sunčeve svjetlosti kroz nju (za vidljivi spektar elektromagnetnog zračenja, zrak je providan), već kao rezultat njegove apsorpcije ponovno zračenog energije u infracrvenom opsegu sa površine zemlje i vode. Stoga, što su slojevi zraka bliže zemlji, to se više zagrijavaju po sunčanom danu.
U tropskoj klimatskoj zoni, vazduh se hladi sporije sa povećanjem nadmorske visine od navedenih brojki (približno 1 °C na 180 m). To je zbog prisustva pasata na ovim geografskim širinama, koji prenose toplinu od ekvatorijalnih područja do tropskih krajeva. Istovremeno, toplina dolazi iz gornjih slojeva (1-1,5 km) u donje, što sprječava brz pad temperature zraka s povećanjem nadmorske visine. Osim toga, debljina atmosfere u tropskoj zoni je veća nego u umjerenoj.
Dakle, normalno stanje atmosferskih slojeva leži u njihovimhlađenje sa povećanjem nadmorske visine. Ovo stanje pogoduje miješanju i vertikalnoj cirkulaciji zraka zbog procesa konvekcije.
Zašto gornji slojevi zraka mogu biti topliji od donjih?
Drugim riječima, zašto dolazi do temperaturne inverzije? To se dešava iz istog razloga kao i postojanje normalnih atmosferskih uslova. Zemlja ima veću toplotnu provodljivost od vazduha. To znači da se noću, kada na nebu nema oblaka i oblaka, brzo hladi, a hlade se i oni atmosferski slojevi koji su u direktnom kontaktu sa površinom zemlje. Rezultat je sljedeća slika: hladna površina zemlje, hladan sloj zraka u njenoj neposrednoj blizini i topla atmosfera na određenoj visini.
Šta je temperaturna inverzija i gdje se manifestira? Opisana situacija često se javlja u nizinama, u apsolutno bilo kojem području i na bilo kojoj geografskoj širini ujutro. Niski teren je zaštićen od horizontalnih kretanja vazdušnih masa, odnosno od vetra, pa vazduh ohlađen preko noći u njemu stvara lokalno stabilnu atmosferu. Fenomen temperaturne inverzije može se uočiti u planinskim dolinama. Pored opisanog procesa noćnog hlađenja, u planinama njegovo formiranje olakšava i „puzanje“hladnog vazduha sa padina u ravnicu.
Vek trajanja temperaturne inverzije može trajati od nekoliko sati do nekoliko dana. Normalni atmosferski uslovipostaviti čim se zemljana površina zagrije.
Koliko je opasna pojava o kojoj je riječ?
Stanje atmosfere u kojoj postoji temperaturna inverzija je stabilno i bez vjetra. To znači da ako na određenoj teritoriji dođe do bilo kakvih emisija u atmosferu ili isparavanja otrovnih tvari, one ne odlaze nikuda, već ostaju u zraku iznad dotičnog područja. Drugim riječima, fenomen temperaturne inverzije u atmosferi doprinosi višestrukom povećanju koncentracije toksičnih tvari u njoj, što predstavlja ogromnu opasnost po ljudsko zdravlje.
Opisana situacija se često dešava u velikim gradovima i metropolitanskim područjima. Na primjer, gradovi poput Tokija, New Yorka, Atine, Pekinga, Lime, Kuala Lumpura, Londona, Los Angelesa, Bombaja, glavnog grada Čilea - Santiaga i mnogih drugih gradova širom svijeta često pate od posljedica temperaturne inverzije. Zbog velike koncentracije ljudi, industrijske emisije u ovim gradovima su gigantske, što dovodi do pojave smoga u zraku, remeti vidljivost i predstavlja prijetnju ne samo zdravlju, već i ljudskim životima.
Dakle, 1952. godine u Londonu i 1962. godine u dolini Ruhr (Njemačka), nekoliko hiljada ljudi je umrlo od posljedica dugotrajnog postojanja temperaturne inverzije i značajnih emisija sumpornih oksida u atmosferu.
Glavni grad Perua, Lima
Otkrivajući pitanje šta je temperaturna inverzija u geografiji, zanimljivo jedonijeti situaciju u glavnom gradu Perua. Nalazi se na obali Pacifika i u podnožju planina Anda. Obalu u blizini grada pere hladna Humboldtova struja, što dovodi do jakog hlađenja zemljine površine. Potonji, pak, doprinosi hlađenju najnižih slojeva zraka i stvaranju magle (kako se temperatura zraka smanjuje, rastvorljivost vodene pare u njemu opada, potonja se manifestuje rosom i stvaranjem magle).
Kao rezultat opisanih procesa, nastaje paradoksalna situacija: obala Lime je prekrivena maglom, koja sprečava sunčeve zrake da zagreju površinu zemlje. Stoga je stanje temperaturne inverzije toliko stabilno (horizontalnu cirkulaciju zraka ometaju planine) da ovdje gotovo nikad ne pada kiša. Poslednja činjenica objašnjava zašto je obala Lime gotovo pustinja.
Kako se ponašati u slučaju dobijanja informacija o nepovoljnom stanju atmosfere?
Ako osoba živi u velikom gradu i dobila je informaciju o postojanju temperaturne inverzije u atmosferi, preporučuje se, ako je moguće, da ujutro ne izlazi napolje, već da sačeka dok zemlja zagrijava. Ako se ukaže takva potreba, onda treba koristiti ličnu zaštitnu opremu za disajne organe (zavoj od gaze, šal) i ne boraviti duže vrijeme na otvorenom.
