Weer en luchtkwaliteit zijn fundamenteel met elkaar verbonden. Zonneschijn, regen, luchtstromingen en temperatuur hebben allemaal directe invloed op de luchtvervuiling. Lange dagen zonneschijn in de zomer katalyseren chemische reacties tussen verontreinigende stoffen, en hogere windsnelheden kunnen gebieden met geconcentreerde vervuiling verspreiden.

Of het nu schadelijk of nuttig is, de invloed van het weer op luchtverontreiniging valt niet te ontkennen. Dit is nergens anders. duidelijker dan het geval van een temperatuurinversie.

Wat is een temperatuurinversie?

Ook wel weerinversie of thermische inversie genoemd, temperatuurinversie treedt op wanneer de normale warmtegradiënt van de atmosfeer is Omgekeerd. Meestal is lucht nabij de grond relatief warm en wordt de atmosfeer kouder met de hoogte. Tijdens een temperatuurinversie wordt koude lucht opgesloten onder warme lucht, waardoor een zak met stilstaande lucht ontstaat dicht bij het aardoppervlak.

Thermische inversies komen vaker voor dan je misschien denkt. Ooit wakker geworden met een deken van mist in laaggelegen gebieden en dauw op je gras? Dit is een teken van temperatuurinversie.

Temperatuurinversie meestal verspreiden met wind, of wanneer de s urface begint de volgende dag weer op te warmen, maar wanneer temperatuurinversies een tijdje blijven hangen, kunnen vervuilende stoffen die onder het deksel van warme lucht vastzitten, gevaarlijke omstandigheden voor de luchtkwaliteit creëren.

Er zijn verschillende soorten temperatuurinversies, waaronder advectie en verzakkingsinversie, maar het meest voorkomende type is een stralingsinversie. We zullen hieronder bespreken wat dit type thermische inversie veroorzaakt.

Wat veroorzaakt een temperatuurinversie?

Temperatuurinversies hebben geen specifieke oorzaak; veeleer draagt een reeks factoren bij aan de ontwikkeling van een thermische inversie. Deze factoren zijn onder meer:

1. Topografie – Koude lucht kan wegzakken in lage gebieden, zoals valleien, zich nestelen onder lagen warme lucht en de inversie versterken.
2. Tijd – Er treden thermische inversies op. tijdens de avond, wanneer het land begint af te koelen. Het aardoppervlak straalt niet langer zoveel warmte uit, waardoor lucht nabij het oppervlak sneller kan afkoelen dan de lucht erboven, waardoor een inversie ontstaat.
3. Seizoen – Inversiegebeurtenissen hebben de tijd die nodig is om zich te ontwikkelen tijdens de wintermaanden, wanneer nachten zijn het langst. Evenzo absorbeert het land niet zoveel warmte van het zwakke winterzonlicht, waardoor de lucht nabij het oppervlak relatief koeler wordt.
4. Wind – Matige tot sterke wind helpt bij het mengen van koude en warme luchtlagen, waardoor de segmentering van een temperatuurinversie. Bij zwakke wind is de kans veel groter dat thermische inversies optreden.
5. Neerslag – Neerslag helpt, net als wind, om luchtlagen te mengen, waardoor de ontwikkeling van een temperatuurinversie wordt ontmoedigd. Sneeuw zorgt ervoor dat zonlicht het land niet opwarmt, waardoor de luchtlaag die zich het dichtst bij het aardoppervlak bevindt, koeler is dan normaal.

Het schilderachtige uitzicht op een heldere winterhemel boven een ingesneeuwde vallei biedt de ideale omstandigheden voor de vorming van een thermische inversie. Hoe beïnvloedt deze meteorologische “perfecte storm” de luchtkwaliteit? Laten we eens kijken.

Hoe temperatuurinversies luchtvervuiling tegenhouden

Temperatuurinversies sluiten effectief een deksel op luchtvervuiling in een gebied. Meestal , winden en regen voeren verontreinigende stoffen af, en veel verontreinigende stoffen mengen zich van nature hoger in de luchtkolom en verspreiden zich. Deze verbeteringsprocessen vinden niet plaats tijdens een inversie en verontreinigende stoffen hopen zich op in de mengdiepte onder het inversieniveau.

De warme inversielaag voorkomt dat luchtverontreinigende stoffen zich vermengen met de rest van de atmosfeer. Afbeelding via het Europees Milieuagentschap.

De sterkte, duur en hoogte van de inversie bepalen de ernst van de vervuiling onafhankelijk van de vervuilingsproductie. Met een sterkere inversie (groter thermisch verschil tussen inversie- en menglagen), kan minder vervuiling zich verspreiden naar hogere atmosferische niveaus. Evenzo geldt dat hoe langer een inversie duurt, hoe meer vervuiling zich ophoopt, en de slechter zal de luchtkwaliteit in de menglaag zijn.

Zoals we in het bovenstaande diagram zien, blijft vervuiling in de menglaag hangen, maar de menglaag kan groter of kleiner zijn afhankelijk van de hoogte van de inversie laag. Met een lage inversielaag is de menglaag veel kleiner en zullen de vervuilingsconcentraties omhoogschieten.

Een andere factor die de uitkomst van een thermische inversie beïnvloedt, is de mate van vervuiling in het gebied. In gebieden met weinig vervuiling hebben temperatuurinversies niet de mogelijkheid om vervuilingsepisodes te creëren, omdat er niet genoeg vervuiling is om zich op te bouwen in de menglaag. Helaas komen temperatuurinversies voor op veel locaties, inclusief sterk vervuilde locaties.

Voorbeelden van temperatuurinversiegebeurtenissen

Enkele van ’s werelds meest opmerkelijke vervuilingsepisodes zijn opgetreden vanwege thermische inversies.

1952 London “Great Smog”

Het Verenigd Koninkrijk wordt al lang geplaagd door luchtkwaliteitsproblemen, te beginnen in de 13e eeuw. Tijdens de naoorlogse industriële periode werd luchtverontreiniging een bezorgdheid van toenemende omvang.

De luchtkwaliteitsomstandigheden bereikten een dieptepunt in december 1952, toen een anticycloon en windstille omstandigheden een thermische inversie boven Londen veroorzaakten (zie real-time luchtkwaliteit in Londen). Vanwege de ongebruikelijke Bij koud weer verbrandden mensen enorme hoeveelheden goedkope, zwavelhoudende steenkool om warm te blijven. De deeltjes, zwaveloxiden en zoutzuur in de lucht raakten opgesloten door de inversielaag, waardoor de stad dagenlang in een dikke laag dodelijke smog werd bedekt. / p>

Afbeelding via history.com.

De vervuilingsgebeurtenis, genaamd de Grote Smog van 1952, heeft naar schatting 12.000 mensen gedood. De Grote Smog was zelfs te zien in aflevering vier van The Crown, en het leidde tot ingrijpende beleidswijzigingen in het Verenigd Koninkrijk, zoals de Clean Air Act van 19 56.

1966 New York City Smog

Meer dan een decennium na de Great Smog in Londen en na zijn eigen vervuilingsepisodes in 1953 en 1963, had New York City in 1966 een derde grote vervuilingsepisode . Als gevolg van een anticycloon en inversie daalde de luchtkwaliteit van de Big Apple tijdens het Thanksgiving-weekend en resulteerde dit in ongeveer 168 doden.

De episode van luchtverontreiniging uit 1966 trok snel de nationale aandacht en hielp het bewustzijn over milieu en luchtkwaliteit op gang te brengen het land.

Beijing Smog 2013

Een veel recenter voorbeeld van een inversie-geïnduceerde vervuilingsepisode is de smog boven Noordoost-China in 2013.

Afbeelding via bbc.com.

Beijing, China ligt op het puntje van de Noord-Chinese vlakte, en bergen omringen de noord-, noordwest- en westkant van de stad. Het landschap van Peking maakt het vatbaar voor inversies, en de luchtvervuiling in de stad neemt snel toe wanneer temperatuurinversies optreden.

De vervuilingsniveaus in Noord-China braken in 2013 records en kregen aandacht van de internationale gemeenschap en wat leidt tot inspanningen om de vervuiling rond Beijing te verminderen.

Temperatuurinversies hebben een diepgaand effect op onze luchtkwaliteit, vooral in de huidige stedelijke omgeving. Hoewel deze weersverschijnselen natuurlijke, onvermijdelijke gebeurtenissen zijn, helpt het begrijpen van temperatuurinversies de oorzaak te verhelderen van luchtvervuiling en laat zien hoe nauw luchtkwaliteit en het weer met elkaar samenhangen.

Lees voor meer informatie over luchtvervuiling onze discussie over luchtverontreiniging hieronder!