Pogoda i jakość powietrza są ze sobą zasadniczo powiązane. Słońce, deszcz, prądy powietrza i temperatura mają bezpośredni wpływ na zanieczyszczenie powietrza. Długie słoneczne dni w okresie letnim katalizują reakcje chemiczne między zanieczyszczeniami, a wyższe prędkości wiatru mogą rozproszyć obszary skoncentrowanego zanieczyszczenia.

Wpływ pogody na zanieczyszczenie powietrza, niezależnie od tego, czy jest szkodliwy czy pomocny, jest niezaprzeczalny. Nigdzie tak nie jest bardziej oczywiste niż inwersja temperatury.

Co to jest inwersja temperatury?

Nazywana także inwersją pogody lub inwersją termiczną, inwersje temperatury występują, gdy normalny gradient ciepła atmosfery jest Zwykle powietrze w pobliżu ziemi jest stosunkowo ciepłe, a atmosfera staje się zimniejsza wraz z wysokością. Podczas inwersji temperatury zimne powietrze jest uwięzione pod ciepłym powietrzem, tworząc kieszeń zastojowego powietrza blisko powierzchni Ziemi.

Odwrócenia termiczne są częstsze, niż myślisz. Czy kiedykolwiek budzisz się, aby zobaczyć warstwę mgły w nisko położonych obszarach i rosę na trawie? To jest oznaka inwersji temperatury.

Odwrócenie temperatury zwykle rozpraszają się wraz z wiatrem lub gdy s Twarz zaczyna ponownie się nagrzewać w ciągu następnego dnia, ale gdy inwersje temperatury utrzymują się przez chwilę, zanieczyszczenia uwięzione pod pokrywą ciepłego powietrza mogą stworzyć niebezpieczne warunki jakości powietrza.

Istnieje kilka rodzajów inwersji temperatury, w tym inwersja adwekcji i osiadania, ale najczęstszym typem jest inwersja promieniowania. Poniżej omówimy przyczyny tego typu inwersji termicznej.

Co powoduje inwersję temperatury?

Inwersje temperatury nie mają określonej przyczyny; raczej szereg czynników przyczynia się do rozwoju inwersji termicznej. Czynniki te obejmują:

1. Topografia – zimne powietrze może zapadać się w niskie obszary, takie jak doliny, osadzając się poniżej warstw ciepłego powietrza i intensyfikując inwersję.
2. Czas – zachodzą inwersje termiczne wieczorem, gdy ziemia zaczyna się ochładzać. Powierzchnia Ziemi nie emituje już tak dużej ilości ciepła, dzięki czemu powietrze przy powierzchni ostygnie szybciej niż powietrze nad powierzchnią, tworząc inwersję.
3. Pora roku – inwersja ma czas niezbędny do rozwoju w miesiącach zimowych, kiedy noce są najdłuższe. Podobnie ziemia nie pochłania tak dużo ciepła ze słabego zimowego światła słonecznego, dzięki czemu powietrze przy powierzchni jest stosunkowo chłodniejsze.
4. Wiatr – umiarkowany do silnego wiatry pomaga mieszać warstwy zimnego i ciepłego powietrza, zapobiegając segmentacji inwersja temperatury. W przypadku słabych wiatrów prawdopodobieństwo wystąpienia inwersji termicznych jest znacznie większe.
5. Opady – opady, podobnie jak wiatry, pomagają mieszać warstwy powietrza, zniechęcając do rozwoju inwersji temperatury. Śnieg blokuje ogrzewanie ziemi przez światło słoneczne, dzięki czemu warstwa powietrza najbliższa powierzchni Ziemi jest chłodniejsza niż zwykle.

Malowniczy widok czystego zimowego nieba nad pokrytą śniegiem doliną przedstawia idealne warunki do tworzenia inwersji termicznej. W jaki sposób ta meteorologiczna „idealna burza” wpływa na jakość powietrza? Dowiedzmy się.

W jaki sposób inwersje temperatury wychwytują zanieczyszczenie powietrza

Inwersje temperatur skutecznie pokrywają zanieczyszczenie powietrza na danym obszarze. Zwykle , wiatry i deszcze przenoszą zanieczyszczenia, a wiele z nich w naturalny sposób miesza się wyżej w słupie powietrza i rozprasza. Te procesy łagodzące nie zachodzą podczas inwersji, a zanieczyszczenia gromadzą się na głębokości mieszania poniżej poziomu inwersji.

Ciepła warstwa inwersyjna blokuje przedostawanie się zanieczyszczeń powietrza do reszty atmosfery. Zdjęcie za pośrednictwem Europejskiej Agencji Środowiska.

Siła, czas trwania i wysokość inwersji zadecydują o powadze zdarzenia zanieczyszczenia , niezależnie od produkcji zanieczyszczeń. Przy silniejszej inwersji (większej różnicy temperatur między warstwami inwersyjnymi i mieszanymi) mniej zanieczyszczeń może rozproszyć się na wyższe poziomy w atmosferze. Podobnie, im dłużej trwa inwersja, tym więcej zanieczyszczeń będzie się gromadzić, a gorsza będzie jakość powietrza w warstwie mieszającej.

Jak widać na powyższym diagramie, zanieczyszczenie pozostaje w warstwie mieszającej, ale warstwa mieszająca może być większa lub mniejsza w zależności od wysokości inwersji warstwa. Przy niskiej warstwie inwersji warstwa mieszająca jest znacznie mniejsza, a stężenie zanieczyszczeń gwałtownie wzrośnie.

Innym czynnikiem wpływającym na wynik inwersji termicznej jest poziom zanieczyszczenia w okolicy. Na obszarach o niewielkim zanieczyszczeniu inwersje temperatury nie mają możliwości tworzenia epizodów zanieczyszczenia, ponieważ nie ma wystarczającej ilości zanieczyszczeń, aby zebrać się w warstwie mieszania. Niestety inwersje temperatury występują w wielu miejscach, w tym w miejscach silnie zanieczyszczonych.

Przykłady inwersji temperatury

Niektóre z najbardziej znaczących epizodów zanieczyszczenia na świecie miały miejsce z powodu inwersji termicznych.

1952 „Wielki Smog” w Londynie

Wielką Brytanię od dawna nękają problemy związane z jakością powietrza, począwszy od XIII w. W powojennym okresie przemysłowym zanieczyszczenie powietrza stało się obawy o coraz większą skalę.

Warunki jakości powietrza osiągnęły najniższy poziom w grudniu 1952 r., kiedy antycyklon i bezwietrzne warunki spowodowały inwersję termiczną nad Londynem (patrz jakość powietrza w Londynie w czasie rzeczywistym). Podczas zimna ludzie spalali ogromne ilości taniego, siarkowego węgla, aby się ogrzać. Cząstki stałe, tlenki siarki i kwas solny w powietrzu zostały uwięzione przez warstwę inwersji, pokrywając miasto grubą warstwą śmiercionośnego smogu na wiele dni.

Zdjęcie z history.com.

Szacuje się, że zanieczyszczenie, nazwane Wielkim Smogiem z 1952 r., zabiło nawet 12 000 osób. Wielki Smog pojawił się nawet w czwartym odcinku Korony i doprowadziło to do znaczących zmian politycznych w Wielkiej Brytanii, takich jak ustawa o czystym powietrzu z 19 56.

Nowojorski smog z 1966 roku

Ponad dziesięć lat po Wielkim Smogu w Londynie i po własnych epizodach zanieczyszczenia w 1953 i 1963 roku, Nowy Jork miał trzeci poważny epizod zanieczyszczenia w 1966 roku . Z powodu antycyklonu i inwersji, jakość powietrza w Wielkim Jabłku pogorszyła się w weekend Święta Dziękczynienia i spowodowała około 168 zgonów.

Epizod zanieczyszczenia powietrza z 1966 roku szybko zwrócił uwagę całego kraju i pomógł zwiększyć świadomość dotyczącą środowiska i jakości powietrza kraju.

Smog w Pekinie w 2013 roku

Dużo nowszym przykładem epizodu zanieczyszczenia wywołanego inwersją jest smog nad północno-wschodnimi Chinami w 2013 roku.

Zdjęcie za pośrednictwem bbc.com.

Pekin w Chinach położony jest na krańcu Niziny Północnochińskiej, a góry otaczają miasto od północy, północnego zachodu i zachodu. Krajobraz Pekinu sprawia, że jest on podatny na inwersje, a zanieczyszczenie powietrza w mieście szybko rośnie, gdy występują inwersje temperatur.

Poziom zanieczyszczenia w północnych Chinach w 2013 roku pobił rekordy, przyciągając uwagę społeczności międzynarodowej i pobudzając wysiłki na rzecz zmniejszenia zanieczyszczenia wokół Pekinu.

Inwersje temperatur mają głęboki wpływ na jakość naszego powietrza, zwłaszcza w dzisiejszym środowisku miejskim. Chociaż te zjawiska pogodowe są zjawiskami naturalnymi, nieuniknionymi, zrozumienie inwersji temperatur pomaga wyjaśnić przyczynę epizodów zanieczyszczenia powietrza i pokazuje, jak ściśle ze sobą powiązane są jakość powietrza i pogoda.

Aby dowiedzieć się więcej o zanieczyszczeniu powietrza, zapoznaj się z naszą dyskusją o zanieczyszczeniu powietrza poniżej!