Väder och luftkvalitet är i grunden kopplade. Solsken, regn, luftströmmar och temperatur har alla direkta effekter på luftföroreningar. Långa soldagar under sommaren katalyserar kemiska reaktioner mellan föroreningar, och högre vindhastigheter kan sprida områden med koncentrerad förorening.

Vädret påverkar luftföroreningar oavsett om det är skadligt eller användbart. Ingenstans är detta tydligare än händelsen av temperaturinversion.

Vad är en temperaturinversion?

Även kallat väderinversioner eller termiska inversioner, temperaturinversioner uppstår när atmosfärens normala värmegradient är omvänd. Luft nära marken är vanligtvis relativt varm och atmosfären blir kallare med höjd. Under en temperaturinversion fångas kall luft under varm luft, vilket skapar en ficka med stagnerad luft nära jordytan.

Värmeinversioner är vanligare än du kanske tror. Har du någonsin vaknat för att se en filt av dimma i lågt belägna områden och dagg på ditt gräs? Detta är ett tecken på temperaturinversion.

Temperaturinversioner sprids vanligtvis med vind eller när s ytan börjar värmas upp igen nästa dag, men när temperaturinversioner håller fast en stund kan föroreningar som fångats under locket på varm luft skapa farliga luftkvalitetsförhållanden.

Det finns flera typer av temperaturinversion, inklusive advektion och nedsänkning inversion, men den vanligaste typen är en strålningsinversion. Vi kommer att prata om vad som orsakar denna typ av termisk inversion nedan.

Vad orsakar en temperaturinversion?

Temperaturinversioner har ingen specifik orsak; snarare bidrar en rad faktorer till utvecklingen av en termisk inversion. Dessa faktorer inkluderar:

1. Topografi – Kall luft kan sjunka ner i låga områden, som dalar, lägga sig under lager varm luft och intensifiera inversionen.
2. Tid – Termiska inversioner uppstår på kvällen när landet börjar svalna. Jordens yta strålar inte längre så mycket värme, vilket gör att luften nära ytan kan svalna snabbare än luften ovan, vilket bildar en inversion.
3. Säsong – Inversionhändelser har den tid som krävs för att utvecklas under vintermånaderna, när nätterna är som längst. På samma sätt absorberar landet inte lika mycket värme från vinterns svaga solljus, vilket gör luften nära ytan relativt kallare.
4. Vind – Måttliga till starka vindar hjälper till att blanda lager av kall och varm luft, vilket förhindrar segmentering av en temperaturinversion. Vid svaga vindar är det mycket mer sannolikt att termiska inversioner förekommer.
5. Nederbörd – Regn, som vindar, hjälper till att blanda lager av luft, vilket avskräcker utvecklingen av temperaturinversion. Snö hindrar solljus från att värma upp landet, vilket gör luftskiktet närmast jordens yta svalare än normalt.

Den pittoreska utsikten över en klar vinterhimmel över en insnöad dal utgör de idealiska förhållandena för bildandet av en termisk inversion. Hur påverkar denna meteorologiska ”perfekta storm” luftkvaliteten? Låt oss ta reda på det.

Hur temperaturinversioner fäller luftföroreningar

Temperaturinversioner sätter effektivt lock på luftföroreningar i ett område. Vanligtvis , vindar och regn tar bort föroreningar, och många föroreningar blandas naturligt högre in i luftkolonnen och sprids. Dessa förbättringsprocesser inträffar inte under en inversion och föroreningar byggs upp i blandningsdjupet under inversionsnivån.

Det varma inversionsskiktet hindrar luftföroreningar från att blandas in i resten av atmosfären. Bild via Europeiska miljöbyrån.

Inversionens styrka, varaktighet och höjd kommer att avgöra svårighetsgraden av föroreningshändelsen , oberoende av föroreningsproduktion. Med en starkare inversion (större termisk skillnad mellan inversion och blandningsskikt) kan mindre förorening spridas till högre atmosfäriska nivåer. Likaså, ju längre en inversion varar, desto mer förorening kommer att byggas upp, och sämre kommer luftkvaliteten i blandningsskiktet att vara.

Som vi ser från diagrammet ovan förblir föroreningar fast i blandningsskiktet, men blandningsskiktet kan vara större eller mindre beroende på höjden på inversionen lager. Med ett lågt inversionsskikt är blandningsskiktet mycket mindre och föroreningskoncentrationerna kommer att skjuta i höjden.

En annan faktor som påverkar resultatet av en termisk inversion är föroreningsnivåerna i området. I områden med liten förorening har temperaturinversioner inte möjlighet att skapa föroreningar, eftersom det inte finns tillräckligt med föroreningar för att byggas upp i blandningsskiktet. Tyvärr förekommer temperaturinversioner på många platser, inklusive starkt förorenade.

Exempel på temperaturinversionshändelser

Några av världens mest anmärkningsvärda föroreningsepisoder har hänt på grund av termiska inversioner.

1952 ”Great Smog” i London

Storbritannien har länge plågats av luftkvalitetsfrågor, som började på 1200-talet. Under efterkrigstidens industriperiod blev luftföroreningar en oro av ökande omfattning.

Luftkvalitetsförhållandena nådde en låg punkt i december 1952, när en anticyklon och vindlösa förhållanden skapade en termisk inversion över London (se luftkvalitet i realtid i London). På grund av det ovanligt i kallt väder brände folk massiva mängder av billigt svavelhaltigt kol för att hålla sig varma. Partiklarna, svaveloxiderna och saltsyran i luften fastnade i inversionsskiktet och belagde staden i ett tjockt lager av dödlig smog i flera dagar. / p>

Bild via history.com.

Föroreningshändelsen, kallad den stora smogen 1952, beräknas ha dödat upp till 12 000 människor. Den stora smogen presenterades till och med i avsnitt fyra av Kronan, och den ledde till betydande politiska förändringar i Storbritannien, såsom Clean Air Act of 19 56.

1966 New York City Smog

Över ett decennium efter Londons Great Smog och efter sina egna föroreningsepisoder 1953 och 1963 hade New York City ett tredje stort föroreningsepisod 1966 På grund av en anticyklon och inversion dök Big Apples luftkvalitet över Thanksgiving-helgen och resulterade i cirka 168 dödsfall.

Luftföroreningar 1966 väckte snabbt nationell uppmärksamhet och hjälpte till att starta miljö- och luftkvalitetsmedvetenhet över hela världen. landet.

2013 Peking-smog

Ett mycket nyare exempel på en inversion-inducerad föroreningsepisod är smogen över nordöstra Kina 2013.

Bild via bbc.com.

Peking, Kina ligger vid spetsen av norra Kina slätten, och bergen ringer stadens norr-, nordväst- och västsidor. Landskapet i Peking gör det benäget för inversioner, och luftföroreningarna i staden byggs snabbt upp när temperaturinversioner inträffar.

Föroreningsnivåerna i norra Kina 2013 slog rekord och fick uppmärksamhet från det internationella samfundet och för att minska föroreningar i Peking.

Temperaturinversioner har en djupgående inverkan på vår luftkvalitet, särskilt i dagens stadsmiljö. Även om dessa väderfenomen är naturliga, oundvikliga händelser, hjälper förståelsen av temperaturinversioner att klargöra orsaken. av luftföroreningar avsnitt och avslöjar hur nära luftkvalitet och väder är kopplade.

För att lära dig mer om luftföroreningar, se till att kolla in vår diskussion om luftföroreningar nedan!