Wetter und Luftqualität hängen grundlegend zusammen. Sonnenschein, Regen, Luftströmungen und Temperatur haben direkten Einfluss auf die Luftverschmutzung. Lange Sonnentage im Sommer katalysieren chemische Reaktionen zwischen Schadstoffen, und höhere Windgeschwindigkeiten können Bereiche mit konzentrierter Verschmutzung zerstreuen.

Ob schädlich oder hilfreich, die Auswirkungen des Wetters auf die Luftverschmutzung sind unbestreitbar. Nirgendwo ist dies der Fall offensichtlicher als das Ereignis einer Temperaturinversion.

Was ist eine Temperaturinversion?

Auch als Wetterinversionen oder thermische Inversionen bezeichnet, treten Temperaturinversionen auf, wenn der normale Wärmegradient der Atmosphäre ist Umgekehrt ist Luft in Bodennähe normalerweise relativ warm und die Atmosphäre wird mit zunehmender Höhe kälter. Während einer Temperaturinversion wird kalte Luft unter warmer Luft eingeschlossen, wodurch eine Tasche stagnierender Luft nahe der Erdoberfläche entsteht.

Thermische Inversionen sind häufiger als Sie vielleicht denken. Wachen Sie jemals auf, um eine Nebeldecke in tiefer gelegenen Bereichen zu sehen und auf Ihrem Gras zu tauen? Dies ist ein Zeichen für eine Temperaturinversion.

Temperaturinversionen in der Regel mit Wind zerstreuen, oder wenn die s Die Oberfläche erwärmt sich am nächsten Tag wieder, aber wenn die Temperaturumkehrungen eine Weile anhalten, können unter dem Deckel der warmen Luft eingeschlossene Schadstoffe gefährliche Bedingungen für die Luftqualität erzeugen.

Es gibt verschiedene Arten der Temperaturumkehrung, einschließlich Advektions- und Senkungsinversion, aber der häufigste Typ ist eine Strahlungsinversion. Wir werden im Folgenden darüber sprechen, was diese Art der thermischen Inversion verursacht.

Was verursacht eine Temperaturinversion?

Temperaturinversionen haben keine spezifische Ursache. Vielmehr tragen eine Reihe von Faktoren zur Entwicklung einer thermischen Inversion bei. Diese Faktoren umfassen:

1. Topographie – Kalte Luft kann in niedrige Bereiche wie Täler sinken, sich unter Schichten warmer Luft absetzen und die Inversion verstärken.
2. Zeit – Es treten thermische Inversionen auf Abends, wenn sich das Land abzukühlen beginnt. Die Erdoberfläche strahlt nicht mehr so viel Wärme ab, sodass Luft in der Nähe der Oberfläche schneller abkühlt als die Luft darüber und eine Inversion bildet.
3. Jahreszeit – Inversionsereignisse haben die Zeit, die erforderlich ist, um sich in den Wintermonaten zu entwickeln, wenn Nächte sind am längsten. Ebenso absorbiert das Land nicht so viel Wärme aus dem schwachen Sonnenlicht des Winters, wodurch die Luft in der Nähe der Oberfläche relativ kühler wird.
4. Wind – Mäßige bis starke Winde helfen dabei, Schichten kalter und warmer Luft zu mischen, wodurch die Segmentierung von a verhindert wird Temperaturinversion. Bei schwachen Winden ist es viel wahrscheinlicher, dass thermische Inversionen auftreten.
5. Niederschlag – Niederschläge helfen wie Winde dabei, Luftschichten zu mischen, was die Entwicklung einer Temperaturinversion hemmt. Schnee verhindert, dass Sonnenlicht das Land erwärmt, und macht die Luftschicht, die der Erdoberfläche am nächsten liegt, kühler als normal.

Der malerische Blick auf einen klaren Winterhimmel über einem verschneiten Tal bietet die idealen Bedingungen zur Bildung einer thermischen Inversion. Wie wirkt sich dieser meteorologische „perfekte Sturm“ auf die Luftqualität aus?

Wie Temperaturinversionen die Luftverschmutzung einfangen

Temperaturinversionen begrenzen effektiv die Luftverschmutzung in einem Gebiet. Normalerweise Winde und Niederschläge tragen Schadstoffe weg, und viele Schadstoffe mischen sich auf natürliche Weise höher in die Luftsäule und zerstreuen sich. Diese Verbesserungsprozesse treten während einer Inversion nicht auf, und Schadstoffe bauen sich in der Mischtiefe unterhalb des Inversionsniveaus auf.

Die warme Inversionsschicht verhindert, dass Luftschadstoffe in den Rest der Atmosphäre gelangen. Bild über die Europäische Umweltagentur.

Die Stärke, Dauer und Höhe der Inversion bestimmen die Schwere des Verschmutzungsereignisses Unabhängig von der Verschmutzungsproduktion. Bei einer stärkeren Inversion (größerer thermischer Unterschied zwischen Inversions- und Mischschichten) kann sich weniger Verschmutzung in höhere atmosphärische Niveaus ausbreiten. Je länger eine Inversion dauert, desto mehr Verschmutzung baut sich auf Die Luftqualität in der Mischschicht ist schlechter.

Wie aus dem obigen Diagramm ersichtlich, bleibt die Verschmutzung in der Mischschicht stecken, aber die Mischschicht kann abhängig von der Höhe der Inversion größer oder kleiner sein Schicht. Bei einer Schicht mit geringer Inversion ist die Mischschicht viel kleiner und die Verschmutzungskonzentrationen steigen sprunghaft an.

Ein weiterer Faktor, der das Ergebnis einer thermischen Inversion beeinflusst, ist der Verschmutzungsgrad in dem Gebiet. In Gebieten mit geringer Verschmutzung haben Temperaturinversionen nicht die Möglichkeit, Verschmutzungsereignisse zu erzeugen, da nicht genügend Verschmutzung vorhanden ist, um sich in der Mischschicht aufzubauen. Leider treten Temperaturinversionen an vielen Orten auf, auch an stark verschmutzten.

Beispiele für Temperaturinversionsereignisse

Einige der weltweit bemerkenswertesten Verschmutzungsereignisse sind aufgrund thermischer Inversionen aufgetreten.

1952 London „Great Smog“

Das Vereinigte Königreich ist seit dem 13. Jahrhundert seit langem von Problemen mit der Luftqualität geplagt. Während der Industriezeit der Nachkriegszeit wurde die Luftverschmutzung zu einem Problem Bedenken hinsichtlich zunehmender Größe.

Die Luftqualitätsbedingungen erreichten im Dezember 1952 einen Tiefpunkt, als ein Antizyklon und windstille Bedingungen eine thermische Inversion über London verursachten (siehe Echtzeit-Luftqualität in London) Bei kaltem Wetter verbrannten die Menschen riesige Mengen billiger, schwefelhaltiger Kohle, um warm zu bleiben. Die Partikel, Schwefeloxide und Salzsäure in der Luft wurden von der Inversionsschicht eingeschlossen und bedeckten die Stadt tagelang mit einer dicken Schicht tödlichen Smogs / p>

Bild über history.com.

Das Verschmutzungsereignis, das als Great Smog von 1952 bezeichnet wird, hat schätzungsweise bis zu 12.000 Menschen getötet. Der Great Smog wurde sogar in Episode 4 von vorgestellt Die Krone, und es führte zu erheblichen politischen Änderungen im Vereinigten Königreich, wie dem Clean Air Act von 19 56.

1966 New Yorker Smog

Über ein Jahrzehnt nach dem Londoner Great Smog und nach seinen eigenen Verschmutzungsereignissen in den Jahren 1953 und 1963 hatte New York City 1966 eine dritte große Verschmutzungserscheinung Aufgrund eines Antizyklons und einer Umkehrung sank die Luftqualität des Big Apple am Thanksgiving-Wochenende und führte zu ungefähr 168 Todesfällen.

Die Luftverschmutzungs-Episode von 1966 zog schnell die nationale Aufmerksamkeit auf sich und trug dazu bei, das Bewusstsein für Umwelt und Luftqualität zu stärken das Land.

2013 Beijing Smog

Ein viel jüngeres Beispiel für eine durch Inversion verursachte Verschmutzung ist der Smog über Nordostchina im Jahr 2013.

Bild über bbc.com.

Peking, China, liegt an der Spitze der Nordchinesischen Tiefebene, und Berge umgeben die Nord-, Nordwest- und Westseite der Stadt. Die Landschaft Pekings macht es anfällig für Inversionen, und die Luftverschmutzung in der Stadt nimmt schnell zu, wenn Temperaturinversionen auftreten.

Die Verschmutzungsgrade in Nordchina im Jahr 2013 brachen Rekorde und erregten die Aufmerksamkeit der internationalen Gemeinschaft und

Temperaturinversionen haben einen tiefgreifenden Einfluss auf unsere Luftqualität, insbesondere in der heutigen städtischen Umgebung. Während diese Wetterphänomene natürliche, unvermeidbare Ereignisse sind, hilft das Verständnis von Temperaturinversionen, die Ursache zu klären

Um mehr über Luftverschmutzung zu erfahren, lesen Sie bitte unsere nachstehende Diskussion über Luftverschmutzung!