Инверсии температуры

Инверсия в метеорологии означает аномальный характер изменения какого-либо параметра в атмосфере с увеличением высоты. Наиболее часто это относится к температурной инверсии, то есть к увеличению температуры с высотой в некотором слое атмосферы вместо обычного понижения (см. атмосфера Земли).

Различают два типа инверсии:

приземные инверсии температуры, начинающиеся непосредственно от земной поверхности (толщина слоя инверсии — десятки метров)

инверсии температуры в свободной атмосфере (толщина слоя инверсии достигает сотни метров)

Инверсия температуры препятствует вертикальным перемещениям воздуха и способствует образованию дымки, тумана, смога, облаков, миражей. Инверсия сильно зависит от местных особенностей рельефа. Увеличение температуры в инверсионном слое колеблется от десятых долей градусов до 15—20 °C и более. Наибольшей мощностью обладают приземные инверсии температуры в Восточной Сибири и в Антарктиде в зимний период.

При определённых условиях нормальный вертикальный градиент температуры изменяется таким образом, что более холодный воздух оказывается у поверхности Земли. Это может произойти, например, при движении тёплой, менее плотной воздушной массы над холодным, более плотным слоем. Этот тип инверсии возникает в близости тёплых фронтов, а также в областях океанического апвеллинга, например у берегов Калифорнии. При достаточной влажности более холодного слоя, типично образование тумана под инверсионной «крышкой».

Ясной, тихой ночью при антициклоне холодный воздух может спускаться по склонам и собираться в долинах, где в результате температура воздуха будет ниже, чем на 100 или 200 м выше. Над холодным слоем там будет более тёплый воздух, который, вероятно, образует облако или лёгкий туман. Температурная инверсия наглядно демонстрируется на примере дыма от костра. Дым будет подниматься вертикально, а затем, когда достигнет «слоя инверсии», изогнётся горизонтально. Если эта ситуация создаётся в больших масштабах, пыль и грязь (смог), поднимающиеся в атмосферу, остаются там и, накапливаясь, приводят к серьёзному загрязнению.

При прекращении нормального процесса конвекции происходит загрязнение нижнего слоя атмосферы. Это вызывает проблемы в городах с большими объёмами выбросов. Инверсионные эффекты часто возникают в таких больших городах, как Мумбаи (Индия), Лос-Анджелес (США), Мехико (Мексика), Сан-Паулу (Бразилия), Сантьяго (Чили) и Тегеран (Иран). Небольшие города, такие как Осло (Норвегия) и Солт-Лейк-Сити (США), расположенные в долинах холмов и гор, также испытывают влияние запирающего инверсионного слоя. При сильной инверсии загрязнения воздуха могут стать причиной респираторных заболеваний. Великий смог в 1952 году в Лондоне является одним из самых серьёзных подобных событий — из-за него умерло более 10 тысяч людей.

Температурная инверсия представляет опасность для взлетающих самолётов, так как при входе воздушного судна в вышележащие слои более теплого воздуха снижается тяга двигателей.

Тепловой баланс планеты Земля

ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС ЗЕМЛИ -баланс энергии тепловых и радиац. процессов в атмосфере и на поверхности Земли. Осн. приток энергии в систему атмосфера - Земля обусловлен солнечным излучением в спектральном диапазоне от 0,1 до 4 мкм (коротковолновая радиация - КВР). Он характеризуется ср. энергией КВР, падающей на единичную площадку на верх. границе атмосферы З е м л и - и н с о л я ц и е й - Е0. В атмосфере часть этой энергии (E1 - Е4)поглощается облаками, аэрозолем и газами, часть (E4.) рассеивается и отражается в космос (см. рис.). (При рассмотрении Т. б. 3. обычно оперируют усреднёнными по времени и по поверхности, охватывающей Землю в пределах атмосферы, потоками энергии. через единичную площадку; пренебрегают толщиной атмосферы по сравнению с радиусом Земли.) До поверхности Земли доходит часть КВР, равная Е2. Часть КВР (E3) отражается поверхностью Земли и уходит в космос (т.о., Е2-Е3 поглощается Землёй). Общий поток энергии КВР, уходящий в космос, равен АЕ0, где А-альбедо системы атмосфера-Земля.

ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС СИСТЕМЫ ЗЕМЛЯ-АТМОСФЕРА

тепловой баланс Земли, алгебраическая сумма тепла, получаемого Землей в целом (вместе с атмосферой) от внешних источников и отдаваемого через атмосферу в космическое пространство. За длительное время тепловой баланс системы земля-атмосфера равен нулю. т. е. Земля как планета находится в тепловом равновесии. Однако наблюдающийся в последнее время эффект парниковый служит предупреждением о вероятном изменении теплового баланса Земли в результате глобального теплового загрязнения атмосферы. Антропогенное нарушение теплового баланса системы земля-атмосфера может быть предупреждено (исключено), если будут приняты срочные меры по борьбе с загрязнением атмосферы окислами углерода (особенно СО2), серы, азота, промышленной пылью и др.