Antud piirkonna ilm avaldab inimeste elule tugevat mõju, seega on teave Maa atmosfääri seisundi kohta alati kasulik nii majanduslikust kui ka terviseohutuse seisukohast. Temperatuuri inversioon on üks atmosfääri alumiste kihtide seisundi tüüpe. Mis see on ja kus see avaldub, seda käsitletakse artiklis.
Mis on temperatuuri inversioon?
See mõiste tähendab õhutemperatuuri tõusu, kui kõrgus maapinnast suureneb. See näiliselt kahjutu määratlus toob kaasa üsna tõsised tagajärjed. Fakt on see, et õhku võib pidada ideaalseks gaasiks, mille rõhk kindla mahu juures on pöördvõrdeline temperatuuriga. Kuna temperatuuri inversiooni ajal tõuseb temperatuur kõrgusega, siis õhurõhk väheneb ja selle tihedus väheneb.
Kooli füüsikakursuseston teada, et konvektsiooniprotsessid, mis põhjustavad gravitatsiooniväljas vedela aine mahu vertikaalset segunemist, tekivad siis, kui alumised kihid on ülemistest väiksema tihedusega (kuum õhk tõuseb alati üles). Seega takistab temperatuuri inversioon konvektsiooni madalamates atmosfäärikihtides.
Tavalised atmosfääritingimused
Arvukate vaatluste ja mõõtmiste tulemusena leiti, et meie planeedi parasvöötme kliimavööndis langeb õhutemperatuur 6,5 °C kõrguse iga kilomeetri kohta, st 1 °C võrra. kõrguse tõus 155 meetri võrra. See asjaolu on tingitud asjaolust, et atmosfääri kuumenemine ei toimu mitte päikesevalguse läbimise tõttu (elektromagnetkiirguse nähtava spektri jaoks on õhk läbipaistev), vaid selle neeldumise tagajärjel. energia infrapuna vahemikku maa ja vee pinn alt. Seega, mida lähemal on õhukihid maapinnale, seda rohkem nad päikesepaistelisel päeval soojenevad.
Troopilises kliimavööndis jahtub õhk kõrguse suurenedes aeglasem alt, kui on näidatud (umbes 1 °C 180 m kohta). Selle põhjuseks on pasaattuulte olemasolu neil laiuskraadidel, mis kannavad soojust ekvatoriaalpiirkondadest troopikasse. Samal ajal tuleb ülemistest kihtidest (1-1,5 km) alumistesse soojust, mis hoiab ära õhutemperatuuri kiire languse kõrguse tõustes. Lisaks on troopilises vööndis atmosfääri paksus suurem kui parasvöötmes.
Seega seisneb atmosfäärikihtide normaalne olek nendesjahutamine kõrguse suurenemisega. See tingimus soodustab õhu segunemist ja vertikaalset ringlust konvektsiooniprotsesside tõttu.
Miks võivad ülemised õhukihid olla soojemad kui alumised?
Teisisõnu, miks toimub temperatuuri inversioon? See juhtub samal põhjusel kui normaalsete atmosfääritingimuste olemasolu. Maal on suurem soojusjuhtivus kui õhul. See tähendab, et öösel, kui taevas pole pilvi ja pilvi, jahtub kiiresti ja jahtuvad ka need atmosfäärikihid, mis on maapinnaga otseses kontaktis. Tulemuseks on järgmine pilt: külm maapind, külm õhukiht selle vahetus läheduses ja soe atmosfäär teatud kõrgusel.
Mis on temperatuuri inversioon ja kus see avaldub? Kirjeldatud olukord tekib sageli madalikul, absoluutselt igal alal ja igal laiuskraadil hommikul. Madal maastik on kaitstud õhumasside horisontaalse liikumise ehk tuule eest, mistõttu üleöö jahtunud õhk loob seal lokaalselt stabiilse atmosfääri. Mägiorgudes võib täheldada temperatuuri inversiooni nähtust. Lisaks kirjeldatud öise jahtumise protsessile soodustab selle teket mägedes ka külma õhu "hiilimine" nõlvadelt tasandikele.
Temperatuuri inversiooni eluiga võib kesta mitu tundi kuni mitu päeva. Normaalsed atmosfääritingimusedseatakse kohe, kui maapind soojeneb.
Kui ohtlik on kõnealune nähtus?
Atmosfääri seisund, milles toimub temperatuuri inversioon, on stabiilne ja tuuletu. See tähendab, et kui mingis territooriumil tekib atmosfääriheiteid või mürgiste ainete aurustumist, siis need ei kao kuhugi, vaid jäävad õhku kõnealuse ala kohale. Teisisõnu, temperatuuri inversiooni nähtus atmosfääris aitab kaasa mürgiste ainete kontsentratsiooni mitmekordsele suurenemisele selles, mis kujutab endast tohutut ohtu inimeste tervisele.
Kirjeldatud olukord esineb sageli suurte linnade ja suurlinnapiirkondade kohal. Näiteks linnad nagu Tokyo, New York, Ateena, Peking, Lima, Kuala Lumpur, London, Los Angeles, Bombay, Tšiili pealinn Santiago ja paljud teised linnad üle maailma kannatavad sageli temperatuuri inversiooni tagajärgede all. Inimeste suure kontsentratsiooni tõttu on tööstusheitmed nendes linnades hiiglaslikud, mis põhjustab õhus sudu, mis häirib nähtavust ja ohustab mitte ainult tervist, vaid ka inimeste elu.
Niisiis suri 1952. aastal Londonis ja 1962. aastal Ruhri orus (Saksamaa) mitu tuhat inimest temperatuurimuutuste ja märkimisväärsete vääveloksiidide atmosfääri paiskamise tõttu pika aja jooksul.
Peruu pealinn Lima
Avaldades küsimust, mis on temperatuuri inversioon geograafias, on huvitavtuua olukorra Peruu pealinnas. See asub Vaikse ookeani rannikul ja Andide mägede jalamil. Linnalähedast rannikut uhub külm Humboldti hoovus, mis toob kaasa maapinna tugeva jahenemise. Viimane omakorda aitab kaasa kõige madalamate õhukihtide jahtumisele ja udude tekkele (õhutemperatuuri langedes väheneb veeauru lahustuvus selles, viimane väljendub kaste ja udu tekkes).
Kirjeldatud protsesside tulemusena tekib paradoksaalne olukord: Lima rannikut katab udu, mis ei lase päikesekiirtel maapinda soojendada. Seetõttu on temperatuuri inversiooni seisund nii stabiilne (horisontaalset õhuringlust takistavad mäed), et siin ei saja peaaegu kunagi. Viimane fakt selgitab, miks Lima rannik on peaaegu kõrb.
Kuidas käituda ebasoodsa atmosfääriseisundi kohta teabe saamisel?
Kui inimene elab suures linnas ja ta on saanud infot temperatuuri inversiooni olemasolust atmosfääris, on soovitatav võimalusel mitte minna hommikul õue, vaid oodata, kuni maakera soojendab. Kui selline vajadus tekib, siis tuleks kasutada hingamisteede kaitsevahendeid (marli side, sall) ja mitte viibida pikka aega õues.
