Gli effetti dell'inversione della temperatura

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Autore: John Stephens
Data Della Creazione: 1 Gennaio 2021
Data Di Aggiornamento: 14 Novembre 2024
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Gli effetti dell'inversione della temperatura - Scienza
Gli effetti dell'inversione della temperatura - Scienza

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Gli effetti delle inversioni di temperatura nell'atmosfera vanno da lievi a estremi. Le condizioni di inversione possono causare modelli meteorologici interessanti come nebbia o pioggia gelida o possono provocare concentrazioni di smog mortali.

Il più grande strato di inversione di temperatura dell'atmosfera stabilizza la troposfera terrestre.

Che cos'è un'inversione di temperatura?

Normalmente, la temperatura atmosferica diminuisce all'aumentare dell'altitudine. L'energia del sole riscalda la superficie terrestre e il calore si trasferisce nell'atmosfera a contatto con la terra. L'energia termica si sposta verso l'alto nella colonna d'aria ma si diffonde all'aumentare dell'altitudine e l'atmosfera si assottiglia.

I meteorologi, che sono scienziati che studiano il clima, definiscono l'inversione come "uno strato dell'atmosfera in cui la temperatura dell'aria aumenta con l'altezza". Questo è vero sia in superficie che sopra la superficie.

La definizione di inversione spiega anche che quando la base dello strato di inversione si trova sulla superficie, l'inversione viene chiamata inversione di temperatura basata sulla superficie. Quando la base dello strato di inversione è sopra la superficie, lo strato di inversione viene chiamato inversione di temperatura elevata.

Circolazione delle cellule di convezione

Nelle mattine limpide e calme, l'energia del sole riscalda gradualmente la superficie. La superficie riscaldata riscalda l'aria a contatto diretto. L'aria più calda, meno densa sale e l'aria fredda più densa affonda al suo posto. L'aria più fredda si riscalda e si alza, con l'aria più fresca che scende a terra per essere riscaldata a sua volta. Quando il sole sorge, si sviluppa il modello ciclico di aria che sale e scende chiamato cellule di convezione.

Come temperatura del suolo Senza vento per agitare l'aria, l'aria più fredda rimane in superficie.

Senza nuvole, il calore superficiale fuoriesce più velocemente. Più lunga è la notte, più fredda diventa la superficie. Se la temperatura superficiale scende al di sotto del punto di rugiada (la temperatura alla quale l'aria deve essere raffreddata per raggiungere la saturazione), potrebbe formarsi nebbia al suolo.

Mentre l'aria di superficie si raffredda e l'aria sopra rimane più calda, si forma l'inversione della temperatura basata sulla superficie. Maggiore è la differenza di temperatura, più forte è l'inversione. Inversioni di superficie più forti si formano in inverno perché le notti sono più lunghe. Se le condizioni meteorologiche rimangono le stesse, l'inversione della temperatura basata sulla superficie si interrompe quando sorge il sole e riscalda di nuovo la superficie.

Sistemi ad alta pressione e condizioni meteorologiche inverse

Se, tuttavia, entra in azione un sistema ad alta pressione, l'inversione potrebbe rimanere in atto per diversi giorni (e notti). Man mano che lo strato di aria più fredda diventa più spesso, l'inversione diventa uno strato di inversione elevato. L'aria intrappolata sotto l'inversione include l'umidità, il fumo e le sostanze inquinanti rilasciate nella massa d'aria. La qualità dell'aria sotto uno strato di inversione si deteriora con l'accumulo delle sostanze inquinanti.

Mentre il fumo e le sostanze chimiche si mescolano al vapore acqueo, si forma lo smog. La foschia dello smog riduce l'energia solare e il suolo non guadagna più energia. La superficie e la massa d'aria tra la superficie e lo strato di inversione rimangono fredde e possono diventare ancora più fredde.

Un circolo vizioso può svilupparsi man mano che le persone usano più calore, dai caminetti o dalle centrali elettriche a combustibile fossile, rilasciando più fumo e sostanze chimiche nella massa d'aria fredda intrappolata e aumentando la foschia di smog che riduce l'energia del sole. Gravi eventi di smog nel 1948 a Donora, in Pennsylvania, (USA) e nel 1952 a Londra, in Inghilterra, derivarono da elevati livelli di inversione di temperatura.

Strati di inversione e pioggia gelata

Quando lo strato di inversione di temperatura elevata è al di sopra della temperatura di congelamento e la temperatura dell'aria fredda sottostante è alla o al di sotto della temperatura di congelamento, si verifica la pioggia gelata.

La pioggia cade sotto forma di liquido attraverso la massa d'aria relativamente più calda dello strato di inversione. Quando la pioggia liquida entra nella massa d'aria più fredda sotto lo strato di inversione, le gocce di pioggia si congelano per formare una pioggia gelida.

Strati di topografia e inversione

La topografia svolge un ruolo importante nello sviluppo e nel mantenimento degli strati di inversione. L'aria fredda proveniente da quote più elevate affonda e si accumula nelle valli e nelle aree basse come le coste.

L'aria fredda raffredda la superficie e la separa dall'aria più calda. Creste e colline circostanti proteggono le valli dai venti che potrebbero mescolare le masse d'aria e interrompere il modello di inversione.

La più grande inversione di temperatura della Terra

I modelli meteorologici si verificano nello strato inferiore dell'atmosfera, la troposfera. Sopra la troposfera si trova la stratosfera. Nella stratosfera, l'energia dei soli reagisce con l'atmosfera per formare uno strato globale di ozono.

Questo strato di ozono assorbe parte dell'energia del Sole risultando in uno strato di inversione elevato globale sopra la troposfera. Questo strato di inversione aiuta a trattenere il calore della superficie terrestre nella troposfera.