Il clima in una determinata area ha un forte impatto sulla vita umana, quindi le informazioni sullo stato dell'atmosfera terrestre sono sempre utili dal punto di vista economico e in termini di sicurezza sanitaria. L'inversione della temperatura è uno dei tipi di stato degli strati inferiori dell'atmosfera. Che cos'è e dove si manifesta è discusso nell'articolo.
Cos'è l'inversione di temperatura?
Questo concetto significa un aumento della temperatura dell'aria all'aumentare dell' altezza dalla superficie terrestre. Questa definizione apparentemente innocua comporta conseguenze abbastanza gravi. Il fatto è che l'aria può essere considerata un gas ideale, per il quale la pressione a volume fisso è inversamente proporzionale alla temperatura. Poiché la temperatura aumenta con l' altitudine durante un'inversione di temperatura, la pressione dell'aria diminuisce e la sua densità diminuisce.
Da un corso di fisica a scuolaè noto che i processi di convezione che provocano la miscelazione verticale nel volume di una sostanza fluida in un campo gravitazionale si verificano se gli strati inferiori sono meno densi di quelli superiori (l'aria calda sale sempre). Pertanto, l'inversione della temperatura impedisce la convezione nella bassa atmosfera.
Condizioni atmosferiche normali
A seguito di numerose osservazioni e misurazioni, si è riscontrato che nella zona a clima temperato del nostro pianeta la temperatura dell'aria diminuisce di 6,5°C per ogni chilometro di altitudine, cioè di 1°C con un aumento di quota di 155 metri. Questo fatto è dovuto al fatto che il riscaldamento dell'atmosfera avviene non come risultato del passaggio della luce solare attraverso di essa (per lo spettro visibile della radiazione elettromagnetica, l'aria è trasparente), ma come risultato del suo assorbimento di radiazioni ri-irradiate energia nella gamma degli infrarossi dalla superficie della terra e dell'acqua. Pertanto, più gli strati d'aria sono vicini al suolo, più si riscaldano in una giornata di sole.
Nella zona a clima tropicale, l'aria si raffredda più lentamente con l'aumentare dell' altitudine rispetto ai valori indicati (circa 1 °C per 180 m). Ciò è dovuto alla presenza di alisei a queste latitudini, che trasportano calore dalle regioni equatoriali ai tropici. Allo stesso tempo, il calore arriva dagli strati superiori (1-1,5 km) a quelli inferiori, il che impedisce un rapido calo della temperatura dell'aria con l'aumentare della quota. Inoltre, lo spessore dell'atmosfera nella zona tropicale è maggiore che in quella temperata.
Quindi, lo stato normale degli strati atmosferici risiede nel lororaffreddamento con l'aumentare della quota. Questa condizione favorisce la miscelazione e la circolazione verticale dell'aria grazie ai processi di convezione.
Perché gli strati d'aria superiori possono essere più caldi di quelli inferiori?
In altre parole, perché si verifica l'inversione della temperatura? Ciò accade per lo stesso motivo dell'esistenza di normali condizioni atmosferiche. La terra ha una conduttività termica maggiore dell'aria. Ciò significa che di notte, quando non ci sono nuvole e nuvole nel cielo, si raffredda rapidamente e si raffreddano anche gli strati atmosferici che sono a diretto contatto con la superficie terrestre. Il risultato è la seguente immagine: una superficie fredda della terra, uno strato d'aria freddo nelle sue immediate vicinanze e un'atmosfera calda a una certa altezza.
Cos'è l'inversione di temperatura e dove si manifesta? La situazione descritta si presenta spesso in pianura, in qualsiasi zona ea qualsiasi latitudine al mattino. Il terreno pianeggiante è protetto dai movimenti orizzontali delle masse d'aria, cioè dal vento, quindi l'aria raffreddata durante la notte al suo interno crea un'atmosfera localmente stabile. Il fenomeno dell'inversione di temperatura è osservabile nelle valli montane. Oltre al descritto processo di raffreddamento notturno, in montagna, la sua formazione è facilitata anche dallo "strisciamento" dell'aria fredda dai pendii alla pianura.
La durata di un'inversione di temperatura può durare da alcune ore a diversi giorni. Condizioni atmosferiche normaliimpostare non appena la superficie terrestre si riscalda.
Quanto è pericoloso il fenomeno in questione?
Lo stato dell'atmosfera in cui si verifica un'inversione di temperatura è stabile e senza vento. Ciò significa che se in un determinato territorio si verificano emissioni in atmosfera o evaporazioni di sostanze tossiche, queste non vanno da nessuna parte, ma rimangono nell'aria al di sopra dell'area in questione. In altre parole, il fenomeno dell'inversione della temperatura nell'atmosfera contribuisce ad un aumento multiplo della concentrazione di sostanze tossiche al suo interno, che rappresenta un enorme pericolo per la salute umana.
La situazione descritta si verifica spesso nelle grandi città e nelle aree metropolitane. Ad esempio, città come Tokyo, New York, Atene, Pechino, Lima, Kuala Lumpur, Londra, Los Angeles, Bombay, la capitale del Cile - Santiago e molte altre città del mondo soffrono spesso delle conseguenze dell'inversione della temperatura. A causa dell'elevata concentrazione di persone, le emissioni industriali in queste città sono gigantesche, il che porta alla comparsa di smog nell'aria, che interrompe la visibilità e rappresenta una minaccia non solo per la salute, ma anche per la vita umana.
Così, nel 1952 a Londra e nel 1962 nella Valle della Ruhr (Germania), diverse migliaia di persone morirono a causa di un lungo periodo di esistenza dell'inversione della temperatura e di significative emissioni di ossidi di zolfo nell'atmosfera.
Capitale del Perù, Lima
Rivelando la domanda su cosa sia l'inversione della temperatura in geografia, è interessanteportare la situazione nella capitale del Perù. Si trova sulla costa del Pacifico e ai piedi delle Ande. La costa vicino alla città è bagnata dalla fredda corrente di Humboldt, che porta a un forte raffreddamento della superficie terrestre. Quest'ultimo, a sua volta, contribuisce al raffreddamento degli strati d'aria più bassi e alla formazione di nebbie (al diminuire della temperatura dell'aria, diminuisce la solubilità del vapore acqueo in essa contenuto, quest'ultimo si manifesta nella formazione di rugiada e nebbia).
A seguito dei processi descritti, si presenta una situazione paradossale: la costa di Lima è ricoperta di nebbia, che impedisce ai raggi solari di riscaldare la superficie terrestre. Pertanto, lo stato di inversione della temperatura è così stabile (la circolazione orizzontale dell'aria è ostacolata dalle montagne) che qui non piove quasi mai. L'ultimo fatto spiega perché la costa di Lima è quasi un deserto.
Come comportarsi in caso di ricezione di informazioni su uno stato sfavorevole dell'atmosfera?
Se una persona vive in una grande città e ha ricevuto informazioni sull'esistenza di un'inversione di temperatura nell'atmosfera, si raccomanda, se possibile, di non uscire al mattino, ma di aspettare che arrivi la terra si riscalda. Se si presenta tale necessità, è necessario utilizzare dispositivi di protezione individuale per gli organi respiratori (benda di garza, sciarpa) e non rimanere all'aperto per molto tempo.
