Οι αναστροφές θερμοκρασίας πάνω από τις πόλεις αναφέρονται ως Αναστροφές θερμοκρασίας

Η διαβάθμιση θερμοκρασίας της ατμόσφαιρας μπορεί να ποικίλλει ευρέως. Κατά μέσο όρο είναι 0,6°/100 μ. Αλλά μέσα τροπική έρημοςκοντά στην επιφάνεια της γης μπορεί να φτάσει τους 20°/100 m. Με την αναστροφή της θερμοκρασίας, η θερμοκρασία αυξάνεται με το ύψος και η βαθμίδα θερμοκρασίας γίνεται αρνητική, δηλαδή μπορεί να είναι ίση, για παράδειγμα, με -0,6°/100 m. η θερμοκρασία του αέρα είναι ίδια σε όλα τα υψόμετρα, τότε η διαβάθμιση θερμοκρασίας είναι μηδέν. Σε αυτή την περίπτωση, η ατμόσφαιρα λέγεται ότι είναι ισοθερμική.[...]

Οι θερμοκρασιακές αναστροφές καθορίζουν σε πολλά ορεινά συστήματα ηπειρωτικών περιοχών την αντίστροφη διάταξη των κατακόρυφων εδαφικές ζώνες. Έτσι, μέσα Ανατολική ΣιβηρίαΣτους πρόποδες και στα χαμηλότερα τμήματα των πλαγιών ορισμένων βουνών υπάρχουν τούνδρες αναστροφής, μετά υπάρχουν δάση ορεινής τάιγκα και ψηλότερα πάλι ορεινές τούνδρες. Οι τούνδρες αναστροφής ψύχονται μόνο σε ορισμένες εποχές και κατά τη διάρκεια του υπόλοιπου χρόνου είναι πολύ πιο ζεστές από τις «άνω» τούνδρες και χρησιμοποιούνται στη γεωργία.[...]

Η αναστροφή της θερμοκρασίας εκδηλώνεται με αύξηση της θερμοκρασίας του αέρα με ύψος σε ένα συγκεκριμένο στρώμα της ατμόσφαιρας (συνήθως στην περιοχή των 300-400 m από την επιφάνεια της Γης) αντί για τη συνήθη μείωση. Ως αποτέλεσμα, η κυκλοφορία του ατμοσφαιρικού αέρα διακόπτεται απότομα, ο καπνός και οι ρύποι δεν μπορούν να ανέβουν προς τα πάνω και να μην διαχέονται. Συχνά εμφανίζονται ομίχλες. Οι συγκεντρώσεις οξειδίων του θείου, αιωρούμενης σκόνης και μονοξειδίου του άνθρακα φτάνουν σε επίπεδα επικίνδυνα για την ανθρώπινη υγεία, οδηγώντας σε κυκλοφορικές και αναπνευστικές διαταραχές και συχνά σε θάνατο. Το 1952, στο Λονδίνο, περισσότεροι από τέσσερις χιλιάδες άνθρωποι πέθαναν από την αιθαλομίχλη από τις 3 Δεκεμβρίου έως τις 9 Δεκεμβρίου και έως και δέκα χιλιάδες άνθρωποι αρρώστησαν βαριά. Στα τέλη του 1962, στο Ρουρ (Γερμανία), η αιθαλομίχλη σκότωσε 156 ανθρώπους σε τρεις ημέρες. Μόνο ο άνεμος μπορεί να διαλύσει την αιθαλομίχλη και η μείωση των εκπομπών ρύπων μπορεί να εξομαλύνει μια επικίνδυνη για την αιθαλομίχλη κατάσταση.[...]

Θερμοκρασιακές αναστροφές 12 Ιώδιο, προσδιορισμός σε αέρα 30 λέξεις[...]

Οι θερμοκρασιακές αναστροφές συνδέονται με περιπτώσεις μαζικής δηλητηρίασης του πληθυσμού σε περιόδους τοξικής ομίχλης (η κοιλάδα του ποταμού Manet στο Βέλγιο, περισσότερες από μία φορές στο Λονδίνο, το Λος Άντζελες κ.λπ.).[...]

Μερικές φορές οι αναστροφές θερμοκρασίας απλώνονται σε μεγάλες περιοχές της επιφάνειας της γης. Η περιοχή κατανομής τους συνήθως συμπίπτει με την περιοχή κατανομής των αντικυκλώνων, που προκύπτουν σε ζώνες υψηλού βαρομετρικού (Πίεση.[...]

Συνώνυμο: αναστροφή θερμοκρασίας. ΑΝΤΙΣΤΡΟΦΗ ΤΡΙΒΗΣ. Δείτε ταραχώδη αναστροφή.[...]

Η αναστροφή ακτινοβολίας και η αναστροφή καθίζησης μπορούν να συμβούν ταυτόχρονα στην ατμόσφαιρα. Αυτή η κατάσταση φαίνεται από ένα τυπικό προφίλ θερμοκρασίας στο Σχ. 3.10, γ. Η ταυτόχρονη παρουσία δύο τύπων αναστροφής οδηγεί σε ένα φαινόμενο που ονομάζεται περιορισμένος πίδακας, το οποίο θα συζητηθεί σε επόμενες ενότητες. Η ένταση και η διάρκεια της αναστροφής εξαρτάται από την εποχή. Το φθινόπωρο και το χειμώνα γίνονται κατά κανόνα μεγάλες αναστροφές και ο αριθμός τους είναι μεγάλος. Η τοπογραφία επηρεάζει επίσης τις αναστροφές. Για παράδειγμα, κρύος αέρας, που πιάνεται ανάμεσα στα βουνά τη νύχτα, μπορεί να κλειδωθεί στην κοιλάδα από τον ζεστό αέρα που βρίσκεται από πάνω της. Μέχρι να βρεθεί ο Ήλιος ακριβώς πάνω από την κοιλάδα την επόμενη μέρα, ο αέρας σε αυτόν δεν θα μπορέσει να αποκτήσει αρκετή θερμότητα για να σπάσει την αναστροφή. Κολοράντο) το χειμώνα, για παράδειγμα, περίπου οι μισές από όλες τις αναστροφές διαρκούν όλη την ημέρα.[...]

Α - ελλείψει αναστροφής, η θερμοκρασία του αέρα μειώνεται με το ύψος. Β - θέση αναστροφής θερμοκρασίας, όταν παγιδεύεται κρύος αέρας ζεστό στρώμα. Στο στρώμα αναστροφής, η κανονική κλίση θερμοκρασίας αντιστρέφεται. Β - ελάχιστο βράδυ. G - καβγάς τοποθεσία για την κόλαση. D - ένα θερμό τμήμα της πλαγιάς, που σχηματίζεται ως αποτέλεσμα της φύσης της κυκλοφορίας του αέρα.[...]

Υπό την επίδραση των ψυχρών χειμώνων και των αναστροφών της θερμοκρασίας, τα εδάφη παγώνουν βαθιά το χειμώνα και θερμαίνονται αργά την άνοιξη. Για το λόγο αυτό, οι μικροβιολογικές διεργασίες είναι αδύναμες και παρά την υψηλή περιεκτικότητα σε χούμο στο έδαφος, είναι απαραίτητο να εισαχθούν αυξημένα ποσοστά οργανικών λιπασμάτων (κοπριά, τύρφη και κομπόστ) και ανόργανων λιπασμάτων που είναι εύκολα προσβάσιμα στα φυτά.[... ]

Ένας τυπικός ημερήσιος κύκλος αλλαγών στην κλίση της θερμοκρασίας σε μια ανοιχτή περιοχή μια μέρα με σύννεφα ξεκινά με το σχηματισμό ενός ασταθούς ρυθμού πτώσης της θερμοκρασίας, που εντείνεται κατά τη διάρκεια της ημέρας λόγω της έντονης θερμικής ακτινοβολίας του ήλιου, η οποία οδηγεί στην ανάδυσηισχυρές αναταράξεις. Λίγο πριν ή λίγο μετά τη δύση του ηλίου, το επιφανειακό στρώμα του αέρα ψύχεται γρήγορα και εμφανίζεται ένας σταθερός ρυθμός πτώσης της θερμοκρασίας (η θερμοκρασία αυξάνεται με το ύψος). Κατά τη διάρκεια της νύχτας, η ένταση και το βάθος αυτής της αναστροφής αυξάνεται, φτάνοντας στο μέγιστο μεταξύ των μεσάνυχτων και της ώρας της ημέρας που η επιφάνεια της γης βρίσκεται στην ελάχιστη θερμοκρασία της. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, η ατμοσφαιρική ρύπανση παγιδεύεται αποτελεσματικά εντός ή κάτω από το στρώμα αναστροφής λόγω μικρής ή καθόλου κατακόρυφης διασποράς της ρύπανσης. Θα πρέπει να σημειωθεί, ότι, σε συνθήκεςη στασιμότητα, οι ρύποι που απορρίπτονται στην επιφάνεια της γης δεν εξαπλώνονται στα ανώτερα στρώματα του αέρα και, αντίθετα, οι εκπομπές από σωλήνες υψηλής πίεσης υπό αυτές τις συνθήκες για το μεγαλύτερο μέροςμην διεισδύουν στα στρώματα του αέρα που βρίσκονται πιο κοντά στο έδαφος (Church, 1949). Καθώς η μέρα προχωρά, η γη αρχίζει να ζεσταίνεται και η αναστροφή σταδιακά εξαφανίζεται. Αυτό μπορεί να οδηγήσει σε «καπνισμό» (Hewso n a. Gill, 1944) λόγω του γεγονότος ότι οι ρύποι που εισέρχονται στα ανώτερα στρώματα του αέρα κατά τη διάρκεια της νύχτας αρχίζουν να αναμειγνύονται γρήγορα και να ορμούν προς τα κάτω. Ως εκ τούτου, τις πρώτες απογευματινές ώρες πριν από την πλήρη ανάπτυξη των αναταράξεων, τελειώνει ημερήσιος κύκλοςκαι παρέχοντας ισχυρή ανάμειξη, εμφανίζονται συχνά υψηλές συγκεντρώσεις ατμοσφαιρικών ρύπων. Αυτός ο κύκλος μπορεί να διαταραχθεί ή να αλλοιωθεί από την παρουσία νεφών ή βροχοπτώσεων, που εμποδίζουν την ισχυρή μεταφορά κατά τη διάρκεια της ημέρας, αλλά μπορούν επίσης να αποτρέψουν την εμφάνιση ισχυρών αναστροφών τη νύχτα.[...]

Δύο άλλοι τύποι τοπικών αντιστροφών είναι δυνατοί. Ένα από αυτά σχετίζεται με τη θαλάσσια αύρα που αναφέραμε παραπάνω. Η θέρμανση του πρωινού αέρα πάνω από τη γη προκαλεί ψυχρότερο αέρα να ρέει προς την ξηρά από τον ωκεανό ή αρκετά μεγάλη λίμνη. Ως αποτέλεσμα, ανεβαίνει θερμότερος αέρας και τη θέση του παίρνει ψυχρότερος αέρας, δημιουργώντας συνθήκες αναστροφής. Συνθήκες αναστροφής δημιουργούνται επίσης όταν ένα θερμό μέτωπο περνά πάνω από μια μεγάλη ηπειρωτική χερσαία περιοχή. Ένα ζεστό μέτωπο συχνά τείνει να «συνθλίβει» πιο πυκνό, ψυχρότερο αέρα μπροστά του, δημιουργώντας έτσι μια τοπική αναστροφή θερμοκρασίας. Πέρασμα ψυχρού μετώπου μπροστά από το οποίο βρίσκεται η περιοχή ζεστός αέρας, οδηγεί στην ίδια κατάσταση.[...]

Το σχήμα του ανεμιστήρα των χορδών εμφανίζεται κατά τη διάρκεια μιας αναστροφής θερμοκρασίας. Το σχήμα του μοιάζει με μαιανδρικό ποτάμι, που σταδιακά διευρύνεται με την απόσταση από τον σωλήνα.[...]

Στη μικρή αμερικανική πόλη Donora, μια τέτοια αναστροφή θερμοκρασίας προκάλεσε ασθένεια σε περίπου 6.000 άτομα (42,7% του συνολικού πληθυσμού), με μερικά (10%) να παρουσιάζουν συμπτώματα που υποδηλώνουν την ανάγκη νοσηλείας αυτών των ατόμων. Μερικές φορές οι συνέπειες μιας μακροπρόθεσμης αναστροφής της θερμοκρασίας μπορούν να συγκριθούν με μια επιδημία: στο Λονδίνο, 4.000 άνθρωποι πέθαναν κατά τη διάρκεια μιας από αυτές τις μακροχρόνιες αναστροφές.[...]

Ένας πίδακας σε σχήμα ανεμιστήρα (Εικ. 3.2, γ, δ) σχηματίζεται κατά την αναστροφή της θερμοκρασίας ή σε μια κλίση θερμοκρασίας κοντά στην ισοθερμική, η οποία χαρακτηρίζει πολύ ασθενή κάθετη ανάμειξη. Ο σχηματισμός ενός πίδακα σε σχήμα βεντάλιας ευνοείται από ασθενείς ανέμους, καθαρό ουρανό και χιονοκάλυψη. Αυτός ο πίδακας παρατηρείται συχνότερα τη νύχτα.[...]

Το σχήμα του ανεμιστήρα του νέφους καπνού υπάρχει κατά τις αναστροφές και σε διαβαθμίσεις θερμοκρασίας κοντά στην ισοθερμική. Αυτή η ατμοσφαιρική δομή παρατηρείται τη νύχτα, όταν η θερμοκρασία η επιφάνεια της γηςκάτω από τη θερμοκρασία του αέρα. Το σύννεφο σε σχήμα βεντάλιας δεν αγγίζει καθόλου την επιφάνεια της γης. Παρόλα αυτά, η δομή σε σχήμα βεντάλιας αποτελεί κίνδυνο από την άποψη της ατμοσφαιρικής ρύπανσης, καθώς η διασπορά εμφανίζεται κυρίως στην οριζόντια κατεύθυνση και οι ρύποι παραμένουν στα κατώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας χωρίς να ανεβαίνουν προς τα πάνω. Με τις εκπομπές από χαμηλές καμινάδες, η μέγιστη συγκέντρωση ρύπων παρατηρείται σε αυτές τις περιπτώσεις μακριά από τις πηγές ρύπανσης.[...]

Σε δυσμενείς καιρικές καταστάσεις όπως αναστροφή θερμοκρασίας, υψηλή υγρασία αέρα και κατακρήμνιση, η συσσώρευση ρύπανσης μπορεί να συμβεί ιδιαίτερα εντατικά. Τυπικά, στο επιφανειακό στρώμα, η θερμοκρασία του αέρα μειώνεται με το ύψος και συμβαίνει κάθετη ανάμειξη της ατμόσφαιρας, μειώνοντας τη συγκέντρωση της ρύπανσης στο επιφανειακό στρώμα. Ωστόσο, υπό ορισμένες μετεωρολογικές συνθήκες (για παράδειγμα, κατά τη διάρκεια έντονης ψύξης της επιφάνειας της γης τη νύχτα), συμβαίνει μια λεγόμενη αναστροφή θερμοκρασίας, δηλαδή, η θερμοκρασία στο επιφανειακό στρώμα αλλάζει προς την αντίθετη κατεύθυνση· με την αύξηση του υψομέτρου, η θερμοκρασία αυξάνεται . Συνήθως, αυτή η κατάσταση διαρκεί για μικρό χρονικό διάστημα, αλλά σε ορισμένες περιπτώσεις, μπορεί να παρατηρηθεί αναστροφή θερμοκρασίας για αρκετές ημέρες. Κατά τη διάρκεια μιας αναστροφής θερμοκρασίας, ο αέρας κοντά στην επιφάνεια της γης φαίνεται να περικλείεται σε περιορισμένο όγκο και πολύ υψηλές συγκεντρώσεις ρύπανσης μπορεί να εμφανιστούν κοντά στην επιφάνεια της γης, συμβάλλοντας στην αυξημένη μόλυνση των μονωτών.[...]

Η τιμή του 1 /l/B αυξάνεται με τη μείωση της σταθερότητας. Για αναστροφή με y -6,5 K/km 1/1 5 = 41 s, αν και για κανονική κλίση θερμοκρασίας με V = +6,5 K/km 1/l/ 5 = 91 s. Έτσι, σε II = 10 m/s και κανονικές κλίσεις θερμοκρασίας, η ροή του αέρα μπορεί να ξεπεράσει ένα εμπόδιο με ύψος 545 m, και για τις αντίστοιχες συνθήκες αναστροφής - μόνο 245 m. Εάν η ροή του αέρα δεν έχει την απαραίτητη κινητική ενέργεια για να ανέβει πάνω από το εμπόδιο, τότε εκτρέπεται και ρέει κατά μήκος των ισοβαρών προς περισσότερα χαμηλή πίεση, αποκτώντας έτσι κινητική ενέργεια. Μετά από κάποιο χρονικό διάστημα, αυτή η εκτροπή μπορεί να εξαπλωθεί αρκετά μακριά προς τα πάνω για να παρέχει στη ροή του αέρα την ενέργεια που απαιτείται για να ανέβει πάνω από το εμπόδιο. Αυτό σημαίνει ότι οι ισεντροπικές επιφάνειες (επιφάνειες ίσης δυναμικής θερμοκρασίας) υψώνονται πάνω από το εμπόδιο, έτσι ώστε ο αέρας να μπορεί να ρέει παράλληλα με αυτές. Στην υπήνεμη πλευρά μιας κορυφογραμμής, η περίσσεια ενέργειας μπορεί να εμφανιστεί ως κύματα στη ροή του αέρα (κινητική ενέργεια) ή να γίνει δυναμική ενέργεια λόγω της εκτροπής του αέρα προς υψηλότερη πίεση.[...]

Burnazyan A.I. et al. Ρύπανση του επιφανειακού στρώματος της ατμόσφαιρας κατά τις αναστροφές θερμοκρασίας. [...]

ΟΡΙΖΟΝΤΑΣ ΣΚΟΝΗΣ. Το άνω όριο του στρώματος σκόνης (ή καπνού) που βρίσκεται κάτω από την αναστροφή θερμοκρασίας. Όταν παρατηρείται από ύψος, δημιουργείται η εντύπωση ενός ορίζοντα.[...]

Κάτω από ορισμένες δυσμενείς μετεωρολογικές συνθήκες (χαμηλός άνεμος, αναστροφή θερμοκρασίας), η απελευθέρωση επιβλαβών ουσιών στην ατμόσφαιρα οδηγεί σε μαζική δηλητηρίαση. Παράδειγμα μαζικής δηλητηρίασης του πληθυσμού είναι οι καταστροφές στην κοιλάδα του ποταμού Meuse (Βέλγιο, 1930), στην πόλη Donora (Πενσυλβάνια, ΗΠΑ, 1948). Στο Λονδίνο, η μαζική δηλητηρίαση του πληθυσμού κατά τη διάρκεια της καταστροφικής ατμοσφαιρικής ρύπανσης παρατηρήθηκε επανειλημμένα - το 1948, 1952, 1956, 1957, 1962. Ως αποτέλεσμα αυτών των γεγονότων, πολλές χιλιάδες άνθρωποι πέθαναν, πολλοί δηλητηριάστηκαν σοβαρά.[...]

Η αιθαλομίχλη του Λονδίνου (χειμερινή) σχηματίζεται το χειμώνα σε μεγάλα βιομηχανικά κέντρα κάτω από δυσμενείς συνθήκες. καιρικές συνθήκες: απουσία ανέμου και αναστροφής θερμοκρασίας. Η αναστροφή της θερμοκρασίας εκδηλώνεται με αύξηση της θερμοκρασίας του αέρα με ύψος (σε στρώμα 300-400 m) αντί για τη συνήθη μείωση. [...]

Ιδιαίτερα δυσμενείς για τη διασπορά επιβλαβών ουσιών στον αέρα είναι περιοχές με επικρατούν ασθενείς ήρεμοι άνεμοι. Κάτω από αυτές τις συνθήκες, συμβαίνουν αναστροφές θερμοκρασίας, κατά τις οποίες υπάρχει υπερβολική συσσώρευση επιβλαβών ουσιών στην ατμόσφαιρα. Ένα παράδειγμα μιας τέτοιας δυσμενούς τοποθεσίας είναι το Λος Άντζελες, που βρίσκεται ανάμεσα σε μια οροσειρά που εξασθενεί τον άνεμο και εμποδίζει τη ροή του μολυσμένου αστικού αέρα, και Ειρηνικός ωκεανός. Σε αυτή την πόλη, οι θερμοκρασιακές αναστροφές συμβαίνουν κατά μέσο όρο 270 φορές το χρόνο και οι 60 από αυτές συνοδεύονται από πολύ υψηλές συγκεντρώσεις επιβλαβών ουσιών στον αέρα.[...]

Η ικανότητα της επιφάνειας της γης να απορροφά ή να εκπέμπει θερμότητα επηρεάζει την κατακόρυφη κατανομή της θερμοκρασίας στο επιφανειακό στρώμα της ατμόσφαιρας και οδηγεί σε αναστροφή της θερμοκρασίας (απόκλιση από την αδιαβατικότητα). Η αύξηση της θερμοκρασίας του αέρα με το υψόμετρο σημαίνει ότι οι επιβλαβείς εκπομπές δεν μπορούν να υπερβούν ένα ορισμένο ανώτατο όριο. Υπό συνθήκες αναστροφής, η τυρβώδης ανταλλαγή εξασθενεί και οι συνθήκες για τη διασπορά των επιβλαβών εκπομπών στο επιφανειακό στρώμα της ατμόσφαιρας επιδεινώνονται. Για την επιφανειακή αναστροφή, ιδιαίτερη σημασία έχει η επαναληψιμότητα των υψών του άνω ορίου· για την ανυψωμένη αναστροφή, η επαναληψιμότητα του κατώτερου ορίου.[...]

Είναι απαραίτητο να αποφευχθεί η κατασκευή επιχειρήσεων με σημαντικές εκπομπές επιβλαβών ουσιών σε τοποθεσίες όπου μπορεί να συμβεί μακροχρόνια στασιμότητα ακαθαρσιών όταν οι ασθενείς άνεμοι συνδυάζονται με αναστροφές θερμοκρασίας (για παράδειγμα, σε βαθιές λεκάνες, σε περιοχές με συχνό σχηματισμό ομίχλης, ιδιαίτερα σε περιοχές με σκληρός χειμώνας, κάτω από υδροηλεκτρικά φράγματα, καθώς και σε περιοχές πιθανή εμφάνισηνέφος).[...]

Συνθήκες που ευνοούν το σχηματισμό φωτοχημικής ομίχλης κατά τη διάρκεια υψηλό επίπεδοη ατμοσφαιρική ατμοσφαιρική ρύπανση με δραστικές οργανικές ενώσεις και οξείδια του αζώτου είναι άφθονη ηλιακή ακτινοβολία, θερμοκρασιακές αναστροφές και χαμηλές ταχύτητες ανέμου.[...]

Χαρακτηριστικό παράδειγμα της οξείας προκλητικής επίδρασης της ατμοσφαιρικής ρύπανσης είναι περιπτώσεις τοξικών ομίχλων που εμφανίστηκαν σε διαφορετική ώραστις πόλεις διαφορετικές ηπείρουςειρήνη. Οι τοξικές ομίχλες εμφανίζονται σε περιόδους αναστροφών θερμοκρασίας με χαμηλή δραστηριότητα ανέμου, δηλαδή σε συνθήκες που ευνοούν τη συσσώρευση βιομηχανικών εκπομπών στο επιφανειακό στρώμα της ατμόσφαιρας. Σε περιόδους τοξικής ομίχλης, καταγράφηκε αύξηση της ρύπανσης, τόσο πιο σημαντική όσο περισσότερο διατηρούνταν οι συνθήκες στασιμότητας του αέρα (3-5 ημέρες). Σε περιόδους τοξικής ομίχλης, αυξήθηκε το ποσοστό θνησιμότητας των ατόμων που πάσχουν από χρόνιες καρδιαγγειακές και πνευμονικές παθήσεις και μεταξύ εκείνων που υπέβαλαν αίτηση ιατρική φροντίδακαταγράφηκαν παροξύνσεις αυτών των ασθενειών και εμφάνιση νέων κρουσμάτων. Έχουν περιγραφεί κρούσματα βρογχικού άσθματος σε πολλές κατοικημένες περιοχές όταν εμφανίζονται συγκεκριμένοι μολυντές. Μπορούμε να υποθέσουμε ότι οξείες περιπτώσεις αλλεργικών ασθενειών θα εμφανιστούν όταν ο αέρας μολύνεται με βιολογικά προϊόντα όπως σκόνη πρωτεΐνης, μαγιά, μούχλα και τα απόβλητά τους. Παράδειγμα των οξέων επιπτώσεων της ατμοσφαιρικής ρύπανσης είναι περιπτώσεις φωτοχημικής ομίχλης που οφείλονται σε συνδυασμό παραγόντων: εκπομπές οχημάτων, υψηλή υγρασία, ήρεμος καιρός, έντονη υπεριώδης ακτινοβολία. Κλινικές εκδηλώσεις: ερεθισμός των βλεννογόνων των ματιών, της μύτης, της ανώτερης αναπνευστικής οδού.[...]

Μετρήσεις σε πύργους τηλεόρασης και ραδιοφώνου, καθώς και ειδικές αεροπαρατηρήσεις που πραγματοποιήθηκαν σε τα τελευταία χρόνια, μας επιτρέπουν να βγάλουμε ορισμένα συμπεράσματα σχετικά με τη δομή του ατμοσφαιρικού οριακού στρώματος πάνω από την πόλη. Η ανάλυση των πειραματικών δεδομένων δείχνει ότι σε περιόδους που παρατηρείται αναστροφή έξω από την πόλη με την παρουσία θερμικής νησίδας, η διαστρωμάτωση θερμοκρασίας μεταξύ των κτιρίων σε ύψος αρκετών δεκάδων μέτρων είναι κοντά στην ισορροπία ή ελαφρώς ασταθής. Κατά συνέπεια, είναι πιο πιθανό να σχηματιστούν υπερυψωμένα στρώματα αναστροφής πάνω από την πόλη. Η θερμική νησίδα, όπως σημειώνεται από τον Sekiguchi στα αστικά κλίματα (1970), εκτείνεται τη νύχτα σε επίπεδο περίπου ίσο με 3-4 ύψη κτιρίου.

Κατά την ανάπτυξη παχύρρευστων ελαίων και πίσσας χρησιμοποιώντας φρεάτια χρησιμοποιώντας θερμικές μεθόδους, εμφανίζεται τοπική διαταραχή της φυσικής θερμικής κλίσης κατά μήκος του τμήματος, η οποία οδηγεί σε αλλαγή χημική σύνθεση υπόγεια ύδαταυπερκείμενους ορίζοντες και υποβάθμιση της ποιότητάς τους. Τέτοιες ανατροπές καθεστώς θερμοκρασίαςΟι πόροι του υπεδάφους είναι επίσης ελάχιστα κατανοητοί, και η ρύθμιση αυτού του τύπου ανθρωπογενείς επιπτώσειςπαραμένει εκτός του πεδίου εφαρμογής των κανονιστικών εγγράφων.[...]

Έτσι, πουθενά στην επικράτεια της ΕΣΣΔ δεν δημιουργούνται τόσο δυσμενείς μετεωρολογικές συνθήκες για τη μεταφορά και τη διασπορά των εκπομπών από πηγές χαμηλών εκπομπών όπως στο έδαφος της κύριας γραμμής Baikal-Amur. Οι υπολογισμοί δείχνουν ότι λόγω της υψηλής συχνότητας στάσιμων συνθηκών σε ένα μεγάλο στρώμα της ατμόσφαιρας και των ισχυρών αναστροφών θερμοκρασίας με τις ίδιες παραμέτρους εκπομπών, το επίπεδο της ατμοσφαιρικής ρύπανσης στις πόλεις και τις κωμοπόλεις του BAM μπορεί να είναι 2-3 φορές υψηλότερο από ό,τι στο ευρωπαϊκή επικράτεια της χώρας. Από αυτή την άποψη, η προστασία της εναέριας λεκάνης από τη ρύπανση της πρόσφατα αναπτυγμένης περιοχής δίπλα στο BAM είναι ιδιαίτερα σημαντική.[...]

Πιθανώς η πιο διαβόητη περιοχή αιθαλομίχλης στον κόσμο είναι το Λος Άντζελες. Υπάρχουν πολλές καμινάδες σε αυτή την πόλη. Επιπλέον, υπάρχει ένας τεράστιος αριθμός αυτοκινήτων. Μαζί με αυτούς τους γενναιόδωρους προμηθευτές καπνού και αιθάλης, δρουν και τα δύο στοιχεία σχηματισμού αιθαλομίχλης, που έπαιξαν τέτοιο ρόλο σημαντικός ρόλοςσε Donora: αναστροφές θερμοκρασίας και ορεινό ανάγλυφο.[...]

Οι βιομηχανικές επιχειρήσεις, οι αστικές μεταφορές και οι εγκαταστάσεις παραγωγής θερμότητας είναι η αιτία (κυρίως στις πόλεις) της αιθαλομίχλης: απαράδεκτη ρύπανση του ανθρωποκατοικημένου εξωτερικού περιβάλλοντος. ατμοσφαιρικό περιβάλλονλόγω της απελευθέρωσης επιβλαβών ουσιών σε αυτό από τις υποδεικνυόμενες πηγές υπό δυσμενείς καιρικές συνθήκες (έλλειψη ανέμου, αναστροφή θερμοκρασίας κ.λπ.).[...]

Το πιο σημαντικό στοιχείοΤο κλίμα των ορεινών περιοχών είναι αναμφίβολα θερμοκρασιακό. Στις περισσότερες ορεινές περιοχές του κόσμου, λεπτομερείς παρατηρήσειςθερμοκρασία και υπάρχουν πολλές στατιστικές μελέτες για τις μεταβολές της θερμοκρασίας με το υψόμετρο. Αυτή η αλλαγή θέτει μια πρόκληση στη σύνταξη κλιματικών άτλαντων λόγω των απότομων κλίσεων θερμοκρασίας σε μικρές αποστάσεις και εποχιακή μεταβλητότητα. Μερικές πρόσφατες μελέτες για τις θερμοκρασίες στα βουνά, όπως στο και , χρησιμοποίησαν ανάλυση παλινδρόμησης για να συσχετίσουν τις θερμοκρασίες με το υψόμετρο και να διαχωρίσουν τις επιπτώσεις των αναστροφών από αυτές που οφείλονται στην απότομη κλίση. Οι Pielke και Mehring, σε μια προσπάθεια να βελτιώσουν τη χωρική κατανομή της θερμοκρασίας για μια περιοχή στη βορειοδυτική Βιρτζίνια, χρησιμοποίησαν ανάλυση γραμμικής παλινδρόμησης των μέσων μηνιαίων θερμοκρασιών ως συνάρτηση του υψομέτρου. Έδειξαν ότι οι συσχετίσεις είναι μέγιστες (r=-0,95) το καλοκαίρι, όπως συμβαίνει συνήθως στα μεσαία υψόμετρα. Το χειμώνα, οι αναστροφές χαμηλού επιπέδου προσθέτουν μεγάλη μεταβλητότητα και προσαρμόζοντας κατάλληλες πολυωνυμικές συναρτήσεις ή χρησιμοποιώντας πιθανές θερμοκρασίες, μπορεί κανείς να αποκτήσει καλύτερες βαθμολογίες. Για τον σκοπό της παραγωγής τοποκλιματικών χαρτών για τα Δυτικά Καρπάθια, αναπτύχθηκε μια σειρά από εξισώσεις παλινδρόμησης. Για αυτό, όπως περιγράφεται στην παράγραφο 2Β4, χρησιμοποιούνται ξεχωριστές εξισώσεις παλινδρόμησης για διαφορετικά προφίλ κλίσης. Σημειώστε ότι υπάρχουν λίγες προσπάθειες να περιγραφούν οι αλλαγές στη θερμοκρασία του βουνού) στο. χρησιμοποιώντας κάποιο γενικότερο στατιστικό μοντέλο.[...]

Τα σύνθετα πειράματα που πραγματοποιούνται στο εξωτερικό χαρακτηρίζονται από καλή οργάνωση, χρήση βέλτιστου συνόλου αναλυτών και συστημάτων δειγματοληψίας, προσδιορισμό, μαζί με τη συγκέντρωση ρυπογόνων συστατικών, μετεωρολογικών παραμέτρων και διαθεσιμότητα πληροφοριών για το επίπεδο ηλιοφάνειας! ? ακτινοβολία, καθώς και δείκτες ατμοσφαιρικής σταθερότητας στο οριακό στρώμα: διαστρωμάτωση θερμοκρασίας, προφίλ ταχύτητας ανέμου, ύψος του ορίου αναστροφής κ.λπ.[...]

Ο κύριος λόγος σχηματισμού φωτοχημικής ομίχλης είναι η σοβαρή ρύπανση του αέρα των πόλεων με εκπομπές αερίων από τη χημική βιομηχανία και τις μεταφορικές επιχειρήσεις και κυρίως από τα καυσαέρια των οχημάτων. Για κάθε χιλιόμετρο διαδρομής, ένα επιβατικό αυτοκίνητο εκπέμπει περίπου 10 g οξειδίου του αζώτου. Στο Λος Άντζελες, όπου έχουν συσσωρευτεί πάνω από 4 εκατομμύρια αυτοκίνητα, εκπέμπουν περίπου 1.000 τόνους αυτού του αερίου την ημέρα στον αέρα. Επιπλέον, οι αναστροφές θερμοκρασίας είναι συχνές εδώ (έως 260 ημέρες το χρόνο), συμβάλλοντας στη στασιμότητα του αέρα πάνω από την πόλη. Η φωτοχημική ομίχλη εμφανίζεται στον μολυσμένο αέρα ως αποτέλεσμα φωτοχημικών αντιδράσεων που συμβαίνουν υπό την επίδραση της ηλιακής ακτινοβολίας βραχέων κυμάτων (υπεριώδης) στις εκπομπές αερίων. Πολλές από αυτές τις αντιδράσεις δημιουργούν ουσίες που είναι σημαντικά πιο τοξικές από τις αρχικές. Τα κύρια συστατικά της φωτοχημικής αιθαλομίχλης είναι φωτοοξειδωτικά (όζον, οργανικά υπεροξείδια, νιτρικά, νιτρώδη, νιτρικό υπεροξυλακετυλεστέρα), οξείδια του αζώτου, μονοξείδιο και διοξείδιο του άνθρακα, υδρογονάνθρακες, αλδεΰδες, κετόνες, φαινόλες, μεθανόλη κ.λπ. Οι ουσίες αυτές υπάρχουν πάντα στον αέρα σε μικρότερες ποσότητες μεγάλες πόλεις, στη φωτοχημική αιθαλομίχλη η συγκέντρωσή τους συχνά υπερβαίνει κατά πολύ τα μέγιστα επιτρεπτά πρότυπα.[...]

Οι υδρογονάνθρακες, το διοξείδιο του θείου, το οξείδιο του αζώτου, το υδρόθειο και άλλες αέριες ουσίες που εισέρχονται στην ατμόσφαιρα απομακρύνονται από αυτήν σχετικά γρήγορα. Οι υδρογονάνθρακες απομακρύνονται από την ατμόσφαιρα λόγω της διάλυσης των θαλασσών και των ωκεανών στο νερό και των επακόλουθων φωτοχημικών και βιολογικών διεργασιών που συμβαίνουν με τη συμμετοχή μικροοργανισμών στο νερό και το έδαφος. Το διοξείδιο του θείου και το υδρόθειο, που οξειδώνονται σε θειικά, εναποτίθενται στην επιφάνεια της γης. Διαθέτοντας όξινες ιδιότητες, αποτελούν πηγές διάβρωσης διαφόρων κατασκευών από σκυρόδεμα και μέταλλο, καταστρέφουν επίσης προϊόντα από πλαστικό, τεχνητές ίνες, υφάσματα, δέρμα κ.λπ. Σημαντική ποσότητα διοξειδίου του θείου απορροφάται από τη βλάστηση και διαλύεται στο νερό των θαλασσών και των ωκεανών. Το μονοξείδιο του άνθρακα οξειδώνεται σε διοξείδιο του άνθρακα, το οποίο απορροφάται εντατικά από τη βλάστηση στη διαδικασία της φωτοχημικής σύνθεσης. Τα οξείδια του αζώτου απομακρύνονται λόγω αντιδράσεων αναγωγής και οξείδωσης (με ισχυρή ηλιακή ακτινοβολία και αναστροφή θερμοκρασίας, σχηματίζουν αιθαλομίχλη που είναι επικίνδυνη για την αναπνοή).[...]

Ο Yoshino εντόπισε τέσσερις συνοπτικούς τύπους κατανομής πίεσης που προκαλούν βόρα. Το χειμώνα, συνδέεται κυρίως με έναν κυκλώνα πάνω από τη Μεσόγειο Θάλασσα ή έναν αντικυκλώνα πάνω από την Ευρώπη. Το καλοκαίρι, τα κυκλωνικά συστήματα εμφανίζονται λιγότερο συχνά και ο αντικυκλώνας μπορεί να βρίσκεται πιο δυτικά. Σε οποιοδήποτε σύστημα, ο άνεμος με κλίση πρέπει να είναι από ανατολικά προς βορειοανατολικά. Για την ανάπτυξη και τη διατήρηση του βόρα, απαιτείται ταυτόχρονα κατάλληλη κλίση πίεσης, στασιμότητα του ψυχρού αέρα ανατολικά των βουνών και η ροή του μέσα από τα βουνά, μετατροπή της δυνητικής ενέργειας σε κινητική ενέργεια. Η Μπόρα αναπτύσσεται καλύτερα εκεί όπου τα Διναρικά Όρη είναι στενά και κοντά στην ακτή, όπως στο Σπλιτ. Αυτό αυξάνει την κλίση της θερμοκρασίας μεταξύ των παράκτιων και εσωτερικών τμημάτων της χώρας και ενισχύει την επίδραση των κατωφερικών ανέμων. Τα Διναρικά Όρη έχουν υψόμετρο πάνω από 1000 m, και χαμηλά περάσματα, όπως αυτό του Xin, ευνοούν επίσης την τοπική εντατικοποίηση του βόρα. Τις ημέρες που υπάρχει βόρα, το στρώμα αναστροφής βρίσκεται συνήθως μεταξύ 1500-2000 m στην προσήνεμη πλευρά των βουνών και στο ίδιο ή χαμηλότερο επίπεδο στην υπήνεμη πλευρά.

Αντιστροφή στη μετεωρολογία σημαίνει την ανώμαλη φύση των αλλαγών σε οποιαδήποτε παράμετρο στην ατμόσφαιρα με την αύξηση του υψομέτρου. Τις περισσότερες φορές αυτό αναφέρεται σε αντιστροφή θερμοκρασίας, δηλαδή αύξηση της θερμοκρασίας με το ύψος σε ένα συγκεκριμένο στρώμα της ατμόσφαιρας αντί για τη συνήθη μείωση.

Υπάρχουν δύο τύποι αναστροφής:

Αναστροφές θερμοκρασίας επιφάνειας που ξεκινούν απευθείας από την επιφάνεια της γης (το πάχος του στρώματος αναστροφής είναι δεκάδες μέτρα)

Αναστροφές θερμοκρασίας στην ελεύθερη ατμόσφαιρα (το πάχος του στρώματος αναστροφής φτάνει τα εκατοντάδες μέτρα)

Η αναστροφή της θερμοκρασίας αποτρέπει τις κατακόρυφες κινήσεις του αέρα και συμβάλλει στο σχηματισμό ομίχλης, ομίχλης, αιθαλομίχλης, νεφών και αντικατοπτρισμών. Η αναστροφή εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τα τοπικά χαρακτηριστικά του εδάφους. Η αύξηση της θερμοκρασίας στο στρώμα αναστροφής κυμαίνεται από δέκατα του βαθμού έως 15-20 °C ή περισσότερο. Οι αναστροφές της θερμοκρασίας της επιφάνειας είναι πιο ισχυρές στην Ανατολική Σιβηρία και την Ανταρκτική το χειμώνα.

Κανονικές ατμοσφαιρικές συνθήκες

Τυπικά, στην κατώτερη ατμόσφαιρα (τροπόσφαιρα), ο αέρας κοντά στην επιφάνεια της Γης είναι θερμότερος από τον αέρα πάνω, επειδή η ατμόσφαιρα θερμαίνεται κυρίως από την ηλιακή ακτινοβολία μέσω της επιφάνειας της Γης. Καθώς αλλάζει το υψόμετρο, η θερμοκρασία του αέρα μειώνεται, μέση ταχύτηταη μείωση είναι 1 °C για κάθε 160 m.

Αιτίες και μηχανισμοί αναστροφής

Κάτω από ορισμένες συνθήκες, η κανονική κατακόρυφη κλίση θερμοκρασίας αλλάζει με τέτοιο τρόπο ώστε ο ψυχρότερος αέρας να καταλήγει κοντά στην επιφάνεια της Γης. Αυτό μπορεί να συμβεί, για παράδειγμα, όταν κινείστε ζεστά, λιγότερο πυκνά αέρια μάζαπάνω από κρύο, περισσότερο πυκνό στρώμα. Αυτός ο τύπος αναστροφής συμβαίνει σε κοντινή απόσταση ζεστά μέτωπα, καθώς και σε περιοχές ωκεάνιας ανόδου (Upwelling είναι η διαδικασία με την οποία τα βαθιά νερά των ωκεανών ανεβαίνουν στην επιφάνεια), για παράδειγμα στα ανοικτά των ακτών της Καλιφόρνια. Με επαρκή υγρασία στο ψυχρότερο στρώμα, ο σχηματισμός ομίχλης κάτω από το "καπάκι" αναστροφής είναι χαρακτηριστικός.
Σε μια καθαρή, ήσυχη νύχτα κατά τη διάρκεια ενός αντικυκλώνα, ο κρύος αέρας μπορεί να κατέβει στις πλαγιές των βουνών και να συγκεντρωθεί στις κοιλάδες, όπου η θερμοκρασία του αέρα που θα προκύψει θα είναι χαμηλότερη από 100 ή 200 μέτρα υψηλότερη. Πάνω από το ψυχρό στρώμα θα υπάρχει θερμότερος αέρας, ο οποίος πιθανότατα θα σχηματίσει σύννεφο ή ελαφριά ομίχλη. Η αναστροφή της θερμοκρασίας αποδεικνύεται ξεκάθαρα από το παράδειγμα καπνού από φωτιά. Ο καπνός θα ανέβει κατακόρυφα και στη συνέχεια θα λυγίσει οριζόντια όταν φτάσει στο "στρώμα αναστροφής". Εάν αυτή η κατάσταση δημιουργηθεί σε μεγάλη κλίμακα, η σκόνη και η βρωμιά (ομίχλη) που ανεβαίνει στην ατμόσφαιρα παραμένουν εκεί και, όταν συσσωρεύονται, οδηγούν σε σοβαρή ρύπανση.

Αντιστροφή καθόδου

Μια αναστροφή θερμοκρασίας μπορεί να συμβεί στην ελεύθερη ατμόσφαιρα όταν ένα ευρύ στρώμα αέρα βυθίζεται και θερμαίνεται με αδιαβατική συμπίεση, η οποία συνήθως συνδέεται με υποτροπικές περιοχές υψηλής πίεσης. Ο στροβιλισμός μπορεί σταδιακά να ανυψώσει το στρώμα αναστροφής μεγαλύτερο ύψοςκαι να το «τρυπήσουν», με αποτέλεσμα να σχηματιστούν καταιγίδες, ακόμη και (υπό ορισμένες συνθήκες) τροπικοί κυκλώνες.

Συνέπειες της αναστροφής της θερμοκρασίας

Όταν η κανονική διαδικασία μεταφοράς παύει, το κατώτερο στρώμα της ατμόσφαιρας μολύνεται. Αυτό προκαλεί προβλήματα σε πόλεις με μεγάλες εκπομπές. Φαινόμενα αναστροφής συμβαίνουν συχνά σε μεγάλες πόλεις όπως η Βομβάη (Ινδία), το Λος Άντζελες (ΗΠΑ), η Πόλη του Μεξικού (Μεξικό), το Σάο Πάολο (Βραζιλία), το Σαντιάγο (Χιλή) και η Τεχεράνη (Ιράν). Μικρές πόλεις όπως το Όσλο (Νορβηγία) και το Σολτ Λέικ Σίτι (ΗΠΑ), που βρίσκονται σε κοιλάδες με λόφους και βουνά, επηρεάζονται επίσης από το στρώμα αναστροφής. Με μια ισχυρή αναστροφή, η ατμοσφαιρική ρύπανση μπορεί να προκαλέσει αναπνευστικές ασθένειες. Το Great Smog του 1952 στο Λονδίνο είναι ένα από τα πιο σοβαρά τέτοια γεγονότα - περισσότεροι από 10 χιλιάδες άνθρωποι πέθαναν εξαιτίας του.
Οι αναστροφές θερμοκρασίας αποτελούν κίνδυνο για την απογείωση των αεροσκαφών, καθώς η ώθηση του κινητήρα μειώνεται όταν το αεροσκάφος εισέρχεται στα υπερκείμενα στρώματα του θερμότερου αέρα.
Το χειμώνα, μια αναστροφή μπορεί να οδηγήσει σε επικίνδυνα φαινόμεναφύση. Πολύ έντονοι παγετοί στον αντικυκλώνα. Παγωμένη βροχήόταν αναδύονται οι κυκλώνες του Ατλαντικού και του Νότου (ιδιαίτερα κατά το πέρασμα των θερμών μετώπων τους).

Όπως στο έδαφος ή στο νερό, η θέρμανση και η ψύξη μεταφέρονται από την επιφάνεια στο βάθος, έτσι και στον αέρα, η θέρμανση και η ψύξη μεταφέρονται από το κατώτερο στρώμα στα υψηλότερα στρώματα. Κατά συνέπεια, οι ημερήσιες διακυμάνσεις της θερμοκρασίας θα πρέπει να παρατηρούνται όχι μόνο στην επιφάνεια της γης, αλλά και σε υψηλά στρώματα της ατμόσφαιρας. Ταυτόχρονα, όπως στο έδαφος και το νερό η ημερήσια διακύμανση της θερμοκρασίας μειώνεται και καθυστερεί με το βάθος, στην ατμόσφαιρα θα πρέπει να μειώνεται και να καθυστερεί με το υψόμετρο.

Η μεταφορά θερμότητας χωρίς ακτινοβολία στην ατμόσφαιρα συμβαίνει, όπως στο νερό, κυρίως μέσω τυρβώδους θερμικής αγωγιμότητας, δηλαδή όταν αναμιγνύεται αέρας. Αλλά ο αέρας είναι πιο ευκίνητος από το νερό και η τυρβώδης θερμική του αγωγιμότητα είναι πολύ μεγαλύτερη. Ως αποτέλεσμα, οι ημερήσιες διακυμάνσεις της θερμοκρασίας στην ατμόσφαιρα εκτείνονται σε ένα παχύτερο στρώμα από τις ημερήσιες διακυμάνσεις στον ωκεανό.

Σε υψόμετρο 300 m πάνω από την ξηρά, το πλάτος της ημερήσιας διακύμανσης της θερμοκρασίας είναι περίπου το 50% του πλάτους στην επιφάνεια της γης και οι ακραίες τιμές θερμοκρασίας εμφανίζονται 1,5-2 ώρες αργότερα. Σε υψόμετρο 1 km, το ημερήσιο εύρος θερμοκρασίας στην ξηρά είναι 1--2°, σε υψόμετρο 2-5 km είναι 0,5--1° και το ημερήσιο μέγιστο μετατοπίζεται στο βράδυ. Πάνω από τη θάλασσα, το εύρος της ημερήσιας θερμοκρασίας αυξάνεται ελαφρά με το υψόμετρο στα χαμηλότερα χιλιόμετρα, αλλά παραμένει μικρό.

Μικρές ημερήσιες διακυμάνσεις της θερμοκρασίας εντοπίζονται ακόμη και στην ανώτερη τροπόσφαιρα και στην κατώτερη στρατόσφαιρα. Αλλά εκεί καθορίζονται από τις διαδικασίες απορρόφησης και εκπομπής ακτινοβολίας από τον αέρα και όχι από τις επιρροές της επιφάνειας της γης.

Στα βουνά, όπου η επίδραση της υποκείμενης επιφάνειας είναι μεγαλύτερη από ό,τι σε αντίστοιχα υψόμετρα στην ελεύθερη ατμόσφαιρα, το ημερήσιο πλάτος μειώνεται πιο αργά με το υψόμετρο. Σε μεμονωμένες βουνοκορφές, σε υψόμετρα 3000 m και άνω, το ημερήσιο πλάτος μπορεί ακόμα να είναι 3-4°. Σε ψηλά, εκτεταμένα οροπέδια, το ημερήσιο εύρος της θερμοκρασίας του αέρα είναι της ίδιας τάξης όπως στα πεδινά: η απορροφούμενη ακτινοβολία και η αποτελεσματική ακτινοβολία εδώ είναι μεγάλες, όπως και η επιφάνεια επαφής μεταξύ του αέρα και του εδάφους. Το ημερήσιο εύρος της θερμοκρασίας του αέρα στο σταθμό Murghab στο Παμίρ είναι κατά μέσο όρο 15,5°, ενώ στην Τασκένδη είναι 12°.

Αναστροφή θερμοκρασίας

Σε προηγούμενες παραγράφους έχουμε αναφέρει επανειλημμένα τις αναστροφές θερμοκρασίας. Ας σταθούμε τώρα σε αυτά λίγο πιο αναλυτικά, αφού με αυτά συνδέονται σημαντικά χαρακτηριστικά στην κατάσταση της ατμόσφαιρας.

Μια μείωση της θερμοκρασίας με το ύψος μπορεί να θεωρηθεί η κανονική κατάσταση για την τροπόσφαιρα και οι αναστροφές θερμοκρασίας μπορούν να θεωρηθούν αποκλίσεις από την κανονική κατάσταση. Είναι αλήθεια ότι οι αναστροφές θερμοκρασίας στην τροπόσφαιρα είναι ένα συχνό, σχεδόν καθημερινό φαινόμενο. Αλλά συλλαμβάνουν στρώματα αέρα που είναι αρκετά λεπτά σε σύγκριση με ολόκληρο το πάχος της τροπόσφαιρας.

Η αναστροφή θερμοκρασίας μπορεί να χαρακτηριστεί από το ύψος στο οποίο παρατηρείται, το πάχος του στρώματος στο οποίο υπάρχει αύξηση της θερμοκρασίας με το ύψος και τη διαφορά θερμοκρασίας στα άνω και κάτω όρια του στρώματος αναστροφής - ένα άλμα θερμοκρασίας. Ως μεταβατική περίπτωση μεταξύ της κανονικής πτώσης θερμοκρασίας με ύψος και της αναστροφής, παρατηρείται επίσης το φαινόμενο της κατακόρυφης ισοθερμίας, όταν η θερμοκρασία σε ένα συγκεκριμένο στρώμα δεν αλλάζει με το ύψος.

Κατά ύψος, όλες οι τροποσφαιρικές αναστροφές μπορούν να χωριστούν σε αναστροφές επιφάνειας και αναστροφές στην ελεύθερη ατμόσφαιρα.

Η αναστροφή της επιφάνειας ξεκινά από την ίδια την υποκείμενη επιφάνεια (χώμα, χιόνι ή πάγος). Σε ανοιχτά νερά, τέτοιες αναστροφές παρατηρούνται σπάνια και δεν είναι τόσο σημαντικές. Η κάτω επιφάνεια έχει τη χαμηλότερη θερμοκρασία. μεγαλώνει με ύψος και αυτή η ανάπτυξη μπορεί να εκτείνεται σε ένα στρώμα αρκετών δεκάδων ή και εκατοντάδων μέτρων. Στη συνέχεια, η αναστροφή αντικαθίσταται από μια κανονική μείωση της θερμοκρασίας με το ύψος.

Αναστροφή σε ελεύθερη ατμόσφαιρα παρατηρείται σε ένα ορισμένο στρώμα αέρα που βρίσκεται σε ορισμένο ύψος πάνω από την επιφάνεια της γης (Εικ. 5.20). Η βάση της αναστροφής μπορεί να βρίσκεται σε οποιοδήποτε επίπεδο στην τροπόσφαιρα. Ωστόσο, οι πιο συνηθισμένες αναστροφές είναι εντός του κατώτερου 2 χλμ(αν δεν μιλάμε για αναστροφές στην τροπόπαυση, οι οποίες στην πραγματικότητα δεν είναι πλέον τροπόσφαιρες). Το πάχος του στρώματος αναστροφής μπορεί επίσης να είναι πολύ διαφορετικό - από μερικές δεκάδες έως πολλές εκατοντάδες μέτρα. Τέλος, το άλμα θερμοκρασίας στην αναστροφή, δηλαδή η διαφορά θερμοκρασίας στα άνω και κάτω όρια του στρώματος αναστροφής, μπορεί να ποικίλλει από 1° ή λιγότερο έως 10-15° ή περισσότερο.

Παγωνιά

Το φαινόμενο του παγετού, που είναι σημαντικό πρακτικά, συνδέεται τόσο με την καθημερινή μεταβολή της θερμοκρασίας όσο και με τις μη περιοδικές μειώσεις του, και οι δύο αυτοί λόγοι συνήθως δρουν μαζί.

Οι παγετοί ονομάζονται πτώση της θερμοκρασίας του αέρα τη νύχτα σε μηδέν βαθμούς ή κάτω σε μια εποχή που οι μέσες ημερήσιες θερμοκρασίες είναι ήδη πάνω από το μηδέν, δηλαδή την άνοιξη και το φθινόπωρο.

Οι παγετοί της άνοιξης και του φθινοπώρου μπορεί να έχουν τις πιο δυσμενείς συνέπειες για τις καλλιέργειες κήπου και λαχανικών. Δεν είναι απαραίτητο η θερμοκρασία να πέσει κάτω από το μηδέν στον μετεωρολογικό θάλαμο. Εδώ, σε ύψος 2 m, μπορεί να παραμείνει ελαφρώς πάνω από το μηδέν. αλλά στο χαμηλότερο στρώμα αέρα, ταυτόχρονα, πέφτει στο μηδέν και κάτω, και οι καλλιέργειες κήπου ή μούρων καταστρέφονται. Συμβαίνει επίσης ότι η θερμοκρασία του αέρα, ακόμη και σε μικρό υψόμετρο πάνω από το έδαφος, παραμένει πάνω από το μηδέν, αλλά το ίδιο το έδαφος ή τα φυτά σε αυτό ψύχονται από ακτινοβολία σε αρνητική θερμοκρασία και εμφανίζεται παγετός πάνω τους. Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται παγετός του εδάφους και μπορεί επίσης να σκοτώσει νεαρά φυτά.

Οι παγετοί εμφανίζονται συχνότερα όταν μια αρκετά ψυχρή μάζα αέρα, όπως ο αρκτικός αέρας, εισέρχεται σε μια περιοχή. Η θερμοκρασία στα κατώτερα στρώματα αυτής της μάζας κατά τη διάρκεια της ημέρας είναι ακόμα πάνω από το μηδέν. Το βράδυ η θερμοκρασία του αέρα πέφτει σε ημερήσια πορείακάτω από το μηδέν, δηλαδή παρατηρείται παγετός.

Για την κατάψυξη χρειάζεται μια καθαρή και ήσυχη νύχτα, όταν η αποτελεσματική ακτινοβολία από την επιφάνεια του εδάφους είναι υψηλή και οι αναταράξεις είναι χαμηλές και ο αέρας που ψύχεται από το έδαφος δεν μεταφέρεται σε υψηλότερα στρώματα, αλλά υφίσταται μακροχρόνια ψύξη. Τέτοιος καθαρός και ήρεμος καιρός παρατηρείται συνήθως κατά τη διάρκεια εσωτερικά μέρηπεριοχές υψηλής ατμοσφαιρική πίεση, αντικυκλώνες.

Η έντονη νυχτερινή ψύξη του αέρα κοντά στην επιφάνεια της γης οδηγεί στο γεγονός ότι η θερμοκρασία αυξάνεται με το υψόμετρο. Με άλλα λόγια, όταν συμβαίνει κατάψυξη, συμβαίνει μια αναστροφή της θερμοκρασίας της επιφάνειας.

Οι παγετοί εμφανίζονται πιο συχνά σε πεδινά παρά σε υπερυψωμένα μέρη ή σε πλαγιές, καθώς σε κοίλες εδαφικές μορφές η πτώση της θερμοκρασίας τη νύχτα ενισχύεται. Σε χαμηλά σημεία, ο κρύος αέρας λιμνάζει περισσότερο και χρειάζεται περισσότερος χρόνος για να κρυώσει.

Ως εκ τούτου, ο παγετός επηρεάζει συχνά περιβόλια, περιβόλια ή αμπέλια σε χαμηλές περιοχές, ενώ στις πλαγιές των λόφων παραμένουν άθικτοι.

Οι τελευταίοι παγετοί της άνοιξης παρατηρούνται στις κεντρικές περιοχές της Ευρωπαϊκής ΚΑΚ στα τέλη Μαΐου - αρχές Ιουνίου και ήδη στις αρχές Σεπτεμβρίου είναι πιθανοί οι πρώτοι φθινοπωρινοί παγετοί (χάρτες VII, VIII).

Επί του παρόντος, έχουν αναπτυχθεί αρκετά αποτελεσματικά μέσα για την προστασία των κήπων και των λαχανόκηπων από τους νυχτερινούς παγετούς. Ο λαχανόκηπος ή ο κήπος καλύπτεται με προστατευτικό καπνού, το οποίο μειώνει την αποτελεσματική ακτινοβολία και μειώνει τη νυχτερινή πτώση της θερμοκρασίας. Διάφοροι τύποι μαξιλαριών θέρμανσης μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη θέρμανση των κατώτερων στρωμάτων αέρα που έχουν συσσωρευτεί στο στρώμα εδάφους. Οι περιοχές με καλλιέργειες κήπου ή λαχανικών μπορούν να καλυφθούν τη νύχτα με ειδική μεμβράνη, να τοποθετηθούν άχυρο ή πλαστικά στέγαστρα πάνω τους, τα οποία επίσης μειώνουν την αποτελεσματική ακτινοβολία από το έδαφος και τα φυτά κ.λπ. Όλα αυτά τα μέτρα πρέπει να λαμβάνονται όταν η θερμοκρασία είναι αρκετά χαμηλά το βράδυ και, Σύμφωνα με την πρόγνωση του καιρού, η νύχτα θα είναι καθαρή και ήσυχη.

Μια μείωση της θερμοκρασίας με το ύψος μπορεί να θεωρηθεί η κανονική κατάσταση για την τροπόσφαιρα και οι αναστροφές θερμοκρασίας μπορούν να θεωρηθούν αποκλίσεις από την κανονική κατάσταση. Είναι αλήθεια ότι οι αναστροφές θερμοκρασίας στην τροπόσφαιρα είναι ένα συχνό, σχεδόν καθημερινό φαινόμενο. Αλλά συλλαμβάνουν στρώματα αέρα που είναι αρκετά λεπτά σε σύγκριση με ολόκληρο το πάχος της τροπόσφαιρας.

Η αναστροφή θερμοκρασίας μπορεί να χαρακτηριστεί από το ύψος στο οποίο παρατηρείται, το πάχος του στρώματος στο οποίο υπάρχει αύξηση της θερμοκρασίας με το ύψος και τη διαφορά θερμοκρασίας στα άνω και κάτω όρια του στρώματος αναστροφής - ένα άλμα θερμοκρασίας. Ως μεταβατική περίπτωση μεταξύ της κανονικής μείωσης της θερμοκρασίας με το ύψος και της αναστροφής, παρατηρείται επίσης το φαινόμενο της κατακόρυφης ισοθερμίας, όταν η θερμοκρασία σε ένα συγκεκριμένο στρώμα δεν μεταβάλλεται με το ύψος.

Ανά ύψος, όλες οι τροποσφαιρικές αναστροφές μπορούν να χωριστούν σε επιφανειακές αναστροφέςΚαι αναστροφές σε ελεύθερη ατμόσφαιρα.

Επιφανειακή αναστροφήξεκινά από την ίδια την υποκείμενη επιφάνεια (χώμα, χιόνι ή πάγος). Σε ανοιχτά νερά, τέτοιες αναστροφές παρατηρούνται σπάνια και δεν είναι τόσο σημαντικές. Η θερμοκρασία της υποκείμενης επιφάνειας είναι η χαμηλότερη· αυξάνεται με το ύψος και αυτή η αύξηση μπορεί να επεκταθεί σε ένα στρώμα αρκετών δεκάδων ή και εκατοντάδων μέτρων. Στη συνέχεια, η αναστροφή αντικαθίσταται από μια κανονική μείωση της θερμοκρασίας με το ύψος.

Οι αναστροφές της θερμοκρασίας της επιφάνειας πάνω από την ξηρά ή τον ωκεάνιο πάγο οφείλονται σε μεγάλο βαθμό στη νυχτερινή ακτινοβόλο ψύξη της υποκείμενης επιφάνειας. Τέτοιες αναστροφές ονομάζονται ακτινοβολούμενες . Τα κατώτερα στρώματα αέρα ψύχονται από την επιφάνεια της γης περισσότερο από τα υπερκείμενα στρώματα. Επομένως, κοντά στην επιφάνεια της γης η θερμοκρασία πέφτει περισσότερο και δημιουργείται αύξηση της θερμοκρασίας με το ύψος.

Αναστροφή στην ελεύθερη ατμόσφαιρα παρατηρείται σε ένα συγκεκριμένο στρώμα αέρα που βρίσκεται σε ένα ορισμένο ύψος πάνω από την επιφάνεια της γης (Εικ. 8). Η βάση μιας αναστροφής μπορεί να βρίσκεται σε οποιοδήποτε επίπεδο στην τροπόσφαιρα, αλλά οι αναστροφές είναι πιο συνηθισμένες στα χαμηλότερα 2 km. Το πάχος του στρώματος αναστροφής μπορεί επίσης να είναι πολύ διαφορετικό - από μερικές δεκάδες έως πολλές εκατοντάδες μέτρα. Τέλος, το άλμα θερμοκρασίας στην αναστροφή, δηλ. η διαφορά θερμοκρασίας στα άνω και κάτω όρια του στρώματος αναστροφής μπορεί να κυμαίνεται από 1° ή λιγότερο έως 10-15° ή περισσότερο.

Συμβαίνει ότι μια αναστροφή επιφάνειας, που εκτείνεται σε σημαντικό ύψος, συγχωνεύεται με μια υπερκείμενη αναστροφή στην ελεύθερη ατμόσφαιρα. Στη συνέχεια, η αύξηση της θερμοκρασίας ξεκινά από την ίδια την επιφάνεια της γης και συνεχίζει σε μεγάλα υψόμετρα και το άλμα θερμοκρασίας αποδεικνύεται ιδιαίτερα σημαντικό.

Συμβαίνει επίσης ότι η αναστροφή μετατρέπεται άμεσα στην υπερκείμενη ισόθερμη. Συχνά, δύο (ή περισσότερες) αναστροφές παρατηρούνται στην ελεύθερη ατμόσφαιρα σε μια συγκεκριμένη περιοχή, που χωρίζονται από στρώματα με κανονική μείωση της θερμοκρασίας.

Εικ.8. Τύποι κατανομής θερμοκρασίας με ύψος: ΕΝΑ -αναστροφή εδάφους, σι- επιφανειακή ισοθερμία, V -ελεύθερη αναστροφή ατμόσφαιρας

Αναστροφές δεν παρατηρούνται σε μεμονωμένα σημεία στην επιφάνεια της γης. Το στρώμα αναστροφής εκτείνεται συνεχώς σε μια μεγάλη περιοχή, ειδικά στην περίπτωση αναστροφών στην ελεύθερη ατμόσφαιρα.

ΑΝΤΙΣΤΡΟΦΗ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΣ. Στον ωκεανό, η αναστροφή της θερμοκρασίας είναι μια αύξηση της θερμοκρασίας με το βάθος αντί της μείωσής της, η οποία είναι χαρακτηριστική για το μεγαλύτερο μέρος του Παγκόσμιου Ωκεανού. Η αναστροφή της θερμοκρασίας σε διαφορετικά στρώματα του ωκεανού συμβαίνει υπό την επίδραση διαφόρων φυσικών διεργασιών: στην επιφάνεια είναι ανταλλαγή θερμότητας και μάζας μεταξύ του ωκεανού και της ατμόσφαιρας, στο πάχος των στρωματοποιημένων υδάτων είναι η προσαγωγή και στο κάτω στρώμα είναι γεωθερμικές διεργασίες. Η κατακόρυφη κλίμακα των στρωμάτων με αναστροφή θερμοκρασίας (τα λεγόμενα στρώματα αναστροφής) ποικίλλει από μερικά χιλιοστά (κοντά στο όριο με την ατμόσφαιρα) έως αρκετές εκατοντάδες μέτρα ή περισσότερο στον ωκεανό. Τα στρώματα αναστροφής κοντά στην επιφάνεια και τον πυθμένα έχουν συχνά ασταθή κατανομή πυκνότητας, η οποία οδηγεί σε συναγωγική ανάμειξη των υδάτων. στο πάχος του ωκεανού, αυτά τα στρώματα χαρακτηρίζονται, κατά κανόνα, από μια σταθερή κατανομή πυκνότητας που σχετίζεται με την αύξηση της αλατότητας του νερού με το βάθος. Οι αναστροφές της θερμοκρασίας που φτάνουν αρκετούς βαθμούς Κελσίου προκαλούνται από την ανταλλαγή νερού μεταξύ του ανοιχτού ωκεανού και των θαλασσών. Για παράδειγμα, η απορροή των θερμότερων και αλμυρά νερά(από Μεσόγειος θάλασσα V Ατλαντικός Ωκεανόςή από την Ερυθρά Θάλασσα στον Ινδικό Ωκεανό) και η κατανομή αυτών των υδάτων σε ίσα επίπεδα πυκνότητας σε αποστάσεις αρκετών χιλιάδων χιλιομέτρων προκαλεί μεγάλης κλίμακας θερμοκρασιακές αναστροφές.

Λιτ.: Fedorov K.N. Λεπτή θερμοαλονική δομή των ωκεανικών υδάτων. L., 1976; Galerkin L.I. et al. Για τις κλιματικές αναστροφές της θερμοκρασίας στον ωκεανό // Ωκεανολογία. 1998. Τ. 38. Τεύχος. 6.

A. G. Zatsepin.

Στην ατμόσφαιρα, η αναστροφή της θερμοκρασίας (η θερμοκρασία αυξάνεται με το υψόμετρο) είναι χαρακτηριστική για τη στρατόσφαιρα και τη θερμόσφαιρα, ενώ στην τροπόσφαιρα, η θερμοκρασία γενικά μειώνεται με το υψόμετρο. Οι αναστροφές θερμοκρασίας επιφάνειας χαρακτηρίζονται από το πάχος του στρώματος αναστροφής, το οποίο μπορεί να φτάσει δεκάδες και εκατοντάδες μέτρα, και ένα άλμα θερμοκρασίας μεταξύ του κάτω και του άνω ορίου του στρώματος (έως 15-20 °C). Οι αναστροφές αυξημένης θερμοκρασίας στο ατμοσφαιρικό οριακό στρώμα και στην ελεύθερη ατμόσφαιρα περιγράφονται επίσης από το ύψος του κατώτερου ορίου του στρώματος αναστροφής. Αντιμετωπίζονται επίσης πολυστρωματικές αναστροφές θερμοκρασίας.

Υπάρχουν διάφοροι τύποι αναστροφών θερμοκρασίας στην τροπόσφαιρα. Στο επιφανειακό στρώμα της ατμόσφαιρας, μπορεί να παρατηρηθεί μια ακτινοβολία αντιστροφής της θερμοκρασίας, αιτία της οποίας είναι η ψύξη με ακτινοβολία (θερμική ακτινοβολία από την επιφάνεια της γης). Στους αντικυκλώνες εμφανίζεται αντιστροφή καθίζησης. Όταν μια θερμή αέρια μάζα ρέει σε μια ψυχρότερη υποκείμενη επιφάνεια, σχηματίζονται μεταβλητές αναστροφές θερμοκρασίας. Υπάρχουν επίσης αναστροφές θερμοκρασίας που σχετίζονται γενετικά με κύκλος ζωήςσύννεφα (αναστροφές θερμοκρασίας υπονέφους και πάνω από σύννεφο). Στη στρατόσφαιρα και τη θερμόσφαιρα, οι θερμοκρασιακές αναστροφές συμβαίνουν λόγω της απορρόφησης της ηλιακής ακτινοβολίας. Για παράδειγμα, η αναστροφή της θερμοκρασίας σε υψόμετρα από 20-30 έως 50-60 km σχετίζεται με την απορρόφηση της υπεριώδους ακτινοβολίας από τον Ήλιο από το όζον.

Τα στρώματα αέρα αναστροφής εμποδίζουν την ανάπτυξη κάθετων κινήσεων, συμβάλλουν στη συσσώρευση ακαθαρσιών αερίων και αερολυμάτων, στο σχηματισμό ομίχλης και ομίχλης, στην εμφάνιση ανώτερων αντικατοπτρισμών και επηρεάζουν την εξάπλωση των εσωτερικών βαρυτικά κύματαστην ατμόσφαιρα και τα ραδιοκύματα.

Λιτ.: Khromov S. M., Petrosyants M. A. Μετεωρολογία και κλιματολογία. 7η έκδ. Μ., 2006.