Inwersja temperatury

Unoszący się dym zatrzymywany jest przez znajdującą się powyżej warstwę ciepłego powietrza.

Znaczna inwersja temperatury utrzymująca chmury nad Kotliną Jeleniogórską. Widok z Kopy na Karpacz.

Zmiana zapylenia atmosfery spowodowana inwersją

Zależność między wysokością (oś y), a temperaturą (oś x) w normalnych warunkach atmosferycznych.

Inwersja temperatury (inwersja termiczna) – w meteorologii zjawisko atmosferyczne polegające na wzroście temperatury powietrza wraz z wysokością. Inwersja blokuje pionowe mieszanie się powietrza w atmosferze.

W normalnych warunkach w najniższej części atmosfery, troposferze, powietrze bliżej powierzchni ziemi jest cieplejsze niż wyżej. Dzieje się tak dlatego, że powietrze ogrzewa się od nagrzanej powierzchni ziemi, a tak ogrzane powietrze, unosi się do góry w wyniku konwekcji. Unoszące się powietrze ochładza się w wyniku przemiany adiabatycznej (wyżej jest mniejsze ciśnienie). Czasami w wyniku zjawisk zachodzących w atmosferze dochodzi do odwrotnego układu temperatur niż zazwyczaj.

Zjawisko to może wywoływać inne efekty w atmosferze, które mogą być widoczne np. gromadzenie się mgły lub różnice w zanieczyszczeniu atmosfery. Z tego samego powodu inwersje zalegające przez dłuższy czas mogą wpływać na intensyfikowanie się zjawiska smogu nad obszarami o dużej emisji zanieczyszczeń.

Rodzaje inwersji

1. Inwersje z wypromieniowania
   • z wypromieniowania górne (w atmosferze swobodnej)
     • tropopauzy – zatrzymanie spadku temperatury z wysokością spowodowane kontaktem z cieplejszą stratosferą.
   • z wypromieniowania dolne (przyziemne)
     • radiacyjna – powstaje podczas bezwietrznych i bezchmurnych nocy, głównie po zachodzie słońca. Po dniu podłoże i powietrze przy ziemi jest ogrzane, podłoże wypromieniowuje (stąd nazwa radiacyjne) swoje ciepło do atmosfery, szybko ochładzając się, tymczasem powietrze traci ciepło znacznie wolniej. W warstwie tuż przy powierzchni, powietrze staje się wtedy chłodniejsze niż znajdujące się ponad nim powietrze uprzednio ogrzane.
     • śniegowa – powstaje, gdy powietrze cieplejsze ochładza się od śniegu
     • orograficzna – charakterystyczna dla dolin górskich. Jest to pewien wariant inwersji radiacyjnej, powietrze ochłodzone w wyniku wypromieniowania ciepła z ziemi spływa ze zbocz górskich, na dno doliny.
2. Inwersje mechaniczne
   • osiadania – powstaje w efekcie osiadania mas powietrza w wyżu. Górne warstwy powietrza przemieszczając się w dół (osiada), stopniowo sprężają się, a zatem, zwiększa się ich temperatura i w średnich wysokościach, powstaje warstwa powietrza cieplejszego niż powietrze poniżej.
   • pasatowa – występuje w pobliżu zwrotników, gdzie zachodzą silne prądy zstępujące. Opadając, powietrze szybko się ogrzewa, co powoduje efekt analogiczny do inwersji osiadania.
   • turbulencyjna – powstaje na skutek mieszania się powietrza wywołanego silnymi zawirowaniami powietrza. Zawirowania te mogą tworzyć się na nierównościach terenowych lub przy silnym wietrze.
3. Inwersja frontowe
   • frontowa – występuje we frontach atmosferycznych, zwłaszcza we froncie ciepłym, gdy masa ciepłego powietrza wślizguje się na masę powietrza zimnego. Na styku tych mas, obecna jest warstwa inwersji.
   • adwekcyjna – powstaje, gdy nad wychłodzoną powierzchnię ziemi napływa cieplejsze powietrze. Warstwa powietrza granicząca z powierzchnią, ochładza się, a powietrze powyżej pozostaje ciepłe.

W wyniku różnic w prędkości rozchodzenia się dźwięku w powietrzu ciepłym i zimnym, zjawisku inwersji przyziemnej towarzyszy znaczący wzrost słyszalności dalekich głosów. Jest to związane ze zjawiskiem refrakcji (zstępującej).

Galeria

• 

  Inwersja turbulencyjna.

• 

  Inwersja osiadania

• 

  Inwersja hamuje prądy wstępujące powodując powstanie chmury Sc cugen pod warstwą inwersyjną.

• 

  Silna konwekcja przebija warstwy inwersyjne.

Bibliografia

• ZofiaZ. Kaczorowska ZofiaZ., Pogoda i klimat, wyd. 2, Warszawa: Wydawnictwo Szkolne i Pedagogiczne, 1986, ISBN 83-02-02688-3, OCLC 749640666 .
• M. Schmidt: Meteorologia dla każdego. Warszawa: Wydawnictwo Komunikacji i Łączności, 1972.