Биографии 

Какво причинява явлението температурна инверсия. температурна инверсия. Има два вида инверсия

Температурният градиент на атмосферата може да варира в широки граници. Средно тя е 0,6°/100 м. Но в тропическа пустиня близо до земната повърхност може да достигне 20°/100 м. При температурна инверсия температурата се повишава с височината и температурният градиент става отрицателен, т.е. може да бъде равен например на -0,6°/100 м. Ако температурата на въздуха е еднаква на всички височини, тогава градиентът на температурата е нула. В този случай се казва, че атмосферата е изотермична.[...]

Температурните инверсии определят обратното разположение на вертикалните почвени зони в много планински системи на континенталните региони. И така, в Източен Сибир, в подножието и в долните части на склоновете на някои планини има инверсионни тундри, след това има планински тайгови гори и отново планински тундри по-горе. Инверсионната тундра се охлажда само през определени сезони, а през останалата част от годината те са много по-топли от „горните“ тундри и се използват в селското стопанство.[ ...]

Температурната инверсия се проявява в повишаване на температурата на въздуха с височина в определен слой на атмосферата (обикновено в диапазона 300-400 m от земната повърхност) вместо обичайното понижение. В резултат на това циркулацията на атмосферния въздух е силно нарушена, димът и замърсителите не могат да се издигнат и не се разпръскват. Често има мъгли. Концентрациите на серни оксиди, суспендиран прах, въглероден оксид достигат опасни за здравето нива, водят до нарушения на кръвообращението и дишането, а често и до смърт. През 1952 г. повече от четири хиляди души умират от смог в Лондон от 3 до 9 декември, а до десет хиляди души се разболяват сериозно. В края на 1962 г. в Рур (Германия) той успя да убие 156 души за три дни. Само вятърът може да разпръсне смога, а намаляването на емисиите на замърсители може да изглади опасната от смога ситуация.[...]

Температурни инверсии 12 Йод, определяне във въздух 30 w.[ ...]

Температурните инверсии са свързани със случаи на масово отравяне на населението по време на периоди на токсични мъгли (долината на река Мане в Белгия, многократно в Лондон, Лос Анджелис и др.).[ ...]

Понякога температурните инверсии обхващат големи участъци от земята (повърхността. Областта на разпространението им обикновено съвпада с зоната на разпространение на антициклоните, които се появяват в зони с високо барометрично (налягане. [ ...]

Синоним: температурна инверсия. ИНВЕРЦИЯ НА ТРИЕНЕТО. Вижте бурна инверсия.[ ...]

В атмосферата могат да се извършват едновременно радиационна инверсия и инверсия на утаяване. Тази ситуация е показана чрез типичен температурен профил на фиг. 3.10, c. Едновременното наличие на два вида инверсия води до явление, наречено ограничена струя, което ще бъде обсъдено в следващите раздели. Интензивността и продължителността на инверсията зависят от сезона. През есента и зимата по правило се извършват продължителни инверсии, като броят им е голям. Топографията също влияе върху инверсиите. Например, студен въздух, уловен между планините през нощта, може да бъде уловен в долина от топъл въздух над нея. Докато Слънцето не е точно над долината на следващия ден, въздухът в долината не може да получи достатъчно топлина, за да унищожи инверсията. Колорадо) през зимата, например, около половината от всички инверсии продължават цял ​​ден.[ ...]

А - при липса на инверсия температурата на въздуха намалява с височина; B - местоположението на температурната инверсия, когато студеният въздух е уловен под топъл слой. В инверсионен слой обичайният температурен градиент е обърнат; B - нощен минимум; G - свадлива локация за ада; D - топъл участък от склона, образуван в резултат на естеството на циркулацията на въздуха.[ ...]

Под въздействието на студените зими и температурните инверсии почвите замръзват дълбоко през зимата и бавно се затоплят през пролетта. Поради тази причина микробиологичните процеси са слаби и въпреки високото съдържание на хумус в почвата е необходимо да се прилагат повишени норми органични торове (оборски тор, торф и компост) и минерални торове, лесно достъпни за растенията.[ ...]

Типичният денонощен температурен градиент над открита площ в безоблачен ден започва с нестабилна скорост на температурен спад, който се ускорява през деня от интензивна топлина от слънцето, което води до силна турбуленция. Непосредствено преди или малко след залез слънце приземният слой въздух се охлажда бързо и настъпва постоянна скорост на спадане на температурата (покачване на температурата с височина). През нощта интензивността и дълбочината на тази инверсия се увеличават, достигайки максимум между полунощ и времето от деня, когато земната повърхност има минимална температура. През този период атмосферните замърсители се задържат ефективно в рамките на или под инверсионния слой поради малкото или никакво вертикално разпръскване на замърсителите. Трябва да се отбележи, че при условия на стагнация замърсителите, изхвърляни близо до земната повърхност, не се разпространяват в горните слоеве на въздуха и, обратно, емисиите от високите тръби при тези условия в по-голямата си част не проникват в слоевете въздух най-близо до земята (Church, 1949). С настъпването на деня земята започва да се нагрява и инверсията постепенно се елиминира. Това може да доведе до "фумигация" (Hewso n a. Gill, 1944) поради факта, че замърсяването, попаднало в горните слоеве на въздуха през нощта, започва бързо да се смесва и да се втурва надолу. Ето защо в ранните предиобедни часове, предшестващи пълното развитие на турбулентността, завършвайки денонощния цикъл и осигурявайки мощно смесване, често възникват високи концентрации на атмосферни замърсители. Този цикъл може да бъде нарушен или променен от наличието на облаци или валежи, които предотвратяват силната конвекция през деня, но също така могат да предотвратят появата на силна инверсия през нощта.[...]

Възможни са два други вида локални инверсии. Един от тях е свързан с морския бриз, споменат по-горе. Затоплянето на въздуха в сутрешните часове над сушата води до поток от по-студен въздух към сушата от океана или достатъчно голямо езеро. В резултат на това по-топъл въздух се издига нагоре и по-студен въздух заема неговото място, създавайки условия за инверсия. Условията за инверсия се създават и когато топъл фронт преминава над голяма континентална земя. Топлият фронт често има тенденция да „смачква“ по-плътния, по-студен въздух пред себе си, като по този начин създава локализирана температурна инверсия. Преминаването на студен фронт, пред който има зона с топъл въздух, води до същата ситуация.[ ...]

Ветрилообразната форма на струните възниква от температурна инверсия. Формата му наподобява криволичеща река, която постепенно се разширява с отдалечаване от тръбата.[ ...]

В малкия американски град Донора тази температурна инверсия причини около 6000 души (42,7% от общото население) да се разболеят, като някои (10%) показват симптоми, които показват необходимостта от хоспитализация на тези хора. Понякога последствията от дългосрочна температурна инверсия могат да бъдат сравнени с епидемия: в Лондон по време на една от тези дългосрочни инверсии загинаха 4000 души.[...]

Образува се вентилаторна струя (фиг. 3.2, c, d) с температурна инверсия или с температурен градиент, близък до изотермичен, което характеризира много слабо вертикално смесване. Образуването на ветрилообразна струя се благоприятства от слаби ветрове, ясно небе и снежна покривка. Най-често такава струя се наблюдава през нощта.[ ...]

Ветрилообразната форма на димния облак съществува по време на инверсии и при температурни градиенти, близки до изотермични. Тази структура на атмосферата се наблюдава през нощта, когато температурата на земната повърхност е по-ниска от температурата на въздуха. Ветрилообразният облак изобщо не докосва земната повърхност. Въпреки това, ветрилообразната структура представлява опасност от гледна точка на атмосферното замърсяване, тъй като разпръскването е предимно в хоризонтална посока и замърсителите остават в долните слоеве на атмосферата, а не се издигат нагоре. Когато се отделят от ниски комини, максималната концентрация на замърсители се наблюдава в тези случаи далеч от източниците на замърсяване.[ ...]

При неблагоприятни метеорологични ситуации, като температурна инверсия, повишена влажност на въздуха и валежи, натрупването на замърсяване може да стане особено интензивно. Обикновено в приземния слой температурата на въздуха намалява с височината, докато настъпва вертикално смесване на атмосферата, което намалява концентрацията на замърсяване в приземния слой. Но при определени метеорологични условия (например при интензивно охлаждане на земната повърхност през нощта) възниква така наречената температурна инверсия, т.е. промяната на хода на температурата в повърхностния слой към обратната - с увеличаване на надморската височина, температурата се повишава. Обикновено това състояние продължава за кратко време, но в някои случаи може да се наблюдава температурна инверсия в продължение на няколко дни. При температурна инверсия въздухът в близост до земната повърхност е така да се каже затворен в ограничен обем и в близост до земната повърхност могат да възникнат много високи концентрации на замърсяване, което допринася за повишено замърсяване на изолаторите.[...]

Стойността на 1 /l/B нараства с намаляване на стабилността. За инверсия с y -6,5 K/km 1/1 5 = 41 s, въпреки че за нормален температурен градиент с V = +6,5 K/km 1/l/ 5 = 91 s. Така при II = 10 m/s и нормални температурни градиенти въздушният поток може да преодолее препятствие с височина 545 m, а за съответните условия на инверсия - само 245 m. Ако въздушният поток няма необходимата кинетична енергия за да се издигне над препятствието, след това се отклонява и тече през изобарите към по-ниско налягане, като по този начин придобива кинетична енергия. След известно време това отклонение може да се разпространи достатъчно нагоре по течението, за да осигури на въздушния поток енергията, необходима за повдигането му над препятствието. Това означава, че изоентропични повърхности (повърхности с еднаква потенциална температура) се издигат над препятствието, така че въздухът да може да тече успоредно на тях. От подветрената страна на билото излишната енергия може да се прояви под формата на вълни във въздушния поток (кинетична енергия) или да се превърне в потенциална енергия поради отклонението на въздуха към по-високо налягане.[...]

Бурназян А. И. и др. Замърсяване на повърхностния слой на атмосферата при температурни инверсии.[ ...]

ПРАХОВ ХОРИЗОНТ. Горната граница на слоя прах (или дим), лежащ под температурната инверсия. Когато се гледа от високо, се създава впечатление за хоризонт.[ ...]

При определени неблагоприятни метеорологични условия (слаб вятър, температурна инверсия) отделянето на вредни вещества в атмосферата води до масови отравяния. Пример за масово отравяне на населението са бедствията в долината на река Маас (Белгия, 1930 г.), в град Донор (Пенсилвания, САЩ, 1948 г.). В Лондон масово отравяне на населението по време на катастрофално замърсяване на атмосферата се наблюдава многократно - през 1948, 1952, 1956, 1957, 1962 г.; В резултат на тези събития няколко хиляди души загинаха, много от тях получиха тежко отравяне.[...]

Лондонският (зимен) смог се образува през зимата в големите индустриални центрове при неблагоприятни климатични условия: липса на вятър и температурна инверсия. Температурната инверсия се проявява в повишаване на температурата на въздуха с височина (в слоя от 300-400 m) вместо обичайното понижение.[ ...]

Особено неблагоприятни за разпространението на вредни вещества във въздуха са районите с преобладаване на слаби ветрове или затишие. При тези условия възникват температурни инверсии, при които има прекомерно натрупване на вредни вещества в атмосферата. Пример за такова неблагоприятно местоположение е Лос Анджелис, притиснат между планинска верига, която отслабва вятъра и пречи на изтичането на замърсен градски въздух, и Тихия океан. В този град температурни инверсии се случват средно 270 пъти годишно, като 60 от тях са придружени от много високи концентрации на вредни вещества във въздуха.[...]

Способността на земната повърхност да поглъща или излъчва топлина влияе върху вертикалното разпределение на температурата в повърхностния слой на атмосферата и води до температурна инверсия (отклонение от адиабатичността). Увеличаването на температурата на въздуха с височина води до факта, че вредните емисии не могат да се издигнат над определен таван. В условията на инверсия турбулентният обмен отслабва и условията за разпръскване на вредни емисии в приземния слой на атмосферата се влошават. За повърхностна инверсия, повторяемостта на височините на горната граница е от особено значение, за повдигната инверсия, повторяемостта на долната граница.[...]

Необходимо е да се избягва изграждането на предприятия със значителни емисии на вредни вещества на места, където може да възникне дълготрайна стагнация на примеси, когато слабите ветрове се комбинират с температурни инверсии (например в дълбоки басейни, в райони с често образуване на мъгла, в особено в райони с тежки зими, под язовирите на водноелектрически централи, както и в райони с възможен смог).[ ...]

Условията, благоприятстващи образуването на фотохимична мъгла при високо ниво на замърсяване на атмосферния въздух с реактивни органични съединения и азотни оксиди, са изобилието от слънчева радиация, температурни инверсии и ниска скорост на вятъра.[...]

Типичен пример за остър провокиращ ефект от атмосферното замърсяване са случаите на токсични мъгли, възникнали по различно време в градове на различни континенти на света. Токсичните мъгли се появяват в периоди на температурни инверсии с ниска вятърна активност, т.е. при условия, благоприятни за натрупване на промишлени емисии в повърхностния слой на атмосферата. По време на периоди на токсични мъгли е регистрирано увеличение на замърсяването, толкова по-значително, колкото по-дълго се запазват условията за стагнация на въздуха (3-5 дни). По време на периоди на токсични мъгли се увеличи смъртността на хората, страдащи от хронични сърдечно-съдови и белодробни заболявания, а сред потърсилите медицинска помощ бяха регистрирани обостряния на тези заболявания и появата на нови случаи. Описани са огнища на бронхиална астма в редица населени места с поява на специфично замърсяване. Може да се предположи, че остри случаи на алергични заболявания се появяват, когато въздухът е замърсен с биологични продукти като протеинов прах, дрожди, плесени и техните метаболитни продукти. Пример за острите ефекти от замърсяването на външния въздух са случаите на фотохимична мъгла при комбинация от фактори: емисии от превозни средства, висока влажност, тихо време, интензивно ултравиолетово лъчение. Клинични прояви: дразнене на лигавицата на очите, носа, горните дихателни пътища.[ ...]

Измерванията на телевизионни и радио мачти, както и специалните аерологични наблюдения, проведени през последните години, ни позволяват да направим редица изводи за структурата на атмосферния граничен слой над града. Анализът на експерименталните данни показва, че в периоди, когато се наблюдава инверсия извън града при наличие на топлинен остров, температурната стратификация между сградите до височина от няколко десетки метра е близка до равновесната или леко нестабилна. Следователно е по-вероятно над града да се образуват издигнати инверсионни слоеве. Топлинният остров, както е отбелязано от Секигучи в „Градски климат“ (1970 г.), се простира през нощта до ниво, приблизително равно на 3-4 височини на сградата.[...]

По време на разработването на вискозни масла и битуми чрез термични кладенци се наблюдава локално нарушение на естествения термичен градиент по протежение на участъка, което води до промяна в химичния състав на подземните води в горните хоризонти и влошаване на тяхното качество. Подобни инверсии на температурния режим на почвата също са слабо разбрани и регулирането на този вид антропогенно въздействие остава извън обхвата на нормативните документи.[...]

По този начин никъде на територията на СССР не се създават толкова неблагоприятни метеорологични условия за пренос и разпръскване на емисии от нискоемисионни източници, както на територията на БАМ. Изчисленията показват, че поради високата честота на застояли условия в голям слой на атмосферата и мощни температурни инверсии при еднакви емисионни параметри, нивото на замърсяване на въздуха в градовете на БАМ може да бъде 2-3 пъти по-високо, отколкото в европейска територия на страната. В тази връзка е особено важно опазването на въздушния басейн от замърсяване на новоустроената територия, прилежаща към БАМ.[...]

Вероятно най-скандалната зона на смог в света е Лос Анджелис. Комините в този град са много. Освен това има огромен брой автомобили. Заедно с тези щедри доставчици на дим и сажди, и двата елемента на образуването на смог, които изиграха толкова важна роля в работата на донорите: температурни инверсии и планински терен.[...]

Индустриалните предприятия, градският транспорт и инсталациите за генериране на топлина са причина за смога (главно в градовете): недопустимо замърсяване на външната въздушна среда, обитавана от хората, поради отделянето на вредни вещества в нея от посочените източници при неблагоприятни метеорологични условия (липса на вятър, температурна инверсия и др.). [...]

Най-важният елемент от климата на планинските райони несъмнено е температурата. В повечето планински райони на света се правят подробни температурни наблюдения и има много статистически изследвания на температурните промени с височината. Тази промяна е труден проблем при съставянето на климатични атласи поради резките температурни градиенти на къси разстояния и тяхната сезонна променливост. Някои скорошни изследвания на планински температури, като например в и , използват регресионен анализ, за ​​да свържат температурите с надморската височина и да отделят ефекта на инверсиите от ефектите, дължащи се на стръмни склонове. Pielke и Mering, в опит да прецизират пространственото разпределение на температурата за район в северозападна Вирджиния, използваха линеен регресионен анализ на средните месечни температури като функция на надморската височина. Те показаха, че корелациите са максимални (r=-0,95) през лятото, както обикновено се случва на средна надморска височина. През зимата инверсиите на ниско ниво намаляват много променливост и ако изберете правилните полиномни функции или използвате потенциални температури, можете да получите по-добри оценки. За целите на съставянето на топоклиматични карти за Западните Карпати по подобен начин беше разработена поредица от регресионни уравнения. За да направите това, както е описано в § 2B4, се използват отделни регресионни уравнения за различни профили на наклона. Обърнете внимание, че има малко опити да се опишат промените в планинската температура при. помощта на някакъв по-общ статистически модел.[ ...]

Комплексните експерименти, провеждани в чужбина, се характеризират с добро оборудване, използване на оптимален набор от анализатори и системи за вземане на проби, определяне на метеорологичните параметри заедно с концентрацията на замърсителите и наличието на информация за слънчевото ниво! ? радиация, както и индикатори за атмосферна стабилност в граничния слой: температурна стратификация, профил на скоростта на вятъра, височина на границата на инверсия и др.[ ...]

Основната причина за образуването на фотохимична мъгла е силното замърсяване на градския въздух от газови емисии от химическата промишленост и транспорта и главно от изгорелите газове на автомобилите. Лекият автомобил отделя около 10 g азотен оксид на километър. В Лос Анджелис, където са натрупани повече от 4 милиона коли, те отделят около 1000 тона от този газ на ден във въздуха. Освен това има чести температурни инверсии (до 260 дни в годината), които допринасят за стагнацията на въздуха над града. Фотохимичната мъгла възниква в замърсен въздух в резултат на фотохимични реакции, протичащи под действието на късовълнова (ултравиолетова) слънчева радиация върху газови емисии. Много от тези реакции създават вещества, които са много по-токсични от първоначалните. Основните компоненти на фотохимичния смог са фотооксиданти (озон, органични пероксиди, нитрати, нитрити, пероксиацетил нитрат), азотни оксиди, въглероден оксид и диоксид, въглеводороди, алдехиди, кетони, феноли, метанол и др. Тези вещества винаги присъстват в по-малки количества във въздуха на големите градове, във фотохимичния смог тяхната концентрация често надвишава максимално допустимите норми.[ ...]

Въглеводороди, серен диоксид, азотен оксид, сероводород и други газообразни вещества, влизащи в атмосферата, се отстраняват сравнително бързо от нея. Въглеводородите се отстраняват от атмосферата поради разтваряне във водите на моретата и океаните и последващи фотохимични и биологични процеси, протичащи с участието на микроорганизми във водата и почвата. Серен диоксид и сероводород, окислени до сулфати, се отлагат на повърхността на земята. Притежавайки киселинни свойства, те са източници на корозия на различни конструкции от бетон и метал, разрушават и продукти от пластмаса, изкуствени влакна, тъкани, кожа и др. Значително количество серен диоксид се абсорбира от растителността и се разтваря във водата на моретата и океаните. Въглеродният окис допълнително се окислява до въглероден диоксид, който интензивно се абсорбира от растителността в процеса на фотохимичен синтез. Азотните оксиди се отстраняват чрез редуциращи и окислителни реакции (при силна слънчева радиация и температурна инверсия образуват опасен за дишането смог).[ ...]

Йошино идентифицира четири синоптични типа разпределение на налягането, които причиняват бура. През зимата се свързва най-вече с циклон над Средиземно море или антициклон над Европа. През лятото циклоналните системи са по-редки и антициклонът може да бъде разположен по-на запад. Във всяка система градиентният вятър трябва да бъде от изток на североизток. Развитието и поддържането на бора изисква както подходящ градиент на налягането, стагнация на студен въздух източно от планините, така и преливането му през планините, което превръща потенциалната енергия в кинетична енергия. Бора се развива най-добре там, където Динарските планини са тесни и близо до брега, като например в Сплит. Това увеличава температурния градиент между крайбрежните и вътрешните части на страната и засилва ефекта на вятъра. Динарските планини са високи над 1000 м, а ниските проходи, като прохода при Синдж, също благоприятстват местното засилване на бурата. В дните с бура инверсионният слой обикновено се намира между 1500-2000 m от наветрената страна на планините и на същото или по-ниско ниво от подветрената страна.

Точно както в почвата или водата нагряването и охлаждането се пренасят от повърхността към дълбочината, така и във въздуха нагряването и охлаждането се пренасят от долния слой към по-високите слоеве. Следователно, денонощните температурни колебания трябва да се наблюдават не само на земната повърхност, но и във високите слоеве на атмосферата. В същото време, както в почвата и водата дневните температурни колебания намаляват и изостават с дълбочината, в атмосферата те трябва да намаляват и изостават с височината.

Нерадиационният пренос на топлина в атмосферата се осъществява, както във водата, главно чрез турбулентна топлопроводимост, т.е. при смесване на въздуха. Но въздухът е по-подвижен от водата и турбулентната топлопроводимост в него е много по-голяма. В резултат на това дневните температурни колебания в атмосферата се разпространяват в по-мощен слой от дневните колебания в океана.

На надморска височина 300 m над сушата амплитудата на денонощното изменение на температурата е около 50% от амплитудата на земната повърхност, а екстремните температури настъпват 1,5-2 часа по-късно. На надморска височина 1 km дневната амплитуда на температурата над сушата е 1–2°, на височина 2–5 km е 0,5–1°, а дневният максимум се измества към вечерта. Над морето дневната температурна амплитуда леко се увеличава с височина в долните километри, но остава малка.

Малки денонощни температурни колебания се откриват дори в горната тропосфера и долната стратосфера. Но там те вече се определят от процесите на поглъщане и излъчване на радиация от въздуха, а не от влиянията на земната повърхност.

В планините, където влиянието на подстилащата повърхност е по-голямо, отколкото на съответните височини в свободната атмосфера, денонощната амплитуда намалява по-бавно с височината. На отделни планински върхове, на надморска височина от 3000 m и повече, дневната амплитуда все още може да бъде 3--4 °. На високите обширни плата дневната амплитуда на температурата на въздуха е от същия порядък като в низините: тук погълнатата радиация и ефективната радиация са големи, както и повърхността на контакт между въздух и почва. Средната дневна амплитуда на температурата на въздуха на станция Мургаб в Памир е 15,5°, а в Ташкент е 12°.

Температурни инверсии

В предишните параграфи многократно споменахме температурни инверсии. Сега нека се спрем на тях малко по-подробно, тъй като с тях са свързани важни характеристики в състоянието на атмосферата.

Намаляването на температурата с височина може да се счита за нормално състояние на тропосферата, а температурните инверсии могат да се считат за отклонения от нормалното състояние. Вярно е, че температурните инверсии в тропосферата са често, почти ежедневно явление. Но те улавят въздушните слоеве доста тънки в сравнение с цялата дебелина на тропосферата.

Температурната инверсия може да се характеризира с височината, на която се наблюдава, дебелината на слоя, в който има повишаване на температурата с височина, и температурната разлика на горната и долната граница на инверсионния слой - температурен скок. Като преходен случай между нормалното понижаване на температурата с височина и инверсията съществува и явлението вертикална изотерма, когато температурата в даден слой не се променя с височина.

По отношение на надморската височина всички тропосферни инверсии могат да бъдат разделени на повърхностни инверсии и инверсии в свободната атмосфера.

Повърхностната инверсия започва от самата подлежаща повърхност (почва, сняг или лед). Над открити води такива инверсии са редки и не толкова значими. Подлежащата повърхност има най-ниска температура; той расте с височина и този растеж може да се простира до слой от няколко десетки и дори стотици метри. След това инверсията се заменя с нормално спадане на температурата с височина.

Безплатна инверсия на атмосферата наблюдавани в определен слой въздух, разположен на определена височина над земната повърхност (фиг. 5.20). Основата на инверсията може да бъде на всяко ниво в тропосферата; инверсиите обаче са най-чести в долните 2 км(ако не говорим за инверсии в тропопаузата, всъщност те вече не са тропосферни). Дебелината на инверсионния слой също може да бъде много различна - от няколко десетки до много стотици метра. И накрая, температурният скок при инверсията, т.е. температурната разлика на горната и долната граница на инверсионния слой, може да варира от 1° или по-малко до 10-15° или повече.

скреж

Явлението слана, което е важно от практическо отношение, е свързано както с денонощните промени на температурата, така и с нейните непериодични спадове, като и двете причини обикновено действат заедно.

Слани се наричат ​​понижаване на температурата на въздуха през нощта до нула градуса и по-ниско във време, когато средните дневни температури вече са над нулата, тоест през пролетта и есента.

Пролетните и есенните студове могат да имат най-неблагоприятно въздействие върху градинските и градински култури. В този случай не е необходимо температурата да пада под нулата в метеорологичната кабина. Тук на височина 2 м може да остане малко над нулата; но в най-ниския, с почвения слой въздух, той в същото време пада до нула и по-долу и градинските или ягодоплодните култури са повредени. Също така се случва температурата на въздуха дори на малка височина над почвата да остане над нулата, но самата почва или растенията върху нея се охлаждат от радиация до отрицателна температура и върху тях се появява слана. Това явление се нарича замръзване на почвата и може също да убие млади растения.

Сланите най-често се появяват, когато в района навлезе достатъчно студена въздушна маса, например арктически въздух. Температурата в долните слоеве на тази маса е все още над нулата през деня. През нощта температурата на въздуха пада под нулата през деня, т.е. наблюдава се слана.

За замръзване е необходима ясна и тиха нощ, когато ефективната радиация от повърхността на почвата е голяма, а турбулентността е малка и охладеният от почвата въздух не се пренася в по-високите слоеве, а се подлага на продължително охлаждане. Такова ясно и тихо време обикновено се наблюдава във вътрешните части на области с високо атмосферно налягане, антициклони.

Силното нощно охлаждане на въздуха близо до земната повърхност води до повишаване на температурата с височина. С други думи, по време на замръзване се извършва повърхностна температурна инверсия.

Замръзване се появява по-често в низините, отколкото във високите места или по склоновете, тъй като при вдлъбнати релефни форми нощният спад на температурата е повишен. В ниските места студеният въздух се задържа повече и се охлажда за по-дълго време.

Поради това слана често удря овощни градини, зеленчукови градини или лозя в ниските райони, докато по склоновете на хълма те остават непокътнати.

Последните пролетни слани се наблюдават в централните райони на европейската територия на ОНД в края на май - началото на юни, а първите есенни слани са възможни още в началото на септември (карти VII, VIII).

Понастоящем са разработени достатъчно ефективни средства за защита на градини и овощни градини от нощни студове. Кухненската градина или градината са обвити в димна завеса, което намалява ефективната радиация и намалява нощния спад на температурата. Нагревателните подложки от различни видове могат да загреят долните слоеве въздух, натрупан в повърхностния слой. Парцелите с градинарски или градински култури могат да бъдат покрити през нощта със специално фолио, върху тях могат да се поставят сламени или пластмасови навеси, които също намаляват ефективната радиация от почвата и растенията и т.н. Всички тези мерки трябва да се предприемат, когато температурата е вечерта вече е достатъчно ниско и според прогнозата за времето ще бъде ясна и тиха нощ.

Плавното намаляване на температурата с височина трябва да се счита само за общо свойство на тропосферата. Много често има такава стратификация на въздуха, при която температурата или не пада в посока нагоре, или дори се повишава. Повишаването на температурата с височина над земната повърхност се нарича нейно инверсия(лат. inversio - обръщане).

Според дебелината на въздушния слой, в който се наблюдава повишаване на температурата, се разграничават повърхностни инверсии, обхващащи няколко метра, и свободна атмосфера, простираща се до 3 km. Увеличението на температурата (или стойността на инверсия) може да достигне 10°C или повече. Тропосферата се оказва стратифицирана: една въздушна маса е отделена от друга със слой на инверсия.

По произход повърхностните инверсии се делят на радиационни, адвективни, орографски и снежни. Често се срещат смесени типове, тъй като процесите, които причиняват инверсии, действат колективно.

Радиационна инверсиявъзниква през лятото, когато времето е тихо и безоблачно. След залез слънце повърхността, а от нея и долните слоеве въздух, се охлаждат, докато тези, които лежат отгоре, все още запазват дневния запас от топлина. Получава се инверсия. Дебелината на такива инверсии варира от 10 до 300 m, в зависимост от времето. Радиационната инверсия възниква над ледените повърхности по всяко време на годината, когато те губят топлина чрез радиация.

Орографски инверсиите се образуват в неравен терен при тихо време, когато студеният въздух тече надолу, а по-топлият въздух се задържа по хълмовете и планинските склонове.

Адвективна инверсиявъзниква, когато топлият въздух се движи в студена зона. Освен това долните слоеве въздух се охлаждат от контакт със студена повърхност, докато горните остават топли за известно време.

снежно,или пружина, обръщаниянаблюдавани през ранна пролет над заснежени повърхности. Те се причиняват от изразходването на големи количества топлина от въздуха за топене на снега.

В свободната атмосфера най-често антициклонални компресионни инверсиии циклонални фронтални инверсии.

Компресионните инверсии се образуват в антициклоните през зимата и се наблюдават на височини 1–2 km. Температурата на спускащия се въздух в средната тропосфера се повишава, но близо до земната повърхност, където започва хоризонталното разпространение на въздуха, тя намалява. Това явление се наблюдава в огромните райони на Арктика, Антарктика, Източен Сибир и др. Фронталните инверсии се образуват в циклони поради потока на топъл въздух върху студен въздух.

Следователно температурните инверсии не са изключение, а едно от постоянните свойства на времето и климата. През различните сезони и в различни местности те са отбелязани в 75-98% от всички наблюдения.

Инверсия в метеорологията означава аномалния характер на промяната на всеки параметър в атмосферата с увеличаване на надморската височина. Най-често това се отнася до температурна инверсия, тоест повишаване на температурата с височина в определен слой на атмосферата вместо обичайното понижение.

Има два вида инверсия:

Повърхностни температурни инверсии, започващи директно от земната повърхност (дебелината на инверсионния слой е десетки метри)

Температурни инверсии в свободната атмосфера (дебелината на инверсионния слой достига стотици метри)

Температурната инверсия предотвратява вертикалното движение на въздуха и допринася за образуването на мъгла, мъгла, смог, облаци, миражи. Инверсията е силно зависима от характеристиките на местния терен. Повишаването на температурата в инверсионния слой варира от десети градуса до 15-20 °C и повече. Температурните инверсии на повърхността в Източен Сибир и Антарктида през зимата са най-мощни.

Нормални атмосферни условия

Обикновено в долните слоеве на атмосферата (тропосферата) въздухът близо до земната повърхност е по-топъл от въздуха над нея, тъй като атмосферата се нагрява главно от слънчевата радиация през земната повърхност. С промяната на надморската височина температурата на въздуха се понижава, като средната скорост на понижение е 1 °C на всеки 160 m.

Причини и механизми на инверсия

При определени условия нормалният вертикален температурен градиент се променя по такъв начин, че по-студен въздух е на повърхността на Земята. Това може да се случи например, когато топла, по-малко плътна въздушна маса се движи над студен, по-плътен слой. Този тип инверсия се случва в близост до топли фронтове, както и в райони на океанско повдигане (повдигане или повдигане е процес, при който дълбоките океански води се издигат на повърхността), като например край бреговете на Калифорния. При достатъчно влага в по-студения слой обикновено се образува мъгла под инверсионния "капак".
В ясна, тиха нощ по време на антициклон студен въздух може да се спусне по склоновете на планините и да се събере в долините, където в резултат температурата на въздуха ще бъде по-ниска от 100 или 200 m по-висока. Над студения слой ще има по-топъл въздух, който вероятно ще образува облак или лека мъгла. Температурната инверсия е ясно демонстрирана от примера на дим от лагерен огън. Димът ще се издигне вертикално и след това, когато достигне "инверсионния слой", ще се извие хоризонтално. Ако тази ситуация се създаде в голям мащаб, прахът и мръсотията (смог), които се издигат в атмосферата, остават там и се натрупват, което води до сериозно замърсяване.

Понижаваща инверсия

Температурна инверсия може да възникне в свободната атмосфера, когато широк слой въздух потъва и се нагрява поради адиабатно компресиране, което обикновено се свързва със субтропичните зони с високо налягане. Турбуленцията може постепенно да повдигне инверсионния слой до голяма надморска височина и да го „пробие“, което води до гръмотевични бури и дори (при определени обстоятелства) тропически циклони.

Последици от температурна инверсия

Когато нормалният процес на конвекция спре, долният слой на атмосферата се замърсява. Това създава проблеми в градовете с високи емисии. Инверсионните ефекти често се появяват в големи градове като Мумбай (Индия), Лос Анджелис (САЩ), Мексико Сити (Мексико), Сао Пауло (Бразилия), Сантяго (Чили) и Техеран (Иран). Малки градове като Осло (Норвегия) и Солт Лейк Сити (САЩ), разположени в долините на хълмове и планини, също са засегнати от блокиращия инверсионен слой. При силна инверсия замърсяването на въздуха може да причини респираторни заболявания. Големият смог през 1952 г. в Лондон е едно от най-сериозните подобни събития - повече от 10 хиляди души загинаха заради него.
Температурната инверсия представлява опасност за излитащите самолети, тъй като тягата на двигателя намалява, когато самолетът навлезе в горните слоеве с по-топъл въздух.
През зимата инверсията може да доведе до опасни природни явления. Много силни студове в антициклона. Леден дъжд по време на излизането на атлантическите и южните циклони (особено по време на преминаването на техните топли фронтове).

Свързване:

1. Драматична промяна на климата.

Има две страни на проблема с изменението на климата:

  • рязка промяна на времето или климата в резултат на антропогенен фактор (изсичане и изгаряне на гори, разораване на земя, създаване на нови резервоари, промени в речните корита, отводняване на блата - всичко това влияе върху промяната на топлинния баланс и газа обмен с атмосферата);
  • процесът на изменение на климата като еволюционен, протичащ с много бавни темпове.

Според Националната аеронавтика и космическа агенция на САЩ планетата се е затоплила с 0,8 0C за един век. Температурата на подледената вода в района на Северния полюс се е повишила с почти 20C, в резултат на което ледът е започнал да се топи отдолу и нивото на Световния океан постепенно се покачва. Според учените средното ниво на океана може да се повиши с 20-90 см до 2100 г. Всичко това може да доведе до катастрофални последици за страните с територии на морското равнище (Австралия, Холандия, Япония, някои части на САЩ).

2 . Превишаване на ПДК на вредни примеси в атмосферата(Емисиите от промишлени, топлоелектрически централи, моторни превозни средства водят до непрекъснато увеличаване на средното съдържание на въглероден диоксид в атмосферата.

Климатът се затопля поради т.нар "зелена къща ефект."Плътен слой от въглероден диоксид ще пропуска свободно слънчевата радиация към земната повърхност и в същото време ще забавя излъчването на земна топлина в космоса.

Въз основа на изчисления, използващи компютърни модели, беше установено, че ако сегашното ниво на парникови газове, навлизащи в атмосферата, продължи, тогава за 30 години средната температура по земното кълбо ще се повиши с около 10C. В същото време глобалното затопляне ще бъде придружено от увеличаване на валежите (с няколко процента до 2030 г.) и повишаване на нивото на Световния океан (с 20 см до 2030 г., с 65 см до края на века).

Опасни последици от глобалното затопляне:

  • повишаването на нивото на Световния океан ще създаде опасна ситуация за живота на около 800 милиона души.
  • повишаването на средните годишни температури ще доведе до изместване на всички климатични зони от екватора към полюсите, което може да лиши стотици милиони хора от обичайното домакинство.
  • повишаването на температурата ще ускори размножаването на кръвосмучещи насекоми и вредители от гората и те ще излязат извън контрола на естествените си врагове (птици, жаби и др.), тропическите и субтропичните видове кръвосмучещи ще се разпространят на север и с тях ще дойдат в умерените ширини болести като малария, тропически вирусни трески и др.

Глобалното затопляне на планетата неизбежно ще доведе до размразяването на големи площи от вечна замръзналост. До края на 21-ви век южната граница на вечната замръзналост в Сибир може да се премести на север до 55-ия паралел, в резултат на размразяването му икономическата инфраструктура ще бъде нарушена. Най-уязвими ще бъдат обектите на добивната промишленост, енергетиката и транспортните системи, комуналните услуги. Рисковете от предизвикани от човека извънредни ситуации ще се увеличат значително в тези райони.

Евентуалното глобално затопляне ще се отрази неблагоприятно на човешкото здраве, ще увеличи въздействието върху околната среда върху него, ще повлияе на времевия и сезонен ход на заболяванията в много страни.

3. Температурни инверсии над градовете.

Температурата в тропосферата, започвайки от земята, намалява във височина с 5-6 градуса на километър. Топлите долни слоеве въздух, като по-леки, се придвижват към върха, осигурявайки циркулация на въздуха над земята, образувайки възходящи вертикални, както и хоризонтални въздушни течения, които усещаме като вятър. Въпреки това, понякога по време на антициклони и при тихо време, т.нар температурна инверсия,при което горните слоеве на атмосферата ще бъдат по-горещи от долните. Тогава нормалната циркулация на въздуха спира и слой топъл въздух покрива земята като одеяло. Ако това се случи над града, тогава вредните емисии от промишлени предприятия и превозни средства се улавят под това „въздушно одеяло“ и създават опасно замърсяване на въздуха за населението, което причинява заболявания.

4. Остър недостиг на кислород над градовете

В големите градове сухоземната растителност в процеса на фотосинтеза отделя по-малко кислород в атмосферата, отколкото се консумира от индустрията, транспорта, хората и животните. В тази връзка общото количество кислород в околоземната обвивка на биосферата намалява ежегодно.
Липсата на кислород във въздушната среда на градовете допринася за разпространението на белодробни и сърдечно-съдови заболявания.

5. Значително превишение на пределно допустимото ниво на градски шум.

Основните източници на шум в градовете:
- транспорт. Делът на шума от трафика в града е най-малко 60-80% (Пример: Москва - шум от трафика ден и нощ ...)
- вътрешноквартални източници на шум - възникват в жилищни зони (спортни игри, детски игри на детски площадки; стопанска дейност на хората...)
- Шумове в сгради. Шумовият режим в жилищните зони се състои от проникващ външен шум и шум, генериран по време на работата на инженерното и санитарно оборудване на сгради: асансьори, водни помпи, улеи за боклук и др.
Високите нива на шум допринасят за развитието на неврологични, сърдечно-съдови и други заболявания.


6. Образуване на зони на киселинни дъждове.

Киселинният дъжд е резултат от промишлено замърсяване на въздуха. Голяма доза замърсяване на въздуха принадлежи на азотните оксиди, източниците на които са отработените газове на двигателите, както и изгарянето на всички видове горива. 40% от всички азотни оксиди се отделят в атмосферата от топлоелектрическите централи. Тези оксиди се превръщат в азот и нитрати, а последните, взаимодействайки с водата, дават азотна киселина.
Киселинните валежи представляват сериозна заплаха за флората и фауната на земята.

7. Разрушаване на озоновия слой на атмосферата.

Озонът има способността да абсорбира ултравиолетовото лъчение от слънцето и следователно да предпазва всички живи организми на Земята от вредното им въздействие.

Количеството озон в атмосферата не е голямо. Най-значително влияние върху разрушаването на озона оказват реакциите със съединенията на водорода, азота и хлора. В резултат на човешката дейност, приемът на вещества, съдържащи такива съединения, се увеличава драстично.

В определени периоди се наблюдават огромни мащаби на разрушаване на озоновия слой. Например през пролетните месеци над Антарктида се наблюдава постепенно разрушаване на стратосферния озонов слой, понякога достигащо 50% от общото му количество в атмосферата на района на наблюдение.

Празнина в озоносферата с диаметър над 1000 km, възникваща над Антарктида и движеща се към населените райони на Австралия, беше наречена "озоновата дупка".

Намаляването на озоновия слой с 25% и увеличеното излагане на ултравиолетово лъчение с къса дължина на вълната от Слънцето води до:

Намалена биологична продуктивност на много растения, намалени добиви;
- човешки заболявания: вероятността от заболяване от рак на кожата рязко се увеличава, имунната система е отслабена, броят на заболяванията на очната катаракта се увеличава, възможна е частична или пълна загуба на зрение.

8. Значителни промени в прозрачността на атмосферата.

Прозрачността на атмосферата до голяма степен зависи от процента на аерозолите в нея (концепцията за "аерозоли" в този случай включва прах, дим, мъгла).

Увеличаването на съдържанието на аерозоли в атмосферата намалява количеството слънчева енергия, идваща на земната повърхност. В резултат на това повърхността на Земята може да се охлади, което води до намаляване на средната планетарна температура и в крайна сметка до началото на нова ледникова епоха.