Creșterea temperaturii în atmosfera troposferă cu creșterea altitudinii este caracterizată ca o inversare a temperaturii (Fig. 11.1 in). În acest caz, atmosfera este foarte stabil. Disponibilitatea inversiune incetineste foarte mult în jos mișcarea verticală a contaminanților și ca o consecință, crește concentrația acestora în stratul de suprafață.
Inversiunea cel mai frecvent observate care apar în timpul coborârii stratului de aer în masa de aer cu o presiune mai mare, sau pierderea de căldură prin radiație la suprafața pământului în timpul nopții. Primul tip este de obicei numit inversiune inversiune de sedimentare. Inversare strat în acest caz este de obicei situat la o distanță de la suprafața pământului, și se formează inversie prin compresie adiabatică și încălzirea stratului de aer în cursul coborârii sale în zona centrului de presiune înaltă.
Din ecuația (11.5) obținem:
Valoarea izobară Cp caldura specifica pentru aer nu se modifică semnificativ, cu temperatură într-un interval suficient de mare de temperatură. Cu toate acestea, datorită modificărilor densității presiunii barometrice la limita superioară a stratului de inversie este mai mică decât cea a bazei sale, adică. E.
Aceasta înseamnă că limita superioară a stratului se încălzește mai repede decât cea mai mică. În cazul în care scăderea continuă pentru o lungă perioadă de timp, va fi creat în stratul de un gradient de temperatură pozitiv. Astfel, masa de aer se merge în jos ca un capac gigant în atmosferă sub stratul de inversie.
Straturile Sedimentarea inversiune sunt sursă de emisie de obicei mai mari și, prin urmare, nu afectează în mod substanțial fenomenele de scurtă perioadă de poluare atmosferică. Cu toate acestea, o astfel de inversare poate supraviețui timp de mai multe zile, care afectează acumularea pe termen lung a poluanților. Au fost observate cazuri de contaminare cu consecințe periculoase pentru sănătatea oamenilor din zonele urbane, în trecut, de multe ori a fost asociat cu inversiuni de surpare.
Luați în considerare motivele care dau naștere la inversarea radiații. In acest caz, straturile de atmosfera de deasupra suprafeței Pământului, în căldură primesc prin conducție, convecție și radiație de la suprafața pământului în timpul zilei și în cele din urmă este încălzit. Ca urmare, profilul de temperatură al atmosferei inferioare este caracterizat de obicei printr-un gradient de temperatură negativ. Dacă urmată de o noapte clară, suprafața Pământului radiază căldură și se răcește rapid. straturile de aer adiacente la suprafață, răcită la o temperatură situată deasupra straturilor. Ca urmare, profilul de zi cu zi a temperaturii este convertit într-un profil de semn opus, iar atmosfera adiacentă suprafeței, sunt acoperite cu un strat robust de inversiune. Acest tip de inversare are loc în primele ore și este tipic pentru perioade de cer senin și vreme windless. Stratul de inversie este distrus curenții ascendenți de aer cald care apar în timpul încălzirii suprafața solului în soarele dimineții.
inversiune Radiații joacă un rol important în contaminarea atmosferei, ca și în acest caz, un strat de inversiune este situat în interiorul stratului care conține surse de contaminare (spre deosebire de soluționarea inversiune). Mai mult, inversiune radiatii apare cel mai frecvent într-o noapte de windless și senine când purificarea dubioasǎ poluarea aerului precipitare sau laterale vânturi.
Intensitatea și durata inversiune depinde de sezon. În toamna și iarna, în general, există inversiune lungi, numărul lor este mare. Pe inversiunea afectează și topografie. De exemplu, aerul rece prins în bazinul Intermountain pe timp de noapte, poate fi „blocat“ există aer cald, se află la el.
Și, eventual, alte tipuri de inversiuni locale, de exemplu inversiune asociate cu brize mare care trec aerul cald în partea din față pe o mare porțiune de teren continentală. Trecerea frontului rece, în fața căreia există o regiune a aerului cald, de asemenea, duce la inversare.
Inversiune - un fenomen comun în multe domenii. De exemplu, pe coasta de vest a SUA, acestea sunt observate timp de aproape 340 zile pe an.
Gradul de stabilitate al atmosferei poate fi determinată prin mărimea gradientului „potențial“ Temperatura:
unde
O valoare negativă a gradientului de temperatură „potențial“ (Gpot <0) свидетельствует о сверхадиабатическом характере профиля температуры и неустойчивых условиях в атмосфере. В случае, когдаГпот> 0, atmosferă stabilă. Dacă gradientul „potențial“ temperatura se apropie de zero (0 Gpot ), atmosfera este descrisă ca fiind indiferentă.
În plus față de cazurile examinate inversare a temperaturii, care sunt de natură locală, există două inversare a naturii globale a zonei în atmosfera Pământului. Prima zonă Inversiunea globală a suprafeței pământului începe cu limita inferioară a tropopauzei (11 km pentru o atmosferă standard) și se termină la stratopause limita superioară (aproximativ 50 km). Această zonă inversare previne răspândirea impurităților formate în troposferă sau eliberate de suprafață în alte regiuni ale atmosferei. A doua inversiune zona la nivel mondial, un termosphere într-o anumită măsură, împiedică împrăștierea atmosferei în spațiu.
Să considerăm exemplul procedurii de determinare a gradientului „potențial“ temperatura. Temperatura la suprafața Pământului, la o înălțime de 1,6 m este de -10 ° C la 1800 m - -50 ° C, -12 ° C, -22 ° C,
Scopul calculului este evaluarea celui mai mare gradient de „potențial“ temperatura atmosferică.
Pentru a calcula gradientul ecuației de utilizare a temperaturii „potențial“ (11,12)
Aici T = 0.00645 ° / m. - Standard sau adiabatic vertical, gradient normal de temperatură.
Noi analizăm valorile calculate ale gradientului „potențial“ de temperatură. Caracterul schimbării temperaturii pentru cazurile de condițiile atmosferice este prezentată în Fig. 11.2.
Gpot 1 <0 свидетельствует о сверхадиабатическом характере профиля температуры и неустойчивых условиях в атмосфере.
Gpot 2> 0 - atmosfera este stabilă.
Gpot 3 ≈ 0 - atmosfera este descrisă ca fiind indiferentă.