Temperatuurinversielagen, ook wel thermische inversies of gewoon inversielagen genoemd, zijn gebieden waar het normaal is daling van de luchttemperatuur met toenemende hoogte wordt omgekeerd en de lucht boven de grond is warmer dan de lucht onder het. Inversielagen kunnen overal voorkomen, van dichtbij het maaiveld tot duizenden meters diep atmosfeer.
Inversielagen zijn belangrijk voor meteorologie omdat ze de atmosferische stroming blokkeren waardoor de lucht over een gebied met een inversie stabiel wordt. Dit kan dan resulteren in verschillende soorten weerpatronen.
Belangrijker is echter dat gebieden met zware vervuiling vatbaar zijn voor ongezonde lucht en een toename van smog wanneer een inversie aanwezig is omdat ze verontreinigende stoffen op de grond vastzetten in plaats van ze te laten circuleren weg.
Oorzaken
Normaal neemt de luchttemperatuur af met een snelheid van 3,5 ° F voor elke 1000 voet (of ongeveer 6,4 ° C voor elke kilometer) die je in de atmosfeer klimt. Wanneer deze normale cyclus aanwezig is, wordt het beschouwd als een onstabiele luchtmassa en stroomt er constant lucht tussen de warme en koele gebieden. De lucht kan zich beter mengen en verspreiden rond verontreinigende stoffen.
Tijdens een inversie-aflevering stijgen de temperaturen met toenemende hoogte. De warme inversielaag fungeert dan als een dop en stopt atmosferisch mengen. Daarom worden inversielagen stabiele luchtmassa's genoemd.
Temperatuurinversies zijn een gevolg van andere weersomstandigheden in een gebied. Ze komen het meest voor wanneer een warme, minder dichte luchtmassa over een dichte, koude luchtmassa beweegt.
Dit kan bijvoorbeeld gebeuren wanneer de lucht bij de grond snel zijn warmte verliest op een heldere nacht. De grond wordt snel afgekoeld terwijl de lucht erboven de warmte vasthoudt die de grond gedurende de dag vasthield.
Temperatuurinversies komen ook voor in sommige kustgebieden omdat opwelling van koud water de oppervlaktetemperatuur kan verlagen en de koude luchtmassa onder warmere blijft.
Topografie kan ook een rol spelen bij het creëren van een temperatuurinversie, omdat het soms koude lucht kan laten stromen van bergtoppen naar valleien. Deze koude lucht duwt dan onder de warmere lucht die uit de vallei oprijst, waardoor de inversie ontstaat.
Bovendien kunnen inversies zich ook vormen in gebieden met aanzienlijke sneeuwbedekking omdat de sneeuw op grondniveau koud is en de witte kleur bijna alle binnenkomende warmte reflecteert. De lucht boven de sneeuw is dus vaak warmer omdat deze de gereflecteerde energie vasthoudt.
Gevolgen
Enkele van de belangrijkste gevolgen van temperatuurinversies zijn de extreme weersomstandigheden die ze soms kunnen veroorzaken. Een voorbeeld hiervan is ijzel.
Dit fenomeen ontwikkelt zich met een temperatuurinversie in een koud gebied omdat sneeuw smelt terwijl het door de warme inversielaag beweegt. De neerslag blijft dan vallen en stroomt door de koude luchtlaag nabij de grond.
Wanneer het door deze laatste koude luchtmassa beweegt, wordt het "supergekoeld" (gekoeld onder het vriespunt zonder wordt solide.) De onderkoelde druppels worden dan ijs wanneer ze op items zoals auto's en bomen en de landen resultaat is ijskoude regen of een ijsstorm.
Intens onweer en tornado's worden ook geassocieerd met inversies vanwege de intense energie die vrijkomt nadat een inversie de normale convectiepatronen van een gebied blokkeert.
Smog
Hoewel ijskoude regen, onweersbuien en tornado's belangrijke weersgebeurtenissen zijn, is smog een van de belangrijkste dingen die door een inversielaag worden beïnvloed. Dit is de bruin-grijze waas die veel van 's werelds grootste steden bedekt en is het resultaat van stof, auto-uitlaatgassen en industriële productie.
Smog wordt beïnvloed door de inversielaag omdat deze in wezen wordt afgedekt wanneer de warme luchtmassa over een gebied beweegt. Dit gebeurt omdat de warmere luchtlaag zich boven een stad bevindt en de normale vermenging van koelere, dichtere lucht voorkomt.
In plaats daarvan wordt de lucht stil en na verloop van tijd zorgt het gebrek aan menging ervoor dat verontreinigende stoffen vast komen te zitten onder de inversie, waardoor aanzienlijke hoeveelheden smog ontstaan.
Tijdens ernstige inversies die lang aanhouden, smog kan hele grootstedelijke gebieden bestrijken en ademhalingsproblemen voor de inwoners veroorzaken.
In december 1952 vond een dergelijke inversie plaats in Londen. Vanwege het koude decemberweer begonnen Londenaren meer steenkool te verbranden, wat de luchtvervuiling in de stad verhoogde. Omdat de inversie over de stad aanwezig was, raakten deze verontreinigende stoffen gevangen en namen die in Londen toe luchtvervuiling. Het resultaat was het Grote Smog van 1952 dat werd de schuld gegeven voor duizenden doden.
Net als Londen heeft Mexico-Stad ook problemen met smog ondervonden die zijn verergerd door de aanwezigheid van een inversielaag. Deze stad is berucht om zijn slechte luchtkwaliteit, maar deze omstandigheden worden verslechterd wanneer warme subtropische hogedruksystemen over de stad bewegen en lucht vasthouden in de vallei van Mexico.
Wanneer deze druksystemen de lucht van de vallei vasthouden, worden ook verontreinigende stoffen gevangen en ontwikkelt zich een intense smog. Sinds 2000 heeft de Mexicaanse regering een plan ontwikkeld om ozon en deeltjes die in de lucht boven de stad vrijkomen, te verminderen.
London's Great Smog en Mexico's vergelijkbare problemen zijn extreme voorbeelden van smog die wordt beïnvloed door de aanwezigheid van een inversielaag. Dit is echter een probleem over de hele wereld en steden als Los Angeles, Mumbai, Santiago en Teheran ervaren vaak intense smog wanneer zich een inversielaag over hen ontwikkelt.
Daarom zijn veel van deze steden en anderen bezig om hun luchtvervuiling te verminderen. Om het meeste uit deze veranderingen te halen en smog te verminderen in aanwezigheid van een temperatuurinversie, is het belangrijk om eerst te begrijpen alle aspecten van dit fenomeen, waardoor het een belangrijk onderdeel is van de studie van meteorologie, een belangrijk subveld binnenin aardrijkskunde.