Type | Atmosfærisk tilstand ( d ) |
---|
En inversion lag er et lag af luft med en positiv temperatur gradient , dvs., at det øger med højden. Faktisk falder luftens temperatur normalt i troposfæren med højden fra ca. 6,5 ° C pr. 1000 m .
Et sådant lag kan findes i enhver højde, og dets tykkelse kan variere fra nogle få hundrede meter til flere tusinde. Hvis det dannes lige over jorden, fanger det fugt og forurenende stoffer, der tillader dannelse af tåge og smog . Det kan også findes i højden foran f.eks. En varm front og begrænser dannelsen og udvidelsen af konvektive skyer .
Typisk forekommer et inversionslag i et højtryksområde eller foran en varm front . Det kan forekomme på fire måder:
Inversionslaget opfører sig som et ægte " cover ". Inversionslaget, ligesom de isotermiske lag, giver en stor stabilitet til luften, der er der, hvilket således begrænser skyernes lodrette udstrækning eller fælder forurenende stoffer i den omgivende luft, der kommer fra skorstene, udstødningsrørene og bølgerne.
Når inversionen begynder på jorden, ligner stratusskyerne eller disen (ophobning af støv), der dannes der, et tæppe set ovenfra. Skorstensrøg spreder sig til bunden af inversionslaget, eller tåge, der stiger fra fugtig jord, vil stagnere. I fravær af tilstrækkelig vind til hurtigt at sprede forurenende stoffer, og hvis dette forurenede lag udsættes for sol- UV- stråler , kan der produceres mange fotokemiske forurenende stoffer , herunder ozon på jorden , der og stagnere. Inversionslaget forværrer og forlænger problemer med luftforurening .
Lag forurenet luft blokeret af et inversionslag ( Fairbanks , Alaska , 2005)
Eksempel på et ark tyk sort røg, der spredes over jorden på grund af atmosfæriske inversionsforhold (Nordfrankrig, 25. februar 2019).
Hvis laget er i højden, men luften er fugtig og ustabil under det, bliver det toppen af skyerne, der vil dannes der. Således vil en anticyklon, hvis nedgang ikke når jorden, ofte præsentere stratocumulus under dens inversion ved nedsænkning . Den termiske boble Urban vil også stige til inversionslaget, men kan ikke krydse det.
Hvis inversionen brydes af et termisk fænomen som døgnoverfladeopvarmning eller mekanisk som passagen af et barometrisk trug , frigøres den akkumulerede energi pludselig. Skyer med stærk lodret forlængelse kan genereres, hvilket vil give byger eller tordenvejr . Derudover bliver den laminære strøm af luft turbulent .
En marine inversion udvikler sig på overfladen af en stor vandmasse som havet eller en sø, som regel initieret af vandets køleeffekt på overfladelaget af en ellers varm luftmasse. Laget kan tykkes ved turbulens, der genereres i det udviklende marine lag eller ved at nærme sig et lavtryksområde . Fordampning fra havet eller søen overflade og afkøling i laget kan føre til dannelsen af kondens tåge samt maritim stratus og stratocumulus i toppen.
I kystområder kan offshore marine inversion invadere det indre takket være den trykgradient, der udvikler sig som et resultat af den daglige opvarmning på kontinentet, hvilket skaber en havbrise . Tåge og skyer dækker derefter kystsamfundene og vedvarer, indtil solvarmen kan fordampe dem. Et frontalt system eller et trug, der nærmer sig, kan også trække det marine lag på land.
En marine inversion vil sprede sig og bryde op i nærvær af ustabilitet, som det kan være forårsaget af passage af en koldfront , et trug eller en hvilken som helst turbulens.
Dæmpningen af støj skyldes elastisk kompression i en gas ved konstant tryk. I normal situation forplantes lydbølgen, mens den udvides, og mister gradvist sin intensitet. Når der er en inversion nær jorden, morgen- eller havinversion, passerer lyden, der stiger opad, gradvist fra et luftlag, der er kendetegnet ved en vis tæthed, til en med lavere densitet, hvilket medfører brydning . Hvis inversionen er meget markeret, kan der være total refleksion mod lydens jord, som ved at koncentrere den betyder, at den vil blive hørt meget længere end normalt. Under disse forhold kan et fly, der starter efter forbrænding , en eksplosion eller endda den menneskelige stemme høres i større afstand.
Som med lydbølger vil elektromagnetiske bølger gennemgå brydning, når luftens tæthed ændres. Den brydningsindeks (n) i vakuum er 1, men det varierer i luft med temperatur (T), tryk (p) og vanddamptryk (e) i henhold til formlen:
Da en elektromagnetisk bølge bevæger sig i en standardatmosfære, hvor temperatur, fugtighed og tryk falder langs en normal kurve med højde, bliver beregningen af dens position med højden en kurve og ikke en lige linje. Ved inversioner af temperatur eller fugtighed falder brydningsindekset hurtigere end normalt i laget, hvilket får radarstrålen til at bøje sig nedad i en unormal udbredelse . Hvis inversionen er tæt på jorden, rammer strålen jorden i en vis afstand fra senderen og vender derefter delvist tilbage til sidstnævnte. Hvis inversionen er højt, vil strålen bevæge sig en meget lang afstand, hvor inversionen fungerer som en bølgeleder .
Denne effekt bruges af trådløs telekommunikation til at udvide signalområdet og bemærkes på radardata som en artefakt . Det er endda synlig for alle i den grønne stråle , en optisk fænomen af brydning meget sjældent, at der kan observeres ved solopgang eller solnedgang sol , der tager form af en synlig grøn prik kort tid (nogle få sekunder) til sit topmøde, når det græsser horisonten. Et sådant fænomen kan også observeres med Månen.
Et inversionslag er meget ugunstigt for svæveflyvning. Under en natinversion kan temperaturen stige, når man går op i højden, hvilket tilintetgør enhver termisk konvektion . I løbet af dagen vil en nedsænkning inversion i høj grad begrænse produktionen af termiske konvektionsløjfer. Faktisk kan korte optræk dannes nær den overophedede jord; de vil hurtigt miste deres energi på grund af den subsidierende luft.