Hvad er termisk inversion, og hvordan er det relateret til forurening?

Den atmosfæriske temperatur falder med højden. Men nogle gange sker det modsatte: bunden af dalen registrerer koldere temperaturer end bjergtoppene. Dette fænomen er en konsekvens af termisk inversion eller inversion af temperatur. Vi analyserer Hvad er termisk inversion, og hvordan det er relateret til forurening.

Hvorfor opstår termisk inversion?

For at beskrive, hvad der er termisk inversion, og hvorfor det produceres, er det først nødvendigt at henvise til den normale drift af atmosfæren.

Under normale forhold:

• I løbet af dagen opvarmer solen jordens overflade, som frigiver varmen lidt efter lidt, opvarmning af luften fra den tilstødende atmosfære.
• Denne varmere luft har en lavere tæthed, dvs. den vejer mindre, hvilket letter dens opstigning gennem de forskellige lag, der danner jordens atmosfære (stigningen af en varm luft ballon eksemplificerer dette fænomen meget tydeligt).
• Når den stiger, afkøles den varme luft og får større tæthed eller vægt, hvilket får tyngdekraften til at tiltrække den stærkere og fortrænge den varme luft tættere på jorden og generere en konvektiv bevægelse.

Men i de lange kolde vinternætter og under forhold med atmosfærisk stabilitet som de pr. trukket af anticykloner (klar himmel, lidt vind osv.) har denne normale operation tendens til at bryde ned.

Hvordan produceres denne proces?

Termisk inversion er et naturligt fænomen, der indebærer en ændring i luftens normale tendens til at køle ned med højden, og som løber som følger:

• I løbet af natten køler jordoverfladen hurtigt og overfører den kulde til atmosfæren tættest på jorden.
• Dette luftlag har en lavere temperatur end den umiddelbart højere, dvs. begge har forskellige densiteter, hvilket forhindrer blanding.
• Den termiske inversion korrigeres normalt som solen genopvarmer jordens overflade og gendanner normale driftsforhold.

Fænomenet beskrevet ovenfor svarer til en natinversion eller stråling, som er den mest almindelige, skønt den frontale, marine og nedsænkende inversion også er bemærkelsesværdig.

I den følgende animation kan du se, hvordan denne proces opstår.

” Kilden til dette materiale er COMET®-webstedet på http://meted.ucar.edu/ fra University Corporation for Atmospheric Research (UCAR), sponsoreret til dels efter samarbejdsaftale (r) med National Oceanic Administration and Atmospheric (NOAA), US Department of Commerce ((DOC)) © 1997-2017 University Corporation for Atmospheric Research. Alle rettigheder forbeholdes. ”

Tilstedeværelsen af denne type temperaturinversion er normalt let genkendelig, da tåge eller røg har tendens til at koncentrere sig nær jordoverfladen og strækker sig vandret.

Det er også en fænomen, der især mærkes i dale, områder hvor terrænets topografi vanskeliggør lokal atmosfærisk cirkulation (Rendón, Salazar, Palacio & Wirth, 2015).

Hvad er forholdet mellem termisk inversion og forurening?

I forklaringen på, hvordan en termisk inversion opstår, har umuligheden af at blande to lag luft med forskellige tætheder (en konsekvens af de forskellige temperaturer) allerede været nævnte. Derfor er det let at konkludere, at en af hovedeffekterne forårsaget af denne termiske ubalance er, at forureningen fanges uden mulighed for at sprede sig i atmosfæren.

Faktisk fungerer lag med højere temperatur som et låg på den koldere luft, der er i kontakt med jorden, og hvori forurenende stoffer koncentreres. Denne situation giver anledning til smog eller “forurening baret”, der er synlig fra flere kilometer rundt, og som normalt tager forberedt med en nedstigning i luftkvalitetsniveauerne.

ENVIRA IoT er specialiseret i løsninger til designet, installation og overvågning af luftkvalitetsstyringsnetværk til måling af luftforurening.

Dette billede er taget fra Det Europæiske Miljøagentur (EEA) CC BY 2.5 DK

Konsekvenserne af dette fænomen på menneskers sundhed oversættes til en stigning i medicinske konsultationer motiveret af åndedræts- og kardiovaskulære problemer, især blandt risikogrupper (børn, ældre og syge).

Dette forhold mellem årsag og virkning blev påvist i undersøgelsen udført af Trinh et al. (2018) i Hanoi, en by, hvor det var muligt at kontrollere, hvordan niveauerne af NO2, SO2, PM10 og PM2.5 steg under episoder med termisk inversion og steg på samme måde som hospi talebesøg blandt dem under 15 år og over 60 år.