Was ist thermische Inversion und wie hängt sie mit der Verschmutzung zusammen?

Die atmosphärische Temperatur nimmt mit der Höhe ab. Aber manchmal passiert das Gegenteil: Der Grund der Täler registriert kältere Temperaturen als die Gipfel der Berge. Dieses Phänomen ist eine Folge der thermischen Inversion oder Inversion der Temperatur. Wir analysieren Was ist thermische Inversion und wie hängt sie mit Verschmutzung zusammen?

Warum tritt thermische Inversion auf?

Um zu beschreiben, was thermische Inversion ist und warum sie erzeugt wird, ist sie zunächst erforderlich um sich auf den normalen Betrieb der Atmosphäre zu beziehen.

Unter normalen Bedingungen:

• Tagsüber erwärmt die Sonne die Erdoberfläche, die die Wärme nach und nach abgibt. Erwärmung der Luft aus der angrenzenden Atmosphäre.
• Diese wärmere Luft hat eine geringere Dichte, dh sie wiegt weniger, was den Aufstieg durch die verschiedenen Schichten erleichtert, die die Erdatmosphäre bilden (den Aufstieg einer heißen Luft) Der Ballon veranschaulicht dieses Phänomen sehr deutlich.
• Wenn er aufsteigt, kühlt sich die heiße Luft ab und nimmt eine größere Dichte oder ein größeres Gewicht an, wodurch die Schwerkraft sie stärker anzieht und die heiße Luft näher an die Erde verdrängt, wodurch a erzeugt wird konvektive Bewegung.

Aber während der langen kalten Winternächte und unter Bedingungen atmosphärischer Stabilität wie jenen pr Aufgrund der Antizyklone (klarer Himmel, wenig Wind usw.) neigt dieser normale Betrieb dazu, zusammenzubrechen.

Wie wird dieser Prozess erzeugt?

Die thermische Inversion ist ein natürliches Phänomen, das beinhaltet eine Änderung der normalen Tendenz der Luft, sich mit der Höhe abzukühlen, und dies läuft wie folgt ab:

• Während der Nacht kühlt sich die Erdoberfläche schnell ab und überträgt diese Kälte auf die Atmosphäre, die der Luft am nächsten liegt Boden.
• Diese Luftschicht hat eine niedrigere Temperatur als die unmittelbar höhere, dh beide haben unterschiedliche Dichten, wodurch ein Vermischen verhindert wird.
• Die thermische Inversion wird normalerweise wie folgt korrigiert Die Sonne erwärmt die Erdoberfläche wieder und stellt die normalen Betriebsbedingungen wieder her.

Das oben beschriebene Phänomen entspricht einer nächtlichen Inversion oder Strahlung, die am häufigsten auftritt, obwohl dies auch bei frontaler, mariner und Senkungsinversion der Fall ist bemerkenswert.

In der folgenden Animation können Sie sehen, wie dieser Prozess abläuft.

“ Die Quelle dieses Materials ist die COMET®-Website unter http://meted.ucar.edu/ der gesponserten University Corporation for Atmospheric Research (UCAR) teilweise durch Kooperationsvereinbarungen mit der National Oceanic Administration and Atmospheric (NOAA) des US-Handelsministeriums (DOC) © 1997-2017 University Corporation for Atmospheric Research. Alle Rechte vorbehalten. “

Das Vorhandensein dieser Art der Temperaturinversion ist normalerweise leicht zu erkennen, da sich Nebel oder Rauch in der Nähe der Erdoberfläche konzentrieren und sich horizontal erstrecken.

Es ist auch a Phänomen, das besonders in den Tälern zu spüren ist, in Gebieten, in denen die Topographie des Geländes die lokale atmosphärische Zirkulation erschwert (Rendón, Salazar, Palacio & Wirth, 2015).

Wie ist die Beziehung zwischen thermischer Inversion und Verschmutzung?

Bei der Erklärung, wie eine thermische Inversion auftritt, war es bereits unmöglich, zwei Luftschichten mit unterschiedlichen Dichten (eine Folge der unterschiedlichen Temperatur) zu mischen erwähnt. Daher ist es leicht zu schließen, dass einer der Haupteffekte, die durch dieses thermische Ungleichgewicht verursacht werden, darin besteht, dass die Verschmutzung ohne die Möglichkeit der Verteilung in der Atmosphäre eingeschlossen wird. Tatsächlich wirkt die Schicht mit höherer Temperatur als eine Abdeckung der kälteren Luft, die mit dem Boden in Kontakt steht und in der sich Schadstoffe konzentrieren. Diese Situation führt zu Smog oder „Verschmutzungsmütze“, die aus mehreren Kilometern Entfernung sichtbar ist und normalerweise mit einem Rückgang der Luftqualität vorbereitet wird.

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Dieses Bild wurde der Europäischen Umweltagentur (EWR) CC BY 2.5 DK

entnommen. Die Folgen dieses Phänomens für die menschliche Gesundheit führen zu einer Zunahme der medizinischen Konsultationen, die durch Atemwegs- und Herz-Kreislaufprobleme, insbesondere bei Patienten, motiviert sind Risikogruppen (Kinder, ältere Menschen und Kranke).

Diese Ursache-Wirkungs-Beziehung wurde in der Studie von Trinh et al. (2018) in Hanoi, einer Stadt, in der dies möglich war, belegt Überprüfen Sie, wie die NO2-, SO2-, PM10- und PM2.5-Werte während Episoden der thermischen Inversion angestiegen sind und auf die gleiche Weise wie im Krankenhaus gestiegen sind Besuche bei Personen unter 15 Jahren und über 60 Jahren.