Thermische Inversion

Temperaturinversionsschichten, auch thermische Inversionsschichten oder einfach nur Inversionsschichten genannt, sind Bereiche, in denen sich die normale Abnahme der Lufttemperatur mit zunehmender Höhe umkehrt und die Luft über dem Boden wärmer ist als die Luft unter ihr. Inversionsschichten können überall in Bodennähe bis zu mehreren tausend Fuß in die Atmosphäre gelangen.

Inversionsschichten sind für die Meteorologie von Bedeutung, da sie den atmosphärischen Fluss blockieren, wodurch die Luft über einem Gebiet, in dem eine Inversion stattfindet, stabil wird. Dies kann dann zu verschiedenen Arten von Wettermustern führen.

Noch wichtiger ist jedoch, dass Gebiete mit starker Verschmutzung bei Vorhandensein einer Inversion für ungesunde Luft und eine Zunahme des Smogs anfällig sind, da sie Schadstoffe auf Bodenniveau einfangen, anstatt sie wegzirkulieren.

Ursachen

Normalerweise sinkt die Lufttemperatur mit einer Geschwindigkeit von 3,5 ° F pro 1.000 Fuß (oder ungefähr 6,4 ° C pro Kilometer), die Sie in die Atmosphäre erklimmen. Wenn dieser normale Zyklus vorliegt, wird er als instabile Luftmasse betrachtet und Luft strömt ständig zwischen den warmen und kühlen Bereichen. Die Luft vermischt sich besser und verteilt sich besser um die Schadstoffe.

Während einer Inversion-Episode steigen die Temperaturen mit zunehmender Höhe. Die warme Inversionsschicht wirkt dann als Kappe und stoppt das atmosphärische Mischen. Aus diesem Grund werden Inversionsschichten als stabile Luftmassen bezeichnet.

Temperaturinversionen sind das Ergebnis anderer Wetterbedingungen in einem Gebiet. Sie treten am häufigsten auf, wenn sich eine warme, weniger dichte Luftmasse über eine dichte, kalte Luftmasse bewegt.

Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn die Luft in Bodennähe in einer klaren Nacht schnell an Wärme verliert. Der Boden wird schnell abgekühlt, während die Luft darüber die Wärme behält, die der Boden während des Tages hielt.

In einigen Küstengebieten kommt es auch zu Temperaturumkehrungen, da durch das Aufquellen von kaltem Wasser die Oberflächenlufttemperatur sinken kann und die kalte Luftmasse unter wärmeren bleibt.

Die Topographie kann auch eine Rolle bei der Erzeugung einer Temperaturumkehr spielen, da sie manchmal dazu führen kann, dass kalte Luft von Berggipfeln in die Täler strömt. Diese kalte Luft drückt dann unter die wärmere Luft, die aus dem Tal aufsteigt, und erzeugt die Inversion.

Inversionen können sich auch in Gebieten mit erheblicher Schneedecke bilden, da der Schnee in Bodennähe kalt ist und seine weiße Farbe fast die gesamte Wärme reflektiert, die hereinkommt. Daher ist die Luft über dem Schnee oft wärmer, weil sie die reflektierte Energie hält.

Folgen

Einige der wichtigsten Folgen von Temperaturinversionen sind die extremen Wetterbedingungen, die sie manchmal verursachen können. Ein Beispiel ist Eisregen.

Dieses Phänomen tritt bei einer Temperaturumkehr in einem kalten Gebiet auf, da Schnee schmilzt, wenn er sich durch die warme Umkehrschicht bewegt. Der Niederschlag fällt dann weiter und strömt durch die kalte Luftschicht in Bodennähe.

Wenn es sich durch diese letzte kalte Luftmasse bewegt, wird es "unterkühlt" (unter dem Gefrierpunkt gekühlt, ohne fest zu werden). Die unterkühlten Tropfen werden dann zu Eis, wenn sie auf Gegenständen wie Autos und Bäumen landen und das Ergebnis ist gefrierender Regen oder ein Eissturm.

Intensive Gewitter und Tornados sind auch mit Inversionen verbunden, da die intensive Energie, die nach einer Inversion freigesetzt wird, die normalen Konvektionsmuster eines Gebiets blockiert.

Smog

Obwohl Eisregen, Gewitter und Tornados bedeutende Wetterereignisse sind, ist eine der wichtigsten Auswirkungen einer Inversionsschicht Smog. Dies ist der bräunlich-graue Dunst, der viele der größten Städte der Welt bedeckt und das Ergebnis von Staub, Autoabgasen und industrieller Fertigung ist.