Що таке інверсія у географії. Інверсія

Падіння температури з висотою можна вважати нормальним станом речей для тропосфери, а інверсії температури – відхиленнями від нормального стану. Щоправда, інверсії температури у тропосфері – часте, майже повсякденне явище. Але вони захоплюють повітряні шари досить тонкі порівняно з товщею тропосфери.

Інверсію температури можна характеризувати висотою, де вона спостерігається, товщиною шару, у якому є підвищення з висотою, і різницею температур на верхній і нижній межах інверсійного шару - стрибком температури. Як перехідний випадок між нормальним падінням температури з висотою та інверсією спостерігається ще явище вертикальної ізотермії, коли температура в деякому шарі з висотою не змінюється.

По висоті всі тропосферні інверсії можна поділити на інверсії приземніі інверсії у вільній атмосфері.

Приземна інверсіяпочинається від самої поверхні, що підстилає (ґрунту, снігу або льоду). Над відкритою водою такі інверсії спостерігаються рідко і не такі значні. У поверхні, що підстилає, температура найнижча, з висотою вона зростає, причому це зростання може поширюватися на шар у кілька десятків і навіть сотень метрів. Потім інверсія змінюється нормальним падінням температури із висотою.

Приземні інверсії температури над поверхнею суші або над крижаним покривом океану здебільшого виникають внаслідок нічного радіаційного охолодження поверхні, що підстилає. Такі інверсії називають радіаційними . Нижні шари повітря охолоджуються від земної поверхні сильніше за лежачі. Тому біля самої земної поверхні температура падає найсильніше і встановлюється приріст температури з висотою.

Інверсія у вільній атмосфері спостерігається в деякому шарі повітря, що лежить на тій чи іншій висоті над земною поверхнею (рис. 8). Основа інверсії може бути на будь-якому рівні в тропосфері, проте найчастіші інверсії в межах нижніх 2 км. Товщина інверсійного шару також може бути різною - від небагатьох десятків до багатьох сотень метрів. Нарешті, стрибок температури інверсії, тобто. різниця температур на верхній та нижній межах інверсійного шару може коливатися від 1° і менше до 10-15° і більше.

Трапляється, що приземна інверсія, що тягнеться до значної висоти, зливається з вищою інверсією у вільній атмосфері. Тоді підвищення температури починається від самої земної поверхні і продовжується до великої висоти, а стрибок температури виявляється особливо значним.

Буває і так, що інверсія безпосередньо переходить у ізотермію. Нерідко над тим чи іншим районом спостерігаються у вільній атмосфері дві (або більше) інверсії, розділені шарами з нормальним зменшенням температури.

Рис.8. Типи розподілу температури з висотою: а -приземна інверсія, б- Приземна ізотермія, в -інверсія у вільній атмосфері

Інверсії спостерігаються над окремими точками земної поверхні. Шар інверсії безперервно простягається над значною площею, особливо у разі інверсій у вільній атмосфері.

Інверсія у метеорології означає аномальний характер зміни будь-якого параметра в атмосфері зі збільшенням висоти. Найчастіше це стосується температурної інверсії, тобто збільшення температури з висотою у певному шарі атмосфери замість звичайного зниження.

Розрізняють два типи інверсії:

Приземні інверсії температури, що починаються безпосередньо від земної поверхні (товщина шару інверсії – десятки метрів)

Інверсії температури у вільній атмосфері (товщина шару інверсії досягає сотні метрів)

Інверсія температури перешкоджає вертикальним переміщенням повітря та сприяє утворенню серпанку, туману, смогу, хмар, міражів. Інверсія залежить від місцевих особливостей рельєфу. Збільшення температури в інверсійному шарі коливається від десятих часток градусів до 15-20 ° C і більше. Найбільшу потужність мають приземні інверсії температури в Східного Сибірута в Антарктиді в зимовий період.

Нормальні атмосферні умови

Як правило, в нижніх шарах атмосфери (тропосфера) повітря біля поверхні Землі тепліше ніж повітря, розташоване вище, оскільки атмосфера в основному нагрівається від сонячного випромінювання через земну поверхню. Зі зміною висоти температура повітря знижується, середня швидкість зменшення становить 1 °C на кожні 160 м-коду.

Причини та механізми виникнення інверсії

За певних умов нормальний вертикальний градієнт температури змінюється таким чином, що холодніше повітря виявляється біля Землі. Це може статися, наприклад, при русі теплої, менш щільної повітряної маси над холодним, щільнішим шаром. Цей тип інверсії виникає у близькості теплих фронтів, соціальній та областях океанічного апвеллінга (Апвеллинг (англ. upwelling) чи підйом - це процес, у якому глибинні води океану піднімаються до поверхні), наприклад біля берегів Каліфорнії. При достатній вологості холоднішого шару, типово утворення туману під інверсійною «кришкою».
Ясною, тихою вночі при антициклоні холодне повітря може спускатися схилами гір і збиратися в долинах, де в результаті температура повітря буде нижче, ніж на 100 або 200 м вище. Над холодним шаром там буде тепліше повітря, яке, ймовірно, утворює хмару або легкий туман. Температурна інверсія наочно демонструється з прикладу диму від багаття. Дим підніматиметься вертикально, а потім, коли досягне «шару інверсії», виігнеться горизонтально. Якщо ця ситуація створюється у великих масштабах, пил і бруд (зміг), що піднімаються в атмосферу, залишаються там і, накопичуючись, призводять до серйозного забруднення.

Інверсія опускання

Інверсія температури може виникнути у вільній атмосфері при опусканні широкого шару повітря, і нагріванні його внаслідок адіабатичного стиснення, що зв'язується з субтропічними областями високого тиску. Турбулентність може поступово підняти інверсійний шар на велику висоту і проколоти його, внаслідок чого утворюються грози і навіть (за певних обставин) тропічні циклони.

Наслідки температурної інверсії

У разі припинення нормального процесу конвекції відбувається забруднення нижнього шару атмосфери. Це викликає проблеми у містах із великими обсягами викидів. Інверсійні ефекти часто виникають у таких великих містах, як Мумбаї (Індія), Лос-Анджелес (США), Мехіко (Мексика), Сан-Паулу (Бразилія), Сантьяго (Чилі) та Тегеран (Іран). Невеликі міста, такі як Осло (Норвегія) та Солт-Лейк-Сіті (США), розташовані в долинах пагорбів і гір, також зазнають впливу замикаючого інверсійного шару. При сильній інверсії забруднення повітря можуть спричинити респіраторні захворювання. Великий смог у 1952 році в Лондоні є однією з найсерйозніших подібних подій – через нього померло понад 10 тисяч людей.
Температурна інверсія становить небезпеку для літаків, що злітають, так як при вході повітряного судна в вищележачі шари більш теплого повітря знижується тяга двигунів.
Взимку інверсія може призвести до небезпечним явищамприроди. Дуже сильні морози в антициклоні. Крижаному дощупри виході атлантичних та південних циклонів (особливо при проходженні їх теплих фронтів).

Аномальне зростання ТЕМПЕРАТУРИ із висотою. Нормально температура повітря зменшується із зростанням висоти над рівнем землі. Середня норма зниження - 1 °З кожні 160 м. За певних метеоумовах спостерігається зворотна ситуація. У ясну, тиху ніч при антициклоні холодне повітря може скочуватися вниз схилами і збиратися в долинах, і температура повітря буде нижче близько дна долини, ніж на 100 або 200 м вище. Над холодним шаром там буде тепліше повітря, яке, ймовірно, утворить хмару чи легкий туман. стає наочною на прикладі диму, що піднімається від багаття. Дим підніматиметься вертикально, а потім, коли досягне «шару інверсії», вигнуте горизонтально Якщо ця ситуація створюється у великих масштабах, пил і бруд, що піднімаються в атмосферу, залишаються там і, накопичуючись, призводять до серйозного забруднення.

Дивитись значення Температурна інверсіяв інших словниках

Інверсія- Інверсії, ж. (Латин. Inversio - перевертання) (лінгв., Літ.). Перестановка слів, що порушує нормальний порядок їх у реченні; конструкція із зворотним порядком слів, напр. Похмура........
Тлумачний словник Ушакова

Інверсія Ж.— 1. Зміна звичайного порядку слів у реченні зі смисловою чи стилістичною метою. 2. Підвищення температури повітря у верхніх шарах атмосфери замість зазвичай спостерігається........
Тлумачний словник Єфремової

Інверсія--і; ж. [Лат. inversio - перестановка] Зміна нормального становища елементів, розташування у зворотному порядку. І. у словорозташуванні (лінгв., літ.; зміна порядку........
Тлумачний словник Кузнєцова

Адаптація Температурна- А. терморецепторів до дії постійної температури, що проявляється зниженням їхньої чутливості.
Великий медичний словник

Боткіна Температурна Крива- (С. П. Боткін) тип температурної кривої у хворих на черевний тиф, що характеризується хвилеподібністю, що відображає циклічний перебіг інфекційного процесу.
Великий медичний словник

Вундерліха Температурна Крива- (С. R. A. Wunderlich, 1815-1877, нім. лікар) температурна крива у хворих на черевний тиф, що характеризується поступовим підйомом, тривалою постійною лихоманкою і літичним зниженням........
Великий медичний словник

Інверсія- (Лат. inversio перевертання, перестановка) в генетиці внутрішньохромосомна перебудова, при якій у частині хромосоми порядок локусів замінений на зворотний.
Великий медичний словник

Інверсія Сну- Див. Перекручення сну.
Великий медичний словник

Інверсія Елементів Електрокардіограми- Зміщення полярності елементів електрокардіограми в напрямку, протилежному звичайному для цього відведення.
Великий медичний словник

Кільдюшевського Температурна Крива- (І. С. Кільдюшевський, нар. 1860 р., набрякл. лікар) варіант температурної кривої у хворих на черевний тиф, що характеризується швидким високим підйомом з наступним поступовим зниженням.
Великий медичний словник

Температурна мутація- Див. Мутація температурно-чутлива.
Великий медичний словник

Інверсія — геомагнітного поля- Зміна напрямку (полярності) магнітного поля Землі на зворотне, спостерігається через інтервали часу від 500 тис. років до 50 млн. років. У нашу епоху........

Інверсія Населеності- Нерівноважний стан речовини, при якомунаселеність верхнього з пари рівнів енергії одного типу атомів (іонів, молекул), що входять до складу речовини, перевищує ........
Великий енциклопедичний словник

Інверсія Температури- Підвищення температури повітря з висотою в деякому шарі атмосфери замість звичайного зниження. Розрізняють приземні інверсії температури, що починаються безпосередньо.
Великий енциклопедичний словник

Комбінована Інверсія (СР)- Операція переходу від частинок системи кантичастинкам (зарядове сполучення, С) з одночасною зміною знаківпросторових координат частинок (просторова........
Великий енциклопедичний словник

Міжнародна Практична Температурна Шкала (МПТШ-68)- встановлена ​​в 1968 Міжнародним комітетом заходів і ваг на основі 11 первинних відтворюваних температурних точок (потрійна точка води, точки кипіння неону, затвердіння ........
Великий енциклопедичний словник

Чутливість Температурна- (s. thermaesthetica) Ч. до зміни температури довкілля.
Великий медичний словник

Практична Температурна Шкала- Див. Міжнародна практична температурна шкала.
Великий енциклопедичний словник

Просторова інверсія (p)- Зміна знаків просторовихкоординат частинок на протилежні: x? X, y? Y, z? Z; виходить придзеркальному відображенні координат частинок щодо трьох взаємноперпендикулярних........
Великий енциклопедичний словник

Температурна інверсія- Див. Інверсія температури.
Великий енциклопедичний словник

Термодинамічна Температурна Шкала- (Кельвіна шкала) - абсолютна шкала температур, яка не залежить від властивостей термометричної речовини (початок відліку - абсолютний нуль температури). Побудова термодинамічної........
Великий енциклопедичний словник

Інверсія- (Від латів. inversio - перевертання), тип хромосомної перебудови, що полягає в перевороті ділянки генетич. матеріалу на 180. Приводить до зміни чергування сайтів........
Біологічний енциклопедичний словник

Температурна інверсія- Температурна інверсія підвищення температури повітря з висотою в деякому шарі тропосфери. Інверсії зустрічаються в приземному шарі повітря, а також у вільній атмосфері........
Географічна енциклопедія

Температурна Історія Землі- - зараз Середня температураповітря Землі 14,2, 3 млрд. років тому було 71, 600 млн. років тому 20.
Історичний словник

Інверсія- - перетворення, що переводить кожну точку Аплоскості в таку точку А", що лежить на промені ОА, що ОА"-ОА = k, де k- деяке постійне дійсне число. Точка Оназ.........
Математична енциклопедія

Інверсія- Зміна звичайного порядку речей, перестановка; Сексуальна інверсія означає гомосексуалізм.
Сексологічний словник

Інверсія- Зміна звичайного порядку речей, перестановка; сексуальна інверсія означає гомосексуалізм.

Погода в цій місцевості дуже впливає на життєдіяльність людини, тому інформація про стан земної атмосферизавжди є корисною з економічних позицій та з погляду безпеки для здоров'я. Температурна інверсія – це один із видів стану нижніх шарів атмосфери. Що вона є і де проявляється, розглядається в статті.

Що таке температурна інверсія?

Під цим поняттям мають на увазі зростання температури повітря зі збільшенням висоти від земної поверхні. Це, начебто, невинне визначення тягне у себе досить серйозні наслідки. Справа в тому, що повітря можна вважати ідеальним газом, для якого тиск при фіксованому обсязі знаходиться у зворотній залежності від температури. Оскільки при температурній інверсії зі збільшенням висоти температура зростає, отже тиск повітря знижується і зменшується його щільність.

Зі шкільного курсу фізики відомо, що конвекційні процеси, які обумовлюють вертикальне перемішування в обсязі текучої субстанції, що знаходиться в гравітаційному полі, відбуваються, якщо нижні шари є менш щільними, ніж верхні (гаряче повітря завжди піднімається вгору). Таким чином, температурна інверсія перешкоджає конвекції у нижніх шарах атмосфери.

Нормальні атмосферні умови

В результаті численних спостережень та вимірювань було встановлено, що в помірній кліматичній зоні нашої планети температура повітря зменшується на 6,5 ° C на кожен кілометр висоти, тобто на 1 ° C зі збільшенням висоти на 155 метрів. Цей факт пов'язаний з тим, що нагрівання атмосфери відбувається не в результаті проходження через неї сонячних променів (для видимого спектра електромагнітного випромінювання повітря є прозорим), а внаслідок поглинання нею випромінюваної енергії в інфрачервоному діапазоні від поверхні землі та води. Тому чим ближче повітряні шари до землі, тим вони сильніше прогріваються у сонячний день.

У сфері тропічної кліматичної зониповітря зі збільшенням висоти охолоджується повільніше за зазначені цифри (приблизно на 1 °C за 180 м). Пов'язано це з наявністю у цих широтах вітрів пасатів, які переносять тепло з екваторіальних областей до тропіків. При цьому тепло надходить із верхніх шарів (1-1,5 км) у нижні, що перешкоджає швидкому падінню температури повітря зі збільшенням висоти. Крім того, товщина атмосфери в тропічній зоні більша, ніж у помірній.

Таким чином, нормальний стан атмосферних шарів полягає в їхньому охолодженні зі зростанням висоти над рівнем моря. Такий стан сприяє перемішування та циркуляції повітря у вертикальному напрямку за рахунок конвекційних процесів.

Чому верхні повітряні шари можуть виявитися теплішими за нижні?

Інакше кажучи, чому проявляється температурна інверсія? Відбувається це з тієї ж причини, як і існування нормальних атмосферних умов. Земля має більше значеннятеплопровідності ніж повітря. Це означає, що в нічний час доби, коли на небі немає хмар і хмар, вона швидко остигає і ті атмосферні шари, які знаходяться у безпосередньому контакті із земною поверхнею, також охолоджуються. В результаті виходить наступна картина: холодна поверхня землі, холодний шар повітря у безпосередній близькості від неї та тепла атмосфера на певній висоті.

Що таке температурна інверсія та де вона проявляється? Виникає описана ситуація часто в низинах, у будь-якій місцевості та будь-яких широтах в ранковий час. Низинна місцевість захищена від горизонтальних переміщень повітряних мас, тобто від вітру, тому охолоджений за ніч повітря у ній створює локально стабільну атмосферу. Явище температурної інверсії можна спостерігати у полонинах. Крім описаного процесу нічного охолодження, в горах її освіті сприяє також "сповзання" холодного повітря зі схилів до рівнини.

Час існування температурної інверсії може тривати від кількох годин за кілька днів. Нормальні атмосферні умови встановлюються, коли земна поверхня нагрівається.

Чим небезпечне явище, що розглядається?

Стан атмосфери, при якому існує температурна інверсія, є стабільним та безвітряним. Це означає, що якщо на цій території відбуваються якісь викиди в атмосферу або випаровування токсичних речовин, то вони нікуди не подіються, а залишаються в повітрі над місцевістю, що розглядається. Іншими словами, явище температурної інверсії в атмосфері сприяє багаторазовому збільшенню в ній концентрації отруйних речовин, що становить величезну небезпеку здоров'ю людини.

Описана ситуація часто виникає над великими містами та мегаполісами. Наприклад, від наслідків температурної інверсії часто страждають такі міста, як Токіо, Нью-Йорк, Афіни, Пекін, Ліма, Куала-Лумпур, Лондон, Лос-Анджелес, Бомбей, столиця Чилі – Сантьяго та багато інших міст по всьому світу. Через велику концентрацію людей промислові викиди у містах є гігантськими, що призводить до появи смогу повітря, порушує видимість і створює загрозу як здоров'я, але й життя людини.

Так, у 1952 році в Лондоні та у 1962 році в Рурській долині (Німеччина) загинуло кілька тисяч людей внаслідок тривалого часу існування температурної інверсії та значних викидів в атмосферу оксидів сірки.

Столиця Перу, Ліма

Розкриваючи питання, що таке температурна інверсія у географії, цікаво навести ситуацію в столиці Перу. Вона розташована на березі Тихого океанута біля підніжжя гір Анд. Узбережжя неподалік міста омивається Гумбольдта, що призводить до сильного охолодження земної поверхні. Остання, у свою чергу, сприяє охолодженню найнижчих повітряних шарів та утворенню туманів (при зменшенні температури повітря знижується розчинність у ньому водяної пари, останнє проявляється у випаданні роси та утворенні туману).

В результаті описаних процесів виникає парадоксальна ситуація: узбережжя Ліми вкрите туманом, що заважає променям сонця нагрівати земну поверхню. Тому стан температурної інверсії є настільки стабільним (горизонтальній циркуляції повітря заважають гори), що практично ніколи не йдуть дощі. Останній фактпояснює, чому узбережжя Ліми є практично пустелею.

Як поводитися у разі отримання інформації про несприятливий стан атмосфери?

Якщо людина живе у великому місті і вона отримала інформацію про існування в атмосфері температурної інверсії, то рекомендується по можливості не виходити на вулицю вранці, а почекати, поки земля прогріється. Якщо виникає така необхідність, тоді слід використовувати індивідуальні засоби захисту дихальних органів (марлева пов'язка, шарф) і не залишатися довгий часна відкритому повітрі.

З поняттям “інверсія” у парапланеристів пов'язано дуже багато вражень та спогадів. Зазвичай про це явище говорять з жалем, щось на кшталт "знову низька інверсія не дала пролетіти хороший маршрут" або "я вперся в інверсію і не зміг набрати більше". Давайте розберемося з цим явищем, чи так воно погано? І зі звичайними помилками, яких припускаються парапланеристи, розповідаючи про “інверсію”.

Отже звернемося для початку до Вікіпедії:

Інверсіяу метеорології - означає аномальний характер зміни будь-якого параметра в атмосфері зі збільшенням висоти. Найчастіше це стосується температурної інверсіїтобто до підвищення температури з висотою в деякому шарі атмосфери замість звичайного зниження.

Отже виходить, що говорячи про “інверсію”, ми говоримо саме про температурної інверсіїТобто про збільшення температури з висотою в деякому шарі повітря.– Цей момент дуже важливо собі твердо усвідомити, адже кажучи про стан атмосфери можна виділити, що для нижньої частини атмосфери (до тропопаузи):

• Нормальний стан– коли температура повітря із збільшенням висоти – зменшується. Наприклад середня швидкість падіння температури з висотою для стандартної атмосфери прийнята ІКАО в 6.49 К на км.

• Не нормальний стан залишається постійною(ізотермія)

• Так само не нормальний стан– коли температура із збільшенням висоти збільшується (інверсія температури)

Наявність ізотермії чи справжньої інверсії у якомусь шарі повітря – означає, що атмосферний градієнт тут дорівнює нулю і навіть негативний, і це явно свідчить про СТАБІЛЬНІСТЬ атмосфери ().

Вільно піднімається об'єм повітря, потрапляючи в такий шар дуже швидко втрачає свою різницю в температурі між ним і навколишнім середовищем. що була причиною перевищення сили Архімеда, над силою тяжкості швидко нівелюється і припиняється рух).

Наведемо приклад, припустимо у нас є певний об'єм повітря, який перегрівся біля поверхні землі, що оточує його повітря, на 3 градуси K. Цей об'єм повітря, відриваючись від землі, породжує термічний міхур (термік). на початковому етапійого температура на 3 градуси вище, а отже щільність для того ж об'єму, в порівнянні з навколишнім повітрям - нижче. Отже, сила Архімеда перевищуватиме силу тяжіння, і повітря почне рухатися вгору з прискоренням (спливати). Спливаючи вгору, атмосферний тискбуде весь час падати, спливаючий обсяг розширюватиметься, і розширюючись охолоджуватиметься за сухоадіабатичним законом (перемішування повітря зазвичай нехтують великими обсягами).

Чи довго він спливатиме? - Залежить від того як швидко по висотах, охолоджується навколишнє середовище навколо нього. Якщо закон зміни охолодження навколишнього середовища такий самий як сухоадіабатичний закон - то початкова "перегрітість щодо навколишнього середовища" весь час зберігатиметься, і наш спливаюча бульбашка весь час буде розганятися (сила тертя буде збільшуватися зі швидкістю, і при значних швидкостях її вже не можна буде нехтувати , прискорення буде – зменшуватись).

Але такі умови – вкрай рідкісні, найчастіше ми маємо атмосферний градієнт у районі 6.5 – 9 град. К на км. Візьмемо для прикладу 8 град. К на км.

Різниця між атмосферним градієнтом і сухоадіабатичним = 10-8=2 град К на км, тоді на висоті 1 км від поверхні, від початкової перегрітості в 3 градуси, залишилася тільки 1. 8). Ще 500м підйому та температури зрівняються. Тобто на висоті 1.5 км температура міхура і температура навколишнього повітря будуть однакові, сила Архімеда і сила тяжіння врівноважаться. Що станеться із міхуром? У всіх парапланерних книгах пишуть – що він залишиться на цьому рівні. Так, зрештою, теоретично, саме це і станеться. Але за динамікою процесу нам літаючим – теж важлива.

Зависання міхура на новому рівноважному рівні буде не відразу. І якби, не було тих явищ, якими нехтують описуючи підйом міхура (сила тертя, перемішування з навколишнім повітрям, теплообмін із навколишнім повітрям) він би і не завис ніколи:).

Спочатку він "по інерції" проскочить вище, рівноважного рівня (він же розганявся весь час, що піднімався і має вже пристойну швидкість, а значить і запас кінетичної енергії. Піднімаючись над цим рівнем (1.5 км), градієнт працюватиме вже в протилежний бік, то є наш об'єм повітря охолоджуватиметься швидше ніж оточуючий, сила тяжіння перевищуватиме силу Архімеда, і результуюча сила діятиме вже вниз, гальмуючи (разом із силою тертя) його рух. рух вниз Якщо повністю знехтувати силою тертя і вважати, що повітря не змішується з оточуючим і не обмінюється енергією, то він би вагався вгору вниз від 0 до 3000 м. Але в реальності цього звичайно не відбувається. швидко згасають, особливо швидко їх обмежують шари з різними градієнтами.

Розглянемо тепер той самий приклад, тільки з шаром інверсії, градієнтом -5 град К на км (пам'ятаємо що у метеорології градієнт зі зворотним знаком), на висоті 750м завтовшки 300м.

Тоді за перші 750м наша бульбашка втратить 1.5 градуси перегрітості (10-8 = 2 град К на км. 2 * 0,75 = 1,5 град), піднімаючись далі він продовжить охолоджуватися на 1 град на кожні 100м, а починаючи з висоти 750м , навколишнє повітря лише підвищує свою температуру. Значить різниця між градієнтами. 10-5 = 15 град К на км, або 1.5 град на 100м. І через наступні 100м (на висоті 850 метрів), міхур за температурою зрівняється з довкіллям.

Значить шар інверсії з градієнтом -5град К км швидко зупинив міхур. (Так само швидко він погасить інерцію міхура, в ідеалі через 200м, а за фактом, з урахуванням тертя, перемішування та теплообміну – значно раніше).

Ми бачимо, що шар інверсії обмежує коливання міхура (якщо ми нехтуємо тертям, перемішуванням та теплообміном) з діапазону 0-3000м, до діапазону 0-1050м.

Чи така погана інверсія? Якщо вона на низькій висоті і сповільнює наші терміки – це погано. Якщо вона на досить великій висоті і захищає від підйому повітря в зони нестабільності, в яких відбувається конденсація, і де вологоадіабатичний градієнт менший за атмосферний, то інверсія – це добре.

Чому виникає інверсія температури?

Адже, строго кажучи, для термодинамічної рівноваги атмосфери до рівня тропопаузи – це не нормальний стан.

Виділяють 2 види інверсії за місцем прояву:

• приземна (та яка починає від поверхні землі)
• інверсія на висоті (якийсь шар на висоті)

І можна виділити 4 типи інверсії за видами її виникнення. з усіма з них ми можемо легко зіткнутися в повсякденному життіі на польотах:

• приземного радіаційного вихолоджування
• інверсія підтікання
• інверсія адвективного перенесення
• інверсія осідання

З приземною інверсієювсе просто, її ще називають інверсією радіаційного вихолоджування або нічною інверсією. Поверхня землі при ослабленні надходження тепла від сонця швидко охолоджується (у тому числі і через інфрачервоне випромінювання). Охолоджена поверхня охолоджує і шар повітря, що прилягає до неї. Так як повітря - погано переносить тепло, то вище за певну висоту це охолодження вже не відчувається.

Приземна інверсія

Товщина шару інтенсивність його переохолодження залежить від:

• тривалості охолодження, чим довша ніч тим більше вихолоджується поверхня і шар повітря, що примикає до неї. Восени та взимку приземні інверсії товщі та мають більш виражений градієнт.
• швидкості охолодження, наприклад, якщо є хмарність, то частина інфрачервоного випромінювання, з яким йде тепло - відбивається назад на землю, і інтенсивність охолодження - помітно знижується (хмарні ночі - теплі).
• теплоємності поверхні, що підстилає, мають велику теплоємність і накопичили тепло за день - довше охолоджуються і менше охолоджують повітря (наприклад теплі водойми).
• наявності вітру біля землі, вітер перемішує повітря і інтенсивніше охолоджується, шар (товщина) інверсії – помітно більше.

Інверсія підтікання- виникає коли холодне повітря стікає зі схилів у долину, витісняючи тепліше повітря вгору. Повітря може стікати як з охолоджених схилів уночі, так і вдень, наприклад, з льодовиків.

Інверсія підтікання

Інверсія адвективного перенесеннявиникає при горизонтальному перенесенні повітря. Наприклад, теплих повітряних мас на холодні поверхні. Або просто різних повітряних мас. Яскравим прикладом є атмосферні фронти, на межі фронту спостерігатиметься інверсія. Інший приклад – адвекція теплого (вночі) повітря з водної поверхні на холодну сушу. Восени така адвекція часто візуалізується туманами. (їх так і називають, адвективні тумани, коли вологе тепле повітря з води переноситься на холодну сушу, або на більш холодну водуі т.д.)

Виникає якщо зовнішні силизмушують шар повітря опускатися вниз. При опусканні повітря буде стискатися (оскільки атмосферний тиск збільшується) і адіабатично нагріватися, і може виявитися що нижчі шари - мають температури нижче - виникне інверсія. Цей процес може відбуватися в різних умовахі масштабах, така інверсія виникає наприклад при осіданні повітря в антициклонах, при опусканні повітря в гірсько-долинній циркуляції, між хмарою з опадами і навколишнім повітрям поряд, або, наприклад, при фену. Для її виникнення необхідний постійний зовнішній вплив, який здійснює перенесення та опускання повітря.

Повернемося тепер до міфів про інверсію.

Дуже часто парапланеристи говорять про інверсію там, де її немає. Пов'язано це з тим, що ми звикли будь-який шар, який помітно гальмує і затримує вертикальне переміщення повітря. інверсієюхоча це – не так. Просто шар з маленьким градієнтом, або ізотермія теж швидко блокують переміщення повітря, але при цьому не є справжньою інверсією.

Другий момент виник завдяки тому, що в книгах, на ілюстраціях зазвичай для наочності малюють атмосферні градієнти або аерологічну діаграму в ПРЯМОКУТНИХ СИСТЕМАХ КООРДИНАТ (АДП), де ізотерми (лінії постійних температур) спрямовані знизу вгору пермодикулярно. На таких малюнках інверсія, це будь-яка ділянка кривої стратифікації нахилений вправовід вертикалі знизу вгору. Інверсія в таких координатах легко видно.

Приклад із книжки Д. Пегана “Зрозуміти небо”.

На практиці ж більшість користуються, наприклад з сайту meteo.paraplan.ru і тут вже, ізотерми самі нахилені вправо, так що для того щоб побачити інверсію, потрібно порівняти КРУТИЗНУ нахилу кривої стратифікації з ізотермою! А зробити це на око при швидкому перегляді - набагато складніше ніж з діаграмної в АДП. Подивіться на діаграму внизу, біля землі видно невелику приземну інверсію. У шарі 400м температура трохи зросла, (на висоті 600 метрів вона приблизно на градус тепліша ніж у землі) градієнт порядку -2.5 градуса К на км. А вгорі, не інверсія, а просто дуже невеликий градієнт приблизно +3.5 градусів К на км.

Інверсія та Не інверсія

Через те, що не будь-який нахил праворуч буде інверсія на АДК, пілоти часто вживають це слово не там де треба, чим дратують справжніх метеорологів 🙂

У той же час розрахункові, модельні аерологічні діаграми можуть не прогнозувати тонкі шари інверсії, так як усереднюють температуру по шару, замість того щоб врахувати 2 шари, шар інверсії товщиною, наприклад 100м з різницею температур на нижній і верхній межі -1град, прилеглий 900 метрів з різницею температур +8 градусів. вони просто намалюють більш товстий шар, 1 км - з середнім градієнтом 7 градусів на цей кілометр. У той час як насправді там буде кілька різних верств.

Наприклад, як на наведеній нижче натурній діаграмі (АДП). На ній видно і приземний шар інверсії завтовшки 200м + шар ізотермії. І тонкий шар інверсії на висоті 2045м і шар ізотермії на висоті 3120м. Ці тонкі шари не розраховуються модельно, але фактично – сильно впливають на терміки.

Натурна АДП з кулі-зонда

Резюме

Не кожна частина кривої стратифікації нахилена праворуч на АДК – інверсія, будьте уважні!Справжню інверсію можна побачити лише на аерологічній діаграмі, знятій за фактичними даними зондування атмосфери. На "модельних" діаграмах, вони можуть бути не прораховані, а лише враховані у зменшенні градієнта на якомусь шарі. Однак у цьому випадку про їх існування можна здогадатися, якщо брати до уваги можливі фактори виникнення інверсій.

Якщо ви знайшли помилку, будь ласка, виділіть фрагмент тексту та натисніть Ctrl+Enter.