Nghịch đảo nhiệt là gì? Tìm hiểu về hiện tượng này

Các lớp đảo nhiệt độ còn được gọi là đảo ngược nhiệt hoặc chỉ là các lớp đảo ngược, là những khu vực mà nhiệt độ không khí giảm bình thường với độ cao tăng dần được đảo ngược và không khí trên mặt đất ấm hơn không khí bên dưới nó. Các lớp đảo ngược có thể xảy ra bất cứ nơi nào từ gần mặt đất lên đến hàng ngàn feet vào bầu khí quyển .

Các lớp đảo ngược có ý nghĩa đối với khí tượng học vì chúng chặn dòng khí quyển làm cho không khí trên một khu vực trải qua một sự đảo ngược trở nên ổn định. Điều này sau đó có thể dẫn đến các loại mô hình thời tiết. Tuy nhiên, quan trọng hơn, các khu vực có ô nhiễm nặng dễ bị không khí không lành mạnh và gia tăng khói bụi khi có sự đảo ngược vì chúng bẫy các chất ô nhiễm ở mặt đất thay vì lưu thông chúng đi.

Nguyên nhân của sự đảo ngược nhiệt độ

Thông thường, nhiệt độ không khí giảm ở tốc độ 3,5 ° F cứ sau 1000 feet (hoặc khoảng 6,4 ° C cho mỗi km) bạn leo lên bầu khí quyển. Khi có chu kỳ bình thường này, nó được coi là một khối không khí không ổn định và không khí liên tục chảy giữa các khu vực ấm áp và mát mẻ. Vì vậy, không khí có khả năng trộn và lan truyền xung quanh các chất ô nhiễm tốt hơn.

Trong một giai đoạn đảo ngược, nhiệt độ tăng khi tăng độ cao. Lớp đảo ngược ấm sau đó hoạt động như một nắp và dừng trộn khí quyển. Đây là lý do tại sao các lớp đảo ngược được gọi là khối không khí ổn định.

Nghịch đảo nhiệt độ là kết quả của các điều kiện thời tiết khác trong một khu vực. Chúng xảy ra thường xuyên nhất khi một khối không khí ấm hơn, ít đậm đặc hơn di chuyển qua một khối không khí lạnh, dày đặc. Điều này có thể xảy ra ví dụ khi không khí gần mặt đất nhanh chóng mất nhiệt vào một đêm trời quang. Trong tình huống này, mặt đất trở nên lạnh đi nhanh chóng trong khi không khí phía trên vẫn giữ được sức nóng mà mặt đất đang giữ trong ngày. Ngoài ra, sự đảo ngược nhiệt độ xảy ra ở một số khu vực ven biển vì nước lạnh có thể làm giảm nhiệt độ không khí bề mặt và khối không khí lạnh ở dưới những nơi ấm hơn.

Địa hình cũng có thể đóng một vai trò trong việc tạo ra sự đảo ngược nhiệt độ vì đôi khi nó có thể khiến không khí lạnh chảy từ các đỉnh núi xuống thung lũng. Không khí lạnh này sau đó đẩy dưới không khí ấm hơn từ thung lũng, tạo ra sự đảo ngược. Ngoài ra, đảo ngược cũng có thể hình thành ở những khu vực có tuyết phủ đáng kể vì tuyết ở mặt đất lạnh và màu trắng của nó phản xạ gần như toàn bộ nhiệt đi vào. Do đó, không khí trên tuyết thường ấm hơn vì nó giữ năng lượng phản xạ.

Hậu quả của nghịch đảo nhiệt độ

Một số hậu quả đáng kể nhất của sự đảo ngược nhiệt độ là điều kiện thời tiết khắc nghiệt đôi khi chúng có thể tạo ra. Một ví dụ trong số này là mưa đóng băng. Hiện tượng này phát triển với sự đảo ngược nhiệt độ ở vùng lạnh vì tuyết tan khi nó di chuyển qua lớp đảo ngược ấm áp. Lượng mưa sau đó tiếp tục rơi và đi qua lớp không khí lạnh gần mặt đất. Khi nó di chuyển qua khối không khí lạnh cuối cùng này, nó trở nên “siêu lạnh” (làm mát dưới mức đóng băng mà không trở nên rắn). Những giọt siêu lạnh sau đó trở thành băng khi chúng rơi xuống các vật phẩm như ô tô và cây cối và kết quả là mưa đóng băng hoặc một cơn bão băng.

Những cơn giông bão và lốc xoáy dữ dội cũng liên quan đến sự đảo ngược vì năng lượng cực mạnh được giải phóng sau khi đảo ngược ngăn chặn các kiểu đối lưu thông thường của một khu vực.

Khói bụi

Mặc dù mưa đóng băng, giông bão và lốc xoáy là những sự kiện thời tiết quan trọng, một trong những điều quan trọng nhất bị ảnh hưởng bởi một lớp đảo ngược là sương mù. Đây là khói mù màu xám nâu bao phủ nhiều thành phố lớn nhất thế giới và là kết quả của bụi, khí thải tự động và sản xuất công nghiệp.

Sương khói bị tác động bởi lớp đảo ngược vì về bản chất, nó bị giới hạn khi khối không khí ấm di chuyển trên một khu vực. Điều này xảy ra bởi vì lớp không khí ấm hơn nằm trên một thành phố và ngăn chặn sự pha trộn bình thường của không khí lạnh hơn, đặc hơn. Không khí thay vào đó trở nên tĩnh lặng và theo thời gian, việc thiếu trộn lẫn khiến các chất ô nhiễm bị mắc kẹt dưới sự đảo ngược, phát triển một lượng khói bụi đáng kể.

Trong những biến động nghiêm trọng kéo dài trong thời gian dài, sương khói có thể bao phủ toàn bộ khu vực đô thị và gây ra các vấn đề về hô hấp cho cư dân của những khu vực đó. Vào tháng 12 năm 1952, ví dụ, một sự đảo ngược như vậy đã xảy ra ở London. Vì thời tiết tháng 12 lạnh lẽo vào thời điểm đó, người dân London bắt đầu đốt thêm than, làm tăng ô nhiễm không khí trong thành phố. Vì sự đảo ngược đã có mặt trên toàn thành phố cùng một lúc, những chất ô nhiễm này đã bị giữ lại và làm tăng ô nhiễm không khí của London . Kết quả là Đại khói mù năm 1952 bị quy trách nhiệm cho hàng ngàn người chết.

Giống như London, Mexico City cũng gặp phải vấn đề với khói bụi đã bị làm trầm trọng thêm bởi sự hiện diện của lớp đảo ngược. Thành phố này nổi tiếng với chất lượng không khí kém, nhưng những điều kiện này trở nên tồi tệ hơn khi các hệ thống áp suất cao cận nhiệt đới ấm áp di chuyển qua thành phố và giữ không khí ở Thung lũng Mexico. Khi các hệ thống áp lực này giữ không khí của thung lũng, các chất ô nhiễm cũng bị giữ lại và khói bụi phát triển mạnh. Từ năm 2000, chính phủ Mexico đã phát triển một kế hoạch mười năm nhằm mục đích giảm ozone và các hạt phát tán vào không khí trên toàn thành phố.

Các vấn đề tương tự của Great Smog và Mexico là những ví dụ cực đoan về khói bụi bị ảnh hưởng bởi sự hiện diện của lớp đảo ngược. Đây là một vấn đề trên toàn thế giới và các thành phố như Los Angeles, California; Mumbai, Ấn Độ; Santiago, Chile; và Tehran, Iran, thường xuyên trải qua khói bụi dữ dội khi một lớp đảo ngược phát triển trên chúng.

Bởi vì điều này, nhiều thành phố và những thành phố khác đang làm việc để giảm ô nhiễm không khí. Để tận dụng tối đa những thay đổi này và giảm khói bụi khi có sự đảo ngược nhiệt độ, điều quan trọng trước tiên là phải hiểu tất cả các khía cạnh của hiện tượng này, làm cho nó trở thành một thành phần quan trọng của nghiên cứu khí tượng học, một lĩnh vực quan trọng trong địa lý.