Thời tiết tại một khu vực nhất định có tác động mạnh mẽ đến đời sống con người, vì vậy thông tin về trạng thái của bầu khí quyển trái đất luôn hữu ích từ quan điểm kinh tế và an toàn sức khỏe. Sự nghịch đảo nhiệt độ là một trong những dạng trạng thái của các lớp thấp hơn của khí quyển. Nó là gì và nó biểu hiện ở đâu sẽ được thảo luận trong bài viết.
Nghịch đảo nhiệt độ là gì?
Khái niệm này có nghĩa là nhiệt độ không khí tăng lên khi độ cao từ bề mặt trái đất tăng lên. Định nghĩa tưởng chừng như vô hại này lại kéo theo những hậu quả khá nghiêm trọng. Thực tế là không khí có thể được coi là khí lý tưởng, áp suất ở một thể tích cố định tỷ lệ nghịch với nhiệt độ. Vì nhiệt độ tăng theo độ cao trong quá trình nghịch đảo nhiệt độ, áp suất không khí giảm và mật độ của nó giảm.
Từ một khóa học vật lý ở trườngngười ta biết rằng các quá trình đối lưu gây ra sự trộn lẫn theo phương thẳng đứng trong thể tích của một chất lưu trong trọng trường xảy ra nếu các lớp bên dưới có mật độ thấp hơn lớp bên trên (không khí nóng luôn bốc lên). Do đó, sự nghịch đảo nhiệt độ ngăn cản sự đối lưu trong bầu khí quyển thấp hơn.
Điều kiện khí quyển bình thường
Kết quả của nhiều lần quan sát và đo đạc, người ta nhận thấy rằng trong vùng khí hậu ôn hòa của hành tinh chúng ta, nhiệt độ không khí giảm 6,5 ° C cho mỗi km độ cao, tức là 1 ° C với tăng độ cao 155 mét. Thực tế này là do sự nóng lên của bầu khí quyển xảy ra không phải do ánh sáng mặt trời đi qua nó (đối với phổ bức xạ điện từ nhìn thấy được, không khí trong suốt), mà là kết quả của sự hấp thụ bức xạ lại của nó. năng lượng trong dải hồng ngoại từ bề mặt trái đất và nước. Do đó, các lớp không khí càng gần mặt đất, chúng càng ấm lên vào ngày nắng.
Trong khu vực khí hậu nhiệt đới, không khí lạnh chậm hơn với độ cao tăng hơn so với các số liệu được chỉ ra (khoảng 1 ° C trên 180 m). Điều này là do sự hiện diện của gió mậu dịch ở các vĩ độ này, mang nhiệt từ các vùng xích đạo đến vùng nhiệt đới. Đồng thời, nhiệt tỏa ra từ các lớp trên (1-1,5 km) xuống các lớp thấp hơn, ngăn nhiệt độ không khí giảm nhanh khi độ cao tăng lên. Ngoài ra, độ dày của khí quyển ở vùng nhiệt đới lớn hơn ở vùng ôn đới.
Vì vậy, trạng thái bình thường của các lớp khí quyển nằm tronglàm mát với độ cao tăng dần. Điều kiện này tạo điều kiện cho sự hòa trộn và lưu thông không khí theo phương thẳng đứng do quá trình đối lưu.
Tại sao các lớp không khí phía trên lại có thể ấm hơn các lớp phía dưới?
Nói cách khác, tại sao sự nghịch đảo nhiệt độ lại xảy ra? Điều này xảy ra vì lý do tương tự như sự tồn tại của các điều kiện khí quyển bình thường. Trái đất có khả năng dẫn nhiệt lớn hơn không khí. Điều này có nghĩa là vào ban đêm, khi không có mây và các đám mây trên bầu trời, nó lạnh đi nhanh chóng và những lớp khí quyển tiếp xúc trực tiếp với bề mặt trái đất cũng nguội đi. Kết quả là hình ảnh sau: bề mặt lạnh của trái đất, lớp không khí lạnh ở vùng lân cận của nó và bầu khí quyển ấm áp ở một độ cao nhất định.
Sự nghịch đảo nhiệt độ là gì và nó tự biểu hiện ở đâu? Tình huống được mô tả thường xảy ra ở vùng đất thấp, hoàn toàn ở bất kỳ khu vực nào và vĩ độ nào vào buổi sáng. Địa hình trũng thấp được bảo vệ khỏi các chuyển động ngang của các khối không khí, tức là từ gió, do đó không khí được làm mát qua đêm trong đó tạo ra bầu không khí ổn định cục bộ. Hiện tượng nghịch đảo nhiệt độ có thể quan sát được ở các thung lũng núi. Ngoài quá trình lạnh đi vào ban đêm được mô tả, ở vùng núi, sự hình thành của nó còn được tạo điều kiện thuận lợi bởi sự "len lỏi" của không khí lạnh từ các sườn núi vào đồng bằng.
Thời gian tồn tại của sự nghịch đảo nhiệt độ có thể kéo dài từ vài giờ đến vài ngày. Điều kiện khí quyển bình thườngthiết lập ngay khi bề mặt trái đất ấm lên.
Hiện tượng đang được đề cập nguy hiểm như thế nào?
Trạng thái của bầu khí quyển trong đó có sự nghịch đảo nhiệt độ là ổn định và không có gió. Điều này có nghĩa là nếu bất kỳ sự phát thải nào vào khí quyển hoặc sự bay hơi của các chất độc hại xảy ra trong một vùng lãnh thổ nhất định, chúng sẽ không đi đâu cả mà vẫn ở trong không khí phía trên khu vực được đề cập. Nói cách khác, hiện tượng nghịch đảo nhiệt độ trong khí quyển góp phần làm gia tăng nhiều lần nồng độ các chất độc hại trong khí quyển, gây nguy hiểm rất lớn cho sức khỏe con người.
Tình huống được mô tả thường xảy ra ở các thành phố lớn và các khu vực đô thị. Ví dụ, các thành phố như Tokyo, New York, Athens, Bắc Kinh, Lima, Kuala Lumpur, London, Los Angeles, Bombay, thủ đô Chile - Santiago và nhiều thành phố khác trên thế giới thường xuyên phải gánh chịu hậu quả của hiện tượng nghịch nhiệt độ. Do lượng người tập trung cao, lượng khí thải công nghiệp ở những thành phố này rất lớn, dẫn đến sương khói trong không khí, làm cản trở tầm nhìn và đe dọa không chỉ đến sức khỏe mà còn cả tính mạng con người.
Vì vậy, vào năm 1952 tại London và năm 1962 tại Thung lũng Ruhr (Đức), hàng nghìn người đã chết do tồn tại nhiệt độ nghịch đảo trong một thời gian dài và phát thải đáng kể các ôxít lưu huỳnh vào khí quyển.
Thủ đô của Peru, Lima
Tiết lộ câu hỏi nghịch nhiệt độ trong môn địa lý là gì, thật thú vịđưa tình hình ở thủ đô của Peru. Nó nằm trên bờ biển Thái Bình Dương và dưới chân dãy núi Andes. Bờ biển gần thành phố bị rửa trôi bởi dòng chảy Humboldt lạnh giá, dẫn đến bề mặt trái đất lạnh đi mạnh mẽ. Đến lượt nó, nó góp phần làm mát các lớp không khí thấp nhất và hình thành sương mù (khi nhiệt độ không khí giảm, khả năng hòa tan của hơi nước trong nó giảm, thứ hai biểu hiện thành sương và sương mù).
Kết quả của các quá trình được mô tả, một tình huống nghịch lý nảy sinh: bờ biển Lima bị bao phủ bởi sương mù, ngăn cản tia nắng mặt trời sưởi ấm bề mặt trái đất. Do đó, trạng thái nghịch nhiệt ổn định (không khí lưu thông ngang bị núi cản trở) nên hầu như không bao giờ có mưa ở đây. Sự thật cuối cùng giải thích tại sao bờ biển Lima gần như là một sa mạc.
Làm thế nào để ứng xử trong trường hợp nhận được thông tin về trạng thái không thuận lợi của bầu không khí?
Nếu một người sống ở một thành phố lớn và anh ta nhận được thông tin về sự tồn tại của sự nghịch đảo nhiệt độ trong khí quyển, thì, nếu có thể, không nên ra ngoài trời vào buổi sáng mà hãy đợi cho đến khi trái đất ấm lên. Nếu có nhu cầu như vậy, bạn nên sử dụng phương tiện bảo vệ cá nhân cho cơ quan hô hấp (băng gạc, khăn quàng cổ) và không ở ngoài trời trong thời gian dài.
