สภาพอากาศในพื้นที่ที่กำหนดมีผลกระทบอย่างมากต่อชีวิตมนุษย์ ดังนั้นข้อมูลเกี่ยวกับบรรยากาศของโลกจึงมีประโยชน์เสมอจากมุมมองทางเศรษฐกิจและในแง่ของความปลอดภัยด้านสุขภาพ การผกผันของอุณหภูมิเป็นหนึ่งในประเภทของสถานะของชั้นล่างของบรรยากาศ มันคืออะไรและปรากฏที่ใดมีการกล่าวถึงในบทความ
การผกผันของอุณหภูมิคืออะไร
แนวคิดนี้หมายถึงอุณหภูมิอากาศที่เพิ่มขึ้นเมื่อความสูงจากพื้นผิวโลกเพิ่มขึ้น คำจำกัดความที่ดูเหมือนไม่มีอันตรายนี้ก่อให้เกิดผลลัพธ์ที่ค่อนข้างร้ายแรง ความจริงก็คืออากาศถือได้ว่าเป็นก๊าซในอุดมคติ ซึ่งความดันที่ปริมาตรคงที่นั้นสัมพันธ์ผกผันกับอุณหภูมิ เนื่องจากอุณหภูมิจะเพิ่มขึ้นตามระดับความสูงในระหว่างการผกผันของอุณหภูมิ ความกดอากาศจะลดลงและความหนาแน่นลดลง
จากวิชาฟิสิกส์ของโรงเรียนเป็นที่ทราบกันว่ากระบวนการพาความร้อนที่ทำให้เกิดการผสมตามแนวตั้งในปริมาตรของสารของไหลในสนามโน้มถ่วงจะเกิดขึ้นหากชั้นล่างมีความหนาแน่นน้อยกว่าชั้นบน (อากาศร้อนขึ้นเสมอ) ดังนั้นการผกผันของอุณหภูมิจะป้องกันการพาความร้อนในบรรยากาศด้านล่าง
สภาพอากาศปกติ
จากการสังเกตและการวัดจำนวนมาก พบว่าในเขตภูมิอากาศอบอุ่นของโลกของเรา อุณหภูมิอากาศลดลง 6.5 ° C สำหรับทุก ๆ กิโลเมตรของระดับความสูง นั่นคือ 1 ° C ด้วย เพิ่มความสูง 155 เมตร ข้อเท็จจริงนี้เกิดจากการที่ความร้อนของบรรยากาศไม่ได้เกิดจากการที่แสงแดดส่องผ่าน (สำหรับสเปกตรัมที่มองเห็นได้ของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า อากาศจะโปร่งใส) แต่เป็นผลมาจากการดูดกลืนรังสีซ้ำ พลังงานในช่วงอินฟราเรดจากพื้นผิวโลกและน้ำ ดังนั้นยิ่งชั้นอากาศใกล้พื้นมากเท่าไรก็ยิ่งอบอุ่นมากขึ้นในวันที่มีแดดจ้า
ในเขตภูมิอากาศแบบเขตร้อน อากาศจะเย็นลงช้ากว่าด้วยระดับความสูงที่เพิ่มขึ้นกว่าตัวเลขที่ระบุ (ประมาณ 1 °C ต่อ 180 ม.) ทั้งนี้เนื่องจากการมีอยู่ของลมค้าขายในละติจูดเหล่านี้ ซึ่งนำความร้อนจากบริเวณเส้นศูนย์สูตรไปยังเขตร้อน ในเวลาเดียวกัน ความร้อนมาจากชั้นบน (1-1.5 กม.) ไปยังชั้นล่าง ซึ่งป้องกันไม่ให้อุณหภูมิอากาศลดลงอย่างรวดเร็วเมื่อระดับความสูงเพิ่มขึ้น นอกจากนี้ ความหนาของชั้นบรรยากาศในเขตร้อนยังมีมากกว่าเขตอบอุ่น
ดังนั้น สภาพปกติของชั้นบรรยากาศจึงอยู่ที่ระบายความร้อนด้วยระดับความสูงที่เพิ่มขึ้น เงื่อนไขนี้สนับสนุนการผสมและการไหลเวียนของอากาศในแนวตั้งเนื่องจากกระบวนการพาความร้อน
ทำไมชั้นบนถึงอุ่นกว่าชั้นล่างได้
กล่าวอีกนัยหนึ่งทำไมอุณหภูมิจึงกลับด้าน? สิ่งนี้เกิดขึ้นด้วยเหตุผลเดียวกับการมีอยู่ของสภาวะบรรยากาศปกติ โลกมีค่าการนำความร้อนมากกว่าอากาศ ซึ่งหมายความว่าในตอนกลางคืน เมื่อไม่มีเมฆและเมฆบนท้องฟ้า เมฆจะเย็นลงอย่างรวดเร็ว และชั้นบรรยากาศเหล่านั้นที่สัมผัสโดยตรงกับพื้นผิวโลกก็เย็นเช่นกัน ผลลัพธ์ที่ได้คือภาพต่อไปนี้: พื้นผิวที่เย็นของโลก ชั้นอากาศเย็นในบริเวณใกล้เคียง และบรรยากาศอบอุ่นที่ความสูงระดับหนึ่ง
การผกผันของอุณหภูมิคืออะไรและปรากฏที่ใด สถานการณ์ที่อธิบายไว้มักจะเกิดขึ้นในที่ราบลุ่ม ในพื้นที่ใด ๆ และละติจูดในตอนเช้า ภูมิประเทศที่ราบต่ำได้รับการปกป้องจากการเคลื่อนที่ในแนวนอนของมวลอากาศ ซึ่งก็คือจากลม ดังนั้นอากาศที่เย็นลงในชั่วข้ามคืนจะสร้างบรรยากาศที่คงที่ในท้องถิ่น สามารถสังเกตปรากฏการณ์การผกผันของอุณหภูมิได้ในหุบเขา นอกจากกระบวนการที่อธิบายไว้ในการทำให้เย็นลงในตอนกลางคืนแล้ว ในภูเขา การก่อตัวของมันยังอำนวยความสะดวกด้วยการ "คืบคลาน" ของอากาศเย็นจากเนินลาดสู่ที่ราบ
อายุของการผกผันของอุณหภูมิสามารถอยู่ได้นานหลายชั่วโมงถึงหลายวัน สภาพบรรยากาศปกติตั้งขึ้นทันทีที่พื้นผิวโลกร้อนขึ้น
ปรากฏการณ์ที่เป็นปัญหาอันตรายแค่ไหน
บรรยากาศที่มีการผกผันของอุณหภูมิจะคงที่และไม่มีลม ซึ่งหมายความว่าหากมีการปล่อยออกสู่บรรยากาศหรือการระเหยของสารพิษเกิดขึ้นในพื้นที่ที่กำหนด สิ่งเหล่านี้จะไม่ไปไหน แต่จะยังคงอยู่ในอากาศเหนือพื้นที่ที่เป็นปัญหา กล่าวอีกนัยหนึ่ง ปรากฏการณ์ของการผกผันของอุณหภูมิในบรรยากาศมีส่วนทำให้ความเข้มข้นของสารพิษในบรรยากาศเพิ่มขึ้นหลายเท่า ซึ่งก่อให้เกิดอันตรายอย่างใหญ่หลวงต่อสุขภาพของมนุษย์
สถานการณ์ที่อธิบายไว้มักเกิดขึ้นในเมืองใหญ่และปริมณฑล ตัวอย่างเช่น เมืองต่างๆ เช่น โตเกียว นิวยอร์ก เอเธนส์ ปักกิ่ง ลิมา กัวลาลัมเปอร์ ลอนดอน ลอสแองเจลิส บอมเบย์ เมืองหลวงของชิลี - ซันติอาโก และเมืองอื่นๆ ทั่วโลกมักได้รับผลกระทบจากการผกผันของอุณหภูมิ เนื่องจากผู้คนมีความเข้มข้นสูง การปล่อยมลพิษทางอุตสาหกรรมในเมืองเหล่านี้จึงขนาดมหึมา ซึ่งนำไปสู่การปรากฏตัวของหมอกควันในอากาศ ทำให้ทัศนวิสัยหยุดชะงักและเป็นภัยคุกคามไม่เพียงต่อสุขภาพ แต่ยังรวมถึงชีวิตมนุษย์ด้วย
ดังนั้น ในปี 1952 ในลอนดอนและในปี 1962 ในหุบเขารูห์ร (เยอรมนี) ผู้คนหลายพันคนเสียชีวิตอันเป็นผลมาจากอุณหภูมิผกผันและการปล่อยซัลเฟอร์ออกไซด์สู่ชั้นบรรยากาศเป็นเวลานาน
เมืองหลวงของเปรู ลิมา
เปิดเผยคำถามว่าอุณหภูมิในภูมิศาสตร์ผกผันคืออะไร น่าสนใจนำสถานการณ์ในเมืองหลวงของเปรู ตั้งอยู่บนชายฝั่งแปซิฟิกและเชิงเขาแอนดีส ชายฝั่งใกล้เมืองถูกกระแสน้ำเย็นฮัมโบลดต์พัดพา ซึ่งทำให้พื้นผิวโลกเย็นลงอย่างแรง ในทางกลับกัน ทำให้เกิดความเย็นของชั้นอากาศต่ำสุดและการก่อตัวของหมอก (เมื่ออุณหภูมิของอากาศลดลง ความสามารถในการละลายของไอน้ำในนั้นลดลง ปฏิกิริยาหลังจะปรากฏในการก่อตัวของน้ำค้างและหมอก)
ผลลัพธ์ของกระบวนการที่อธิบายไว้ทำให้เกิดสถานการณ์ที่ขัดแย้ง: ชายฝั่งของลิมาถูกปกคลุมด้วยหมอกซึ่งป้องกันรังสีของดวงอาทิตย์ไม่ให้ความร้อนกับพื้นผิวโลก ดังนั้นสถานะของการผกผันของอุณหภูมิจึงคงที่ (การหมุนเวียนของอากาศในแนวนอนถูกขัดขวางโดยภูเขา) ซึ่งแทบไม่มีฝนตกที่นี่ ข้อเท็จจริงสุดท้ายอธิบายว่าทำไมชายฝั่งของลิมาจึงเกือบจะเป็นทะเลทราย
ปฏิบัติตัวอย่างไรเมื่อได้รับข้อมูลบรรยากาศที่ไม่เอื้ออำนวย
ถ้าคนอาศัยอยู่ในเมืองใหญ่และได้รับข้อมูลเกี่ยวกับการมีอยู่ของการผกผันของอุณหภูมิในชั้นบรรยากาศขอแนะนำถ้าเป็นไปได้ไม่ออกไปข้างนอกในตอนเช้า แต่รอจนโลก อุ่นเครื่อง. หากมีความจำเป็นดังกล่าว คุณควรใช้อุปกรณ์ป้องกันส่วนบุคคลสำหรับอวัยวะระบบทางเดินหายใจ (ผ้าก๊อซ ผ้าพันคอ) และอย่าอยู่กลางแจ้งเป็นเวลานาน