Modelo | Condição atmosférica ( d ) |
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Uma camada de inversão é uma camada de ar com gradiente de temperatura positivo, ou seja, aumenta com a altitude. Na verdade, na troposfera a temperatura do ar normalmente diminui com a altitude , de cerca de 6,5 ° C por 1 000 m .
Essa camada pode ser encontrada em qualquer altitude e sua espessura pode variar de algumas centenas de metros a vários milhares. Se se formar logo acima do solo, ele retém umidade e poluentes, permitindo a formação de névoa e poluição . Também pode ser encontrado em altitude, à frente de uma frente quente, por exemplo, e limita a formação e extensão de nuvens convectivas .
Normalmente, uma camada de inversão ocorre em uma área de alta pressão ou à frente de uma frente quente . Pode ocorrer de quatro maneiras:
A camada de inversão se comporta como uma " capa " real . A camada de inversão, como as camadas isotérmicas, dá grande estabilidade ao ar nela, o que, portanto, limita a extensão vertical das nuvens ou retém os poluentes no ar ambiente de chaminés e tubos de exaustão. E ondas.
Quando a inversão começa no solo, as nuvens estratos ou neblina (acúmulo de poeira) que se formam ali lembram um tapete visto de cima. A fumaça da chaminé se espalhará para a base da camada de inversão ou a névoa que sobe do solo úmido ficará estagnada. Na ausência de vento suficiente para dispersar rapidamente os poluentes e se essa camada poluída for exposta aos raios ultravioleta solares, muitos poluentes fotoquímicos, incluindo o ozônio ao nível do solo , podem ser produzidos lá e estagnar. A camada de inversão agrava e prolonga os problemas de poluição do ar .
Camada de ar poluído bloqueado por uma camada de inversão ( Fairbanks , Alaska , 2005)
Exemplo de uma folha de fumaça preta espessa se espalhando acima do solo, devido às condições de inversão atmosférica (norte da França, 25 de fevereiro de 2019).
Se a camada estiver em altitude, mas o ar estiver úmido e instável sob ela, ela se tornará o topo das nuvens que se formarão ali. Assim, um anticiclone cuja afundamento não atinge o solo frequentemente apresentará estratocúmulo sob sua inversão por afundamento . As bolhas térmicas urbanas também irão subir para a camada de inversão, mas não serão capazes de atravessá-la.
Se a inversão for interrompida, por um fenômeno térmico, como o aquecimento diurno da superfície, ou mecânico, como a passagem de uma calha barométrica , a energia acumulada será liberada repentinamente. Nuvens com forte extensão vertical podem ser geradas, causando aguaceiros ou trovoadas . Além disso, o fluxo laminar de ar se tornará turbulento .
Uma inversão marinha se desenvolve na superfície de um grande corpo de água, como o oceano ou um lago, geralmente iniciada pelo efeito de resfriamento da água na camada superficial de uma massa de ar. A camada pode engrossar pela turbulência gerada na camada marinha em desenvolvimento ou ao se aproximar de uma área de baixa pressão . A evaporação da superfície do oceano ou lago e o resfriamento da camada podem levar à formação de névoa de condensação, bem como estratos marítimos e estratocúmulos no topo.
Nas áreas costeiras, a inversão marinha offshore pode invadir o interior graças ao gradiente de pressão que se desenvolve como resultado do aquecimento diurno no continente, criando uma brisa marítima . A neblina e as nuvens cobrem as comunidades costeiras e persistem até que o calor do sol as evapore. Um sistema frontal ou canal que se aproxima também pode arrastar a camada marinha para a terra.
Uma inversão marinha se dispersará e se quebrará na presença de instabilidade, como pode ser causada pela passagem de uma frente fria , um vale ou qualquer turbulência no alto.
A atenuação do ruído é devido à compressão elástica em um gás a pressão constante. Em situação normal, a onda sonora se propaga enquanto se alarga, perdendo gradualmente sua intensidade. Quando ocorre uma inversão próxima ao solo, manhã ou mar, o som que sobe passa gradativamente de uma camada de ar caracterizada por uma certa densidade para outra de menor densidade, causando refração . Se a inversão for muito acentuada, pode haver reflexão total em direção ao fundo do som que, ao concentrá-lo, significa que será ouvido muito mais longe do que o normal. Nessas condições, uma aeronave decolando após uma combustão , uma explosão ou mesmo a voz humana pode ser ouvida a uma distância maior.
Tal como acontece com as ondas sonoras, as ondas eletromagnéticas sofrerão refração quando a densidade do ar mudar. O índice de refração (n) no vácuo é 1, mas varia no ar com a temperatura (T), pressão (p) e pressão de vapor de água (e) de acordo com a fórmula:
Como uma onda eletromagnética viaja em uma atmosfera padrão onde temperatura, umidade e pressão diminuem ao longo de uma curva normal com a altitude, o cálculo de sua posição com a altitude torna-se uma curva, não uma linha reta. Em inversões de temperatura ou umidade, o índice de refração diminui mais rápido do que o normal na camada, fazendo com que o feixe de radar se curve para baixo em propagação anormal . Se a inversão for próxima ao solo, o feixe atinge o solo a uma certa distância do transmissor e retorna parcialmente a este. Se a inversão estiver no alto, o feixe percorrerá uma distância muito longa, com a inversão atuando como um guia de ondas .
Esse efeito é usado pelas telecomunicações sem fio para estender o alcance do sinal e é registrado nos dados do radar como um artefato . É até visível para todos no raio verde , um fenômeno óptico de refração muito raro que pode ser observado ao nascer ou pôr do sol , que toma a forma de um ponto verde visível pouco tempo (alguns segundos) até o seu cume, quando roça o horizonte. Esse fenômeno também pode ser observado com a lua.
Uma camada de inversão é muito desfavorável à prática do deslizamento. Durante uma inversão noturna, a temperatura pode subir quando se sobe de altitude, o que aniquila qualquer convecção térmica . Durante o dia, uma inversão de subsidência limitará bastante a produção de loops de convecção térmica. De fato, pequenas correntes ascendentes podem se formar perto do solo superaquecido; eles perderão rapidamente sua energia por causa do ar subsidiado.