Meteorologia di inversione di temperatura

Inversione di temperatura, chiamata anche inversione termica, un'inversione del normale comportamento della temperatura nella troposfera (la regione dell'atmosfera più vicina alla superficie terrestre), in cui uno strato di aria fresca in superficie viene ricoperto da uno strato di aria più calda. (In condizioni normali la temperatura dell'aria di solito diminuisce con l'altezza.)

Le inversioni svolgono un ruolo importante nel determinare le forme delle nuvole, le precipitazioni e la visibilità. Un'inversione funge da tappo sul movimento verso l'alto dell'aria dagli strati sottostanti. Di conseguenza, la convezione prodotta dal riscaldamento dell'aria dal basso è limitata ai livelli inferiori all'inversione. Anche la diffusione di polvere, fumo e altri inquinanti atmosferici è limitata. Nelle regioni in cui è presente una pronunciata inversione di basso livello, le nuvole convettive non possono crescere abbastanza in alto da produrre docce e, allo stesso tempo, la visibilità può essere notevolmente ridotta al di sotto dell'inversione, anche in assenza di nuvole, dall'accumulo di polvere e particelle di fumo. Poiché l'aria vicino alla base di un'inversione tende a essere fresca, la nebbia è spesso presente lì.

Le inversioni influiscono anche sulle variazioni diurne della temperatura dell'aria. Il principale riscaldamento dell'aria durante il giorno è prodotto dal suo contatto con una superficie terrestre che è stata riscaldata dalla radiazione solare. Il calore da terra viene comunicato all'aria per conduzione e convezione. Poiché un'inversione di solito controlla il livello superiore a cui viene trasportato il calore per convezione, solo uno strato superficiale di aria verrà riscaldato se l'inversione è bassa e grande e l'aumento della temperatura sarà grande.

Esistono quattro tipi di inversioni: terra, turbolenza, subsidenza e frontale.

Un'inversione del terreno si sviluppa quando l'aria viene raffreddata dal contatto con una superficie più fredda fino a quando non diventa più fredda dell'atmosfera sovrastante; questo si verifica più spesso nelle notti serene, quando il terreno si raffredda rapidamente per irraggiamento. Se la temperatura dell'aria superficiale scende al di sotto del suo punto di rugiada, si può verificare la nebbia. La topografia influenza notevolmente l'entità delle inversioni del terreno. Se la terra è ondulata o collinosa, l'aria fredda formata sulle superfici terrestri superiori tende a defluire nelle cavità, producendo un'inversione più grande e più spessa sopra il terreno basso e poca o nessuna sopra quote più elevate.

Un'inversione di turbolenza si forma spesso quando l'aria quiescente sovrasta l'aria turbolenta. All'interno dello strato turbolento, la miscelazione verticale porta il calore verso il basso e raffredda la parte superiore dello strato. L'aria non miscelata sopra non viene raffreddata e alla fine è più calda dell'aria sottostante; esiste quindi un'inversione.

Un'inversione di subsidenza si sviluppa quando scende uno strato d'aria diffuso. Lo strato viene compresso e riscaldato dal conseguente aumento della pressione atmosferica e, di conseguenza, la frequenza di intervallo della temperatura viene ridotta. Se la massa d'aria scende abbastanza in basso, l'aria ad altitudini più elevate diventa più calda che ad altitudini inferiori, producendo un'inversione di temperatura. Le inversioni di subsidenza sono comuni nei continenti settentrionali in inverno e negli oceani subtropicali; queste regioni hanno generalmente aria in calo perché si trovano sotto grandi centri ad alta pressione.

Un'inversione frontale si verifica quando una massa d'aria fredda sottrae una massa d'aria calda e la solleva in alto; la parte anteriore tra le due masse d'aria ha quindi aria calda sopra e aria fredda sotto. Questo tipo di inversione ha una notevole pendenza, mentre altre inversioni sono quasi orizzontali. Inoltre, l'umidità potrebbe essere elevata e le nuvole potrebbero essere presenti immediatamente sopra di essa.