Температура воздуха при изменении высоты над земной поверхностью
меняется. В тропосфере (самом нижнем слое атмосферы) с увеличением
высоты обычно температура воздуха падает, но порой встречаются слои,
где температура воздуха с высотой не меняется или даже начинает
повышаться. Такие слои называются соответственно изотермическими и
инверсионными. Температурные инверсии интересны нам тем, что они
блокируют развитие термических потоков. Разберем некоторые причины
их образования.
Об одной из причин уже упоминалась — это так называемая ночная
инверсия. Охлаждение нижнего слоя воздуха происходит от соприкосновения
с более холодной поверхностью земли. Такое случается ночью и ранним
утром, когда остывшая без подогрева солнечным светом земля начинает
охлаждать нижние слои воздуха.
После прихода на холодную подстилающую поверхность теплой воздушной
массы (понятие "теплый воздушный фронт" будет разобрано
немного позже), приземный слой воздуха может начать охлаждаться от еще
не успевшей нагреться земли.
Если более холодный морской воздух проникает на побережье теплым днем
(морской бриз), то инверсия часто образуется в месте столкновения
морского и надземного воздуха.
Инверсия может образоваться между соседними слоями воздуха, движущимися
с разными скоростями и в разных направлениях.
В антициклонах в верхних слоях атмосферы скапливается "лишняя"
масса воздуха. На границах антициклона эта масса начинает
"соскальзывать" вниз. (Это явление называется сходимостью.)
По мере опускания давление в ней возрастает, и она нагревается. Воздух
внутри антициклона и за его пределами не движется. Его температура не
меняется. Итак, отступающий воздух разогревается, а воздух, расположенный
у поверхности, нет, так как опускаться ему некуда. Это часто приводит к
инверсии на некотором расстоянии от земли. Обычно такие инверсии
образуются на высоте около 2000 м над землей.
Рис. 4.42. Инверсия на границах антициклона.
Временно инверсии образуются на сравнительно небольших территориях,
где холодный воздух верхних слоев атмосферы опускается на границах
грозовых облаков.
Инверсии непостоянны. Прежде всего, их разрушает солнечное тепло
(этот вопрос уже рассматривался при разборе развития термической
активности в течение суток). Инверсии, сформировавшиеся на границах
антициклонов, разрушаются благодаря широко распространенному вертикальному
движению атмосферы. На границах антициклонов обычно опускаются большие
воздушные массы. Они обладают большой массой и инерцией. Воздух
ведет себя как своего рода пружина. Фаза сжатия сменяется обратным
процессом — подъемом воздуха. Это ведет к подъему инверсии и ее
исчезновению. В результате инверсия ведет себя, как широкий батут,
который как бы "проминается" под излишней массой воздуха в
антициклоне и затем медленно возвращается в первоначальное положение.
|
