في طبقة التروبوسفير ، تنخفض درجات الحرارة كلما زاد الارتفاع. لذلك ، من الطبيعي أن يكون الجو أكثر برودة في المناطق الجبلية منه عند مستوى سطح البحر. ومع ذلك ، هناك بعض الظواهر الجوية التي تسبب تغييرًا في هذا التدرج يؤدي إلى عكسه. إنه شائع مثل انقلاب حراري. إنها عملية ترتفع فيها درجة الحرارة في الارتفاع.
في هذه المقالة سوف نخبرك ما هو الانعكاس الحراري ، وكيف ينشأ وكيف يرتبط بتلوث الهواء.
ما هو الانعكاس الحراري
هي عملية ترتفع فيها درجة الحرارة عند الارتفاعات العالية. أي أنه في أدنى مناطق المدينة، على سبيل المثال عند مستوى سطح البحر، نجد درجات حرارة أقل مما لو صعدنا جبلًا. إنه عكس ما يحدث عادة.
يحدث هذا الانعكاس الحراري بسبب بعض المواقف الخاصة حيث تهبط طبقات الهواء الباردة وتظل مستقرة. دعونا نراجع بعض المفاهيم الأساسية لديناميكيات الغلاف الجوي. عندما توجد الأعاصير المضادة، ينزل الهواء من الطبقات العليا، وفي مناطق الضغط المنخفض يفعل العكس. شريط تصاعدي إلى طبقات أعلى. يحدث الانعكاس الحراري في ظروف مقاومة الأعاصير مع استقرار كبير في الغلاف الجوي.
في الانعكاس الحراري يمكننا أن نرى كيف ينزل الهواء البارد من الطبقات العليا إلى الطبقات السفلية القريبة من سطح الأرض. تُعرف هذه الحركة الهبوطية للهواء البارد باسم هبوط. خلال هذا الهبوط، يصبح الهواء مضغوطًا بشكل متزايد، مما يزيد ضغطه وترتفع درجة حرارته. وبالإضافة إلى ذلك، فإنه يفقد الرطوبة فلا تظهر فيه السحب. ونستطيع أن نرى كيف أنه عندما يصل إلى السطح فإنه يتوسع ويتباعد. ويؤدي هذا إلى انتشاره على كامل السطح، مما يؤدي إلى إنشاء طبقات من الاستقرار.
كيف يتم تشكيل الانعكاس الحراري
يتم منع الحركات الصاعدة للكتل الهوائية بسبب الاحتباس الحراري ومعها إمكانية عدم الاستقرار. يمنع عدم وجود حركات الهواء هذه الكتل الهوائية ذات درجات الحرارة المختلفة من الاختلاط. عندما يأتي الليل، تفقد الأرض بسرعة درجة الحرارة التي وصلت إليها أثناء النهار بفضل الإشعاع الشمسي. تنتقل هذه الحرارة إلى الهواء الذي يكون على اتصال بالأرض. الهواء البارد أثقل بكثير ويستقر في قاع الوديان، ولهذا السبب تكون درجات الحرارة أكثر برودة في الصباح.
ومن المهم أن نتذكر أنه في حالات الانعكاس الحراري هذه، ينزل الهواء من الطبقات العليا ويسخن، وبالتالي فإن الهواء الدافئ يبقى فوق الهواء البارد. هذا يتسبب في تكوين سدادة أو غطاء. وبما أن حركة الهواء الصاعدة محظورة تماما، حيث لا توجد رياح بسبب الاستقرار الكبير، فإن هذه الكتل ذات الخصائص المختلفة لا تختلط، وبالتالي تحدث ظاهرة الانعكاس الحراري.
الشيء الأكثر طبيعية أن درجة حرارة الغلاف الجوي تتناقص مع الارتفاع ، ولكن في هذه الحالة يوجد الانقلاب الحراري.
لماذا يحدث
لكي يحدث الانعكاس الحراري، يجب أن تحدث عدة مواقف. خلال الليل، يبرد سطح الأرض بسرعة، لأنه يفقد كل الحرارة التي تراكمت خلال النهار. تتمتع هذه الطبقة من الهواء بدرجة حرارة أقل من الطبقة التي تعلوها مباشرة. وهذا يعني أن الهواء له كثافات مختلفة، مما يمنع اختلاطه. ومع عودة ظهور الشمس، تبدأ بتصحيح الانعكاس الحراري وتدفئ سطح الأرض مرة أخرى، مما يؤدي إلى استعادة الظروف الطبيعية.
تحدث هذه الظاهرة بشكل أكثر تكرارًا في مناطق الوديان، لأن التبريد بالإشعاع يكون أكبر. إذا كان هناك تباين كبير بين درجات الحرارة أثناء النهار والليل، فمن المرجح أن يحدث انعكاس في درجة الحرارة. عندما يكون هناك انعكاس حراري فمن السهل التعرف عليه. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن الضباب أو الدخان يميلان إلى التركيز بالقرب من سطح الأرض. ويمتد أفقيا. وهو أكثر شيوعاً في المناطق البحرية والوديان. تحدث عادة في المناطق التي يصعب فيها دوران الهواء بشكل طبيعي بسبب شكلها.
كيف يؤثر الانقلاب على التلوث
لقد ذكرنا أنه خلال عملية الانعكاس الحراري يتم تكوين طبقة من الاستقرار الجوي على سطح الأرض. تتكون هذه الطبقة من هواء بارد أكثر كثافة ويبقى في الطبقة السفلية. هذا يجعل من المستحيل خلط طبقتين من الهواء لهما كثافة مختلفة عند وجود درجات حرارة مختلفة. لذلك ، من السهل جدًا استنتاج أن أحد التأثيرات الرئيسية التي يمكن أن يسببها الانعكاس الحراري هو ذلك التلوث محاصر على سطح الأرض دون إمكانية التشتت في الغلاف الجوي.
في العادة، يميل الهواء إلى الارتفاع، مما يسمح لنا بتشتيت التلوث الجوي من الارتفاع المنخفض. ومع ذلك، في الانعكاس الحراري، تعمل الطبقة ذات درجة الحرارة الأعلى كغطاء فوق الهواء البارد الذي يتلامس مع سطح الأرض. وهذا هو المكان الذي يتم فيه تخزين كمية كبيرة من الملوثات. إحدى النتائج المباشرة هي الضباب الدخاني. يمكن رؤية طبقة التلوث هذه من على بعد عدة كيلومترات وغالبًا ما تؤدي إلى انخفاض مستويات جودة الهواء.
وتنعكس عواقب هذه الظاهرة على صحة الإنسان في زيادة الاستشارات الطبية بسبب مشاكل الجهاز التنفسي والقلب والأوعية الدموية. ومن المهم أن نضع في الاعتبار أن استنشاق الهواء الملوث يضر بشكل خاص بالفئات المعرضة للخطر، مثل المرضى وكبار السن والأطفال. يتم تخزين مستويات ثاني أكسيد النيتروجين وثاني أكسيد الكبريت خلال فترات الانعكاس الحراري. وبالإضافة إلى ذلك، يتم تركيز الجسيمات بحجم 10 و2.5 ميكرون وتخترق الحويصلات الهوائية الرئوية.
آمل أن تتمكن من خلال هذه المعلومات من معرفة المزيد عن ظاهرة الانقلاب الحراري.