Les couches d'inversion de température, également appelées inversions thermiques ou simplement couches d'inversion, sont des zones où la normale la diminution de la température de l'air avec l'augmentation de l'altitude est inversée et l'air au-dessus du sol est plus chaud que l'air dessous. Les couches d'inversion peuvent se produire de près du niveau du sol jusqu'à des milliers de pieds dans le atmosphère.
Les couches d'inversion sont importantes pour la météorologie car elles bloquent le flux atmosphérique, ce qui fait que l'air au-dessus d'une zone subissant une inversion devient stable. Cela peut alors entraîner différents types de conditions météorologiques.
Plus important encore, cependant, les zones fortement polluées sont sujettes à un air insalubre et à une augmentation du smog. lorsqu'une inversion est présente car ils piègent les polluants au niveau du sol au lieu de les faire circuler une façon.
Les causes
Normalement, la température de l'air diminue à un taux de 3,5 ° F pour chaque 1000 pieds (ou environ 6,4 ° C pour chaque kilomètre) que vous grimpez dans l'atmosphère. Lorsque ce cycle normal est présent, il est considéré comme une masse d'air instable et l'air circule constamment entre les zones chaudes et fraîches. L'air est mieux à même de se mélanger et de se propager autour des polluants.
Lors d'un épisode d'inversion, les températures augmentent avec l'augmentation de l'altitude. La couche d'inversion chaude agit alors comme un capuchon et arrête le mélange atmosphérique. C'est pourquoi les couches d'inversion sont appelées masses d'air stables.
Les inversions de température sont le résultat d'autres conditions météorologiques dans une région. Ils surviennent le plus souvent lorsqu'une masse d'air chaud et moins dense se déplace sur une masse d'air dense et froide.
Cela peut se produire, par exemple, lorsque l'air près du sol perd rapidement sa chaleur par une nuit claire. Le sol se refroidit rapidement tandis que l'air au-dessus de lui retient la chaleur que le sol retenait pendant la journée.
Des inversions de température se produisent également dans certaines zones côtières, car la remontée d'eau froide peut abaisser la température de l'air de surface et la masse d'air froid reste sous des températures plus chaudes.
La topographie peut également jouer un rôle dans la création d'une inversion de température, car elle peut parfois faire en sorte que l'air froid s'écoule des sommets des montagnes vers les vallées. Cet air froid pousse ensuite sous l'air plus chaud qui monte de la vallée, créant l'inversion.
De plus, des inversions peuvent également se former dans les zones à enneigement important, car la neige au niveau du sol est froide et sa couleur blanche reflète presque toute la chaleur qui entre. Ainsi, l'air au-dessus de la neige est souvent plus chaud car il retient l'énergie réfléchie.
Conséquences
Certaines des conséquences les plus importantes des inversions de température sont les conditions météorologiques extrêmes qu'elles peuvent parfois créer. Un exemple est la pluie verglaçante.
Ce phénomène se développe avec une inversion de température dans une zone froide car la neige fond lorsqu'elle se déplace à travers la couche d'inversion chaude. Les précipitations continuent ensuite de tomber et traversent la couche froide d'air près du sol.
Quand il se déplace à travers cette dernière masse d'air froid, il devient "super-refroidi" (refroidi en dessous de zéro sans deviennent solides.) Les gouttes surfondues deviennent alors de la glace lorsqu'elles atterrissent sur des le résultat est pluie verglaçante ou une tempête de verglas.
Intense des orages et les tornades sont également associées à des inversions en raison de l'énergie intense qui est libérée après qu'une inversion bloque les modèles de convection normaux d'une zone.
Smog
Bien que la pluie verglaçante, les orages et les tornades soient des événements météorologiques importants, l'une des choses les plus importantes affectées par une couche d'inversion est le smog. Il s'agit de la brume gris brunâtre qui couvre la plupart des plus grandes villes du monde et qui résulte de la poussière, de l'échappement automatique et de la fabrication industrielle.
Le smog est impacté par la couche d'inversion car il est, par essence, plafonné lorsque la masse d'air chaud se déplace sur une zone. Cela se produit parce que la couche d'air chaud se trouve au-dessus d'une ville et empêche le mélange normal d'air plus frais et plus dense.
Au lieu de cela, l'air devient immobile et, avec le temps, le manque de mélange provoque le piégeage des polluants sous l'inversion, créant des quantités importantes de smog.
Lors d'inversions sévères qui durent sur de longues périodes, smog peut couvrir des zones métropolitaines entières et provoquer des problèmes respiratoires pour les habitants.
En décembre 1952, une telle inversion s'est produite à Londres. En raison du temps froid de décembre, les Londoniens ont commencé à brûler plus de charbon, ce qui a accru la pollution de l'air dans la ville. Comme l’inversion était présente au-dessus de la ville, ces polluants se sont retrouvés piégés et ont augmenté la la pollution de l'air. Le résultat a été Grand smog de 1952 qui a été blâmé pour des milliers de morts.
Comme Londres, Mexico a également connu des problèmes de smog qui ont été exacerbés par la présence d'une couche d'inversion. Cette ville est tristement célèbre pour sa mauvaise qualité de l'air, mais ces conditions sont aggravées lorsque des systèmes de haute pression subtropicaux chauds se déplacent sur la ville et emprisonnent l'air dans la vallée du Mexique.
Lorsque ces systèmes de pression emprisonnent l’air de la vallée, les polluants sont également piégés et un smog intense se développe. Depuis 2000, le gouvernement du Mexique a élaboré un plan visant à réduire l'ozone et les particules rejetées dans l'air au-dessus de la ville.
Le Great Smog de Londres et les problèmes similaires du Mexique sont des exemples extrêmes de smog impacté par la présence d'une couche d'inversion. C'est un problème partout dans le monde, cependant, et des villes comme Los Angeles, Mumbai, Santiago et Téhéran connaissent fréquemment un smog intense lorsqu'une couche d'inversion se développe sur elles.
Pour cette raison, bon nombre de ces villes et d'autres s'efforcent de réduire leur pollution atmosphérique. Pour tirer le meilleur parti de ces changements et réduire le smog en présence d'une inversion de température, il est important de comprendre d'abord tous les aspects de ce phénomène, ce qui en fait un élément important de l'étude de la météorologie, un sous-champ important au sein de la géographie.