Ters çevirme (meteoroloji) - Inversion (meteorology)

Lake District'te sıcaklık değişimi
İngiltere'nin Göller Bölgesi'ndeki sıcaklık değişimi, açık gökyüzünün altında düşük seviyede bulutlar oluşturur.
Yükselen duman Lochcarron, İskoçya, üstteki sıcak hava tabakası tarafından durdurulur (2006).
Şehrin üzerinde hapsolmuş sis Almatı, Kazakistan sıcaklık dönüşümü sırasında.
Kuzey Arizona'daki dumanla dolu kanyonlar, 2019. Sabah ve akşam saatlerinde, yoğun duman genellikle alçak alanlarda yerleşir ve sıcaklığın tersine dönmesi nedeniyle hapsolur - alt atmosferdeki bir katman bir kapak görevi gördüğünde ve kanyonun dikey olarak karışmasını engellediğinde hava. Dik kanyon duvarları, dumanı kanyonun en derin kısımlarında yoğunlaştırarak ve ters çevirmenin gücünü artırarak yatay bir bariyer görevi görür. [1]

Meteorolojide, bir ters çevirmeolarak da bilinir sıcaklığı ters çevirme, normal değişimden sapmadır. atmosferik rakımlı mülk. Neredeyse her zaman ısının tersine çevrilmesini ifade eder Yanılma oranı. Normalde irtifa arttıkça hava sıcaklığı düşer. Ters çevirme sırasında, daha sıcak hava daha soğuk havanın üzerinde tutulur; rakımlı normal sıcaklık profili tersine çevrilir. [2]

Ters çevirme, hava kirliliğini hapseder, örneğin duman, yere yakın. Bir ters çevirme de bastırabilir konveksiyon "başlık" gibi davranarak. Bu kapak birkaç nedenden dolayı kırılırsa, mevcut herhangi bir nemin konveksiyonu şiddetli bir şekilde patlayabilir. gök gürültülü fırtınalar. Sıcaklığın tersine çevrilmesi herkesin bildiği gibi dondurucu yağmur soğuk iklimlerde.

Normal atmosferik koşullar

Genellikle, daha düşük atmosferde ( troposfer ) yüzeyine yakın hava Dünya üstündeki havadan daha sıcaktır, çünkü büyük ölçüde atmosfer aşağıdan ısıtılırken güneş radyasyonu Dünya'nın yüzeyini ısıtır, bu da daha sonra doğrudan üstündeki atmosfer katmanını ısıtır. termal (konvektif ısı transferi ).[3] Yükseklik arttıkça hava sıcaklığı da düşer, çünkü daha yüksek hava daha düşük basınçtadır ve daha düşük basınç, daha düşük sıcaklıkla sonuçlanır. ideal gaz kanunu ve adyabatik hata oranı.

Nedenleri

Yükseklik (y ekseni ) sıcaklık (x ekseni ) normal atmosferik koşullar altında (siyah çizgi). 6–8 kilometreden (4–5 mil) (A-B olarak belirtilen) katman kuru alçaldığında adyabatik olarak sonuç, zemine yakın 1–2 kilometrede (1–1 mil) (C-D) görülen ters çevirmedir.
Klagenfurter Becken (Avusturya ) Aralık 2015'te: Goritschnigkogel Dağı'nda belirgin bir tersi var kırağı marj.

Doğru koşullar verildiğinde, normal dikey sıcaklık gradyanı, Dünya yüzeyinin yakınında hava daha soğuk olacak şekilde ters çevrilir. Bu, örneğin daha sıcak, daha az yoğun bir hava kütlesi daha soğuk, daha yoğun bir hava kütlesi üzerinde hareket ettiğinde meydana gelebilir. Bu tür bir ters çevirme, sıcak cepheler ve ayrıca okyanus bölgelerinde yükselen boyunca olduğu gibi California sahili Birleşik Devletlerde. Soğutucu tabakada yeterli nem olması, sis tipik olarak ters çevirme başlığının altında bulunur. Dünya yüzeyinden gelen radyasyonun, genellikle geceleri veya kışın gökyüzünde çok düşük olduğu zamanlarda meydana gelen güneşten alınan radyasyon miktarını aştığı durumlarda da bir tersine dönme meydana gelir. Okyanus ısıyı çok daha uzun süre muhafaza ettiğinden, bu etki neredeyse kara bölgeleriyle sınırlıdır. Kış aylarında kutup bölgelerinde, karada neredeyse her zaman ters dönerler.

Bir soğutucu üzerinde hareket eden daha sıcak bir hava kütlesi, daha soğuk hava kütlesinde mevcut olabilecek herhangi bir konveksiyonu "kapatabilir". Bu bir ters çevirme. Bununla birlikte, bu kapak, aşırı konveksiyonun kapağın üstesinden gelmesiyle veya bir cephe veya dağ sırasının kaldırma etkisiyle kırılırsa, şişelenmiş konvektif enerjinin aniden salınması - bir balonun patlaması gibi - ciddi sonuçlara neden olabilir. gök gürültülü fırtınalar. Bu tür kapak ters çevirmeleri, tipik olarak, kasırgaların gelişmesinden önce gelir. Midwestern Amerika Birleşik Devletleri. Bu durumda, "soğutucu" katman aslında oldukça sıcaktır, ancak yine de daha yoğundur ve genellikle onu kapatan ters çevirme katmanının alt kısmından daha soğuktur.

Çökme ters çevirme

Havanın geniş bir alana yavaş yavaş batması ve bununla ısınması sonucu havada ters dönme gelişebilir. adyabatik sıkıştırma, genellikle subtropikal yüksek basınçlı alanlar.[4] Bir ahır deniz tabakası daha sonra okyanus üzerinde gelişebilir. Bununla birlikte, bu katman giderek daha sıcak sular üzerinde hareket ederken, deniz katmanındaki türbülans, ters çevirme katmanını kademeli olarak daha yüksek irtifalara kaldırabilir ve hatta en sonunda onu delip, gök gürültülü fırtınalar oluşturabilir ve doğru koşullar altında, tropikal siklonlar. Ters dönme altında biriken duman ve toz, güneşli günlerde kolayca görülebilen gökyüzünü hızlı bir şekilde kırmızımsı lekeler.

Sonuçlar

Bir Fata Morgana (veya serap ) bir geminin ters dönmesinden kaynaklanmaktadır (2008).
Kış dumanı Şangay, Çin, dikey hava yayılımı için net bir sınır tabakası ile (1993).
Bir sıcaklık değişimi Bratislava, Slovakya, üst tarafı görüntüleniyor Nový Most (2005).
Alçak, kısmen ormanlık dağlarda kışın görülen, karla kaplı bir vadi. En altta bir köy, neredeyse grimsi kahverengi bir hava tabakasıyla örtülmüş
Nowa Ruda, Polonya, 2017'de tersine çevrilerek oluşturulan duman

Sıcaklık değişimleri, etkilenen bölgede atmosferik konveksiyonun (normalde mevcut olan) meydana gelmesini durdurur ve yüksek konsantrasyonlarda atmosferik kirletici maddelere yol açabilir. Şehirler özellikle sıcaklık değişimlerinin etkilerinden muzdariptir çünkü hem daha fazla atmosferik kirletici üretirler hem de kırsal alanlara göre daha yüksek termal kütlelere sahiptirler, bu da daha yüksek kirletici konsantrasyonları ile daha sık tersine dönüşlerle sonuçlanır. Hava sirkülasyonuna ek bir engel oluşturdukları için şehir tepeler veya dağlarla çevrili olduğunda etkiler daha da belirgin hale gelir. Şiddetli bir ters çevirme sırasında, hapsolmuş hava kirleticileri kahverengimsi bir renk oluşturur. pus solunum problemlerine neden olabilir. 1952 Büyük Duman içinde Londra İngiltere, böyle bir tersine dönmenin en ciddi örneklerinden biridir. Tahminen 11.000 ila 12.000 ölümden sorumlu tutuldu.

Bazen ters çevirme katmanı yeterince yüksek bir irtifadadır ki Kümülüs bulutları yoğunlaşabilir, ancak yalnızca ters çevirme katmanının altına yayılabilir. Bu, zemine ulaşan güneş ışığı miktarını azaltır ve yeni termal şekillendirmekten. Bulutlar dağıldıkça, güneşli hava, günde bir defadan fazla meydana gelebilen bir döngüde bulutluluğun yerini alır.

Havanın sıcaklığı arttıkça, kırılma indisi Hava miktarı azalır, daha sıcak havanın bir yan etkisi daha az yoğun olur. Normalde bu, uzaktaki nesnelerin dikey olarak kısaltılmasına neden olur, bu da güneşin oval olarak görülebildiği günbatımında görülmesi kolay bir etki. Bir ters çevirmede, normal desen tersine çevrilir ve bunun yerine uzaktaki nesneler uzar veya ufkun üzerinde görünür, fenomen olarak bilinir Fata Morgana veya serap.

Tersine çevirmeler sözde büyütebilir "yeşil flaş "- güneşin doğuşunda veya batışında meydana gelen ve genellikle birkaç saniye boyunca görülebilen ve dağılma nedeniyle güneşin yeşil ışığının izole edildiği bir fenomen. Daha kısa dalga boyu en çok kırılır, bu nedenle bu, üst kenarından gelen ilk veya son ışıktır güneş diski görülecek.[kaynak belirtilmeli ]

Radyo dalgaları

Çok yüksek frekans Radyo dalgaları ters çevirmelerle kırılarak duymayı mümkün kılar FM radyo veya izle VHF düşük -uzun mesafelerden bantlı televizyon yayınları sisli geceler. sinyal, normalde olan kırılmış yukarı ve uzaya uzaya, bunun yerine sıcaklığı ters çevirme sınır tabakası tarafından dünyaya doğru kırılır. Bu fenomen denir troposferik kanal. Sonbahar ve İlkbahar boyunca kıyı çizgileri boyunca, yayılma kayıplarının azalması nedeniyle aynı anda birden fazla istasyonun bulunması nedeniyle, birçok FM radyo istasyonu, sinyal alımını bozan ciddi sinyal bozulmasıyla boğuşmaktadır.

Gibi daha yüksek frekanslarda mikrodalgalar, bu tür kırılma nedenleri çok yollu yayılma ve solma.

Ses

Bir ters çevirme tabakası mevcut olduğunda, zemin seviyesinde bir ses veya patlama meydana gelirse, ses dalgası kırılmış sıcaklık eğimi ile (ses hızını etkiler) ve yere doğru döner. Bu nedenle ses, normalden çok daha iyi yayılır. Bu, havalimanlarının etrafındaki, uçakların kalkış ve iniş seslerinin, günün diğer zamanlarına göre daha uzun mesafelerde duyulabildiği ve yıldırımla üretildiğinden çok daha yüksek olan ve daha ileriye giden ters çevirme gök gürültüsünün olduğu yerlerde fark edilir. normal koşullar altında grev.[5]

Şok dalgaları

şok dalgası Bir patlamadan gelen, bir hava patlamasıyla yerden zıplaması gibi bir ters çevirme tabakası tarafından yansıtılabilir ve sonuç olarak ek hasara neden olabilir. Bu fenomen iki kişiyi öldürdü Sovyet RDS-37 Nükleer test bir bina çöktüğünde.[6][7]

Ayrıca bakınız

Referanslar

  1. ^ Duman Dolu Kanyonlar, Arizona
  2. ^ Hizmet, NOAA'nın Ulusal Hava Durumu. "Sözlük - NOAA'nın Ulusal Hava Durumu Servisi". w1.weather.gov. Alındı 19 Ocak 2017.
  3. ^ Nagle, Garrett ve Paul Guinness. Cambridge International A ve AS Level Coğrafya. Hodder Education, 2011. 41. Baskı.
  4. ^ Wallace ve Hobbs (2006) Atmosfer Bilimi: Giriş Araştırması
  5. ^ Dean A. Pollet ve Micheal M. Kordich, Donanma Patlayıcı Mühimmat İmha Teknolojisi Bölümünde (Naveodtechdiv) kurulu olan Ses Yoğunluğu Tahmin Sistemi (SIPS) için kullanıcı kılavuzu. Systems Department Şubat 2000. dtic.mil
  6. ^ Johnston, Wm. Robert. "RDS-37 Nükleer Testi, 1955". Alındı 11 Nisan, 2014.
  7. ^ "RDS-37: Sovyet Hidrojen Bombası". Alındı 26 Aralık 2015.

Dış bağlantılar