تعرف على الانقلاب الحراري

طبقات الانعكاس في درجة الحرارة ، والتي تسمى أيضًا الانقلابات الحرارية أو طبقات الانعكاس فقط ، هي مناطق طبيعية يتم عكس انخفاض في درجة حرارة الهواء مع ارتفاع متزايد والهواء فوق الأرض أكثر دفئا من الهواء تحتها. يمكن أن تحدث طبقات الانعكاس في أي مكان من المستوى القريب إلى مستوى الأرض وحتى آلاف الأقدام في الغلاف الجوي.

تعد طبقات الانعكاس مهمة بالنسبة للأرصاد الجوية لأنها تمنع التدفق الجوي الذي يتسبب في أن يصبح الهواء فوق منطقة تعاني من الانقلاب مستقرًا. يمكن أن ينتج عن ذلك أنواع مختلفة من أنماط الطقس.

والأهم من ذلك ، أن المناطق ذات التلوث الشديد عرضة للهواء غير الصحي وزيادة الضباب الدخاني عندما يكون هناك انعكاس لأنها تحبس الملوثات على مستوى الأرض بدلاً من تعميمها بعيدا.

عادة ، تنخفض درجة حرارة الهواء بمعدل 3.5 درجة فهرنهايت لكل 1000 قدم (أو ما يقرب من 6.4 درجة مئوية لكل كيلومتر) تصعد إلى الغلاف الجوي. عند وجود هذه الدورة العادية ، تُعتبر كتلة هوائية غير مستقرة ، ويتدفق الهواء باستمرار بين المناطق الدافئة والباردة. الهواء أكثر قدرة على المزج والانتشار حول الملوثات.

خلال حلقة انعكاس ، تزداد درجات الحرارة مع زيادة الارتفاع. تعمل طبقة الانعكاس الدافئة كغطاء وتوقف الاختلاط في الغلاف الجوي. هذا هو السبب في أن طبقات الانعكاس تسمى الكتل الهوائية المستقرة.

انحرافات درجة الحرارة هي نتيجة لظروف الطقس الأخرى في المنطقة. تحدث في أغلب الأحيان عندما تتحرك كتلة هوائية دافئة وأقل كثافة فوق كتلة من الهواء البارد الكثيف.

يمكن أن يحدث هذا ، على سبيل المثال ، عندما يفقد الهواء القريب من الأرض الحرارة بسرعة في ليلة صافية. تصبح الأرض مبردة بسرعة بينما يحتفظ الهواء الموجود فوقها بالحرارة التي كانت الأرض تحتفظ بها خلال اليوم.

تحدث الانقلابات في درجات الحرارة أيضًا في بعض المناطق الساحلية لأن ارتفاع منسوب المياه الباردة يمكن أن يقلل من درجة حرارة الهواء السطحي وتبقى كتلة الهواء البارد تحت درجات حرارة أعلى.

يمكن أن تلعب التضاريس أيضًا دورًا في إحداث انعكاس في درجة الحرارة نظرًا لأنه يمكن أن يتسبب في بعض الأحيان في تدفق الهواء البارد من قمم الجبال إلى الوديان. ثم يدفع هذا الهواء البارد أسفل الهواء الدافئ المتصاعد من الوادي ، مما يؤدي إلى انعكاس.

بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن تتشكل الانقلابات أيضًا في المناطق ذات الغطاء الثلجي الكبير لأن الثلج عند مستوى سطح الأرض بارد وأن اللون الأبيض يعكس جميع الحرارة القادمة تقريبًا. وبالتالي ، يكون الهواء فوق الثلج غالبًا أكثر دفئًا لأنه يحمل الطاقة المنعكسة.

تتمثل بعض أهم عواقب انقلاب درجة الحرارة في الظروف المناخية القاسية التي يمكن أن تخلقها في بعض الأحيان. مثال على ذلك هو تجميد المطر.

تتطور هذه الظاهرة مع انعكاس درجة الحرارة في منطقة باردة لأن الثلج يذوب أثناء تحركه عبر طبقة الانعكاس الدافئة. ثم يستمر هطول الأمطار في الانخفاض ويمر عبر الطبقة الباردة من الهواء بالقرب من الأرض.

عندما يتحرك خلال كتلة الهواء البارد النهائية هذه ، يصبح "مبردًا بدرجة كبيرة" (يتم تبريده دون التجمد بدونه تصبح صلبة.) قطرات فائق البرودة ثم تصبح جليد عندما تهبط على أشياء مثل السيارات والأشجار و النتيجة هي مطر مجمد أو عاصفة ثلجية.

المكثف عواصف رعدية وترتبط الأعاصير أيضًا بالانعكاسات بسبب الطاقة الشديدة التي يتم إصدارها بعد أن يؤدي الانعكاس إلى منع أنماط الحمل الحراري الطبيعية في المنطقة.

على الرغم من أن الأمطار المتجمدة والعواصف الرعدية والأعاصير المدارية هي أحداث مناخية مهمة ، فإن الضباب الدخاني هو أحد أهم الأشياء التي تتأثر بطبقة الانعكاس. هذا هو الضباب الرمادي والبني الذي يغطي العديد من أكبر مدن العالم ، وهو ناتج عن الغبار وعادم السيارات والتصنيع الصناعي.

الضباب الدخاني يتأثر بطبقة الانعكاس لأنه ، في جوهره ، متوج عندما تتحرك كتلة الهواء الدافئ فوق منطقة ما. يحدث هذا لأن طبقة الهواء الأكثر دفئًا تقع فوق مدينة وتمنع الاختلاط الطبيعي للهواء الأكثر برودة وأكثر كثافة.

وبدلاً من ذلك ، يصبح الهواء لا يزال ، ومع مرور الوقت ، يؤدي عدم الخلط إلى الوقوع في الملوثات تحت الانقلاب ، مما يؤدي إلى ظهور كميات كبيرة من الضباب الدخاني.

خلال الانقلابات الشديدة التي تستمر على مدى فترات طويلة ، الضباب الدخاني يمكن أن تغطي المناطق الحضرية بأكملها ويسبب مشاكل في الجهاز التنفسي للسكان.

في ديسمبر 1952 حدث هذا الانقلاب في لندن. بسبب الطقس البارد في ديسمبر ، بدأ سكان لندن بحرق المزيد من الفحم ، مما زاد من تلوث الهواء في المدينة. منذ انعكاسها على المدينة ، أصبحت هذه الملوثات محاصرة وزادت في لندن تلوث الهواء. وكانت النتيجة الضباب الدخاني العظيم لعام 1952 التي ألقي باللوم فيها على الآلاف من القتلى.

مثل مدينة لندن ، شهدت مدينة مكسيكو أيضًا مشاكل في الضباب الدخاني التي تفاقمت بسبب وجود طبقة انعكاس. هذه المدينة سيئة السمعة بسبب جودة الهواء الرديئة ، ولكن هذه الظروف تزداد سوءًا عندما تتحرك أنظمة الضغط العالي شبه الاستوائية فوق المدينة وتصيد الهواء في وادي المكسيك.

عندما تحبس أنظمة الضغط هذه هواء الوادي ، فإن الملوثات محاصرة أيضًا ويتطور الضباب الدخاني الشديد. منذ عام 2000 ، وضعت حكومة المكسيك خطة تهدف إلى الحد من الأوزون والجزيئات التي تطلق في الهواء فوق المدينة.

تعد مشاكل الضباب الدخاني الكبير في لندن والمكسيك المشابهة أمثلة على الضباب الدخاني المتأثر بوجود طبقة انقلاب. هذه مشكلة في جميع أنحاء العالم ، ومع ذلك ، فإن مدن مثل لوس أنجلوس ومومباي وسانتياغو وطهران تعاني كثيرًا من الضباب الدخاني الشديد عندما تتطور طبقة انقلاب فوقها.

وبسبب هذا ، فإن العديد من هذه المدن وغيرها تعمل على الحد من تلوث الهواء. لتحقيق أقصى استفادة من هذه التغييرات وتقليل الضباب الدخاني في حالة وجود انعكاس في درجة الحرارة ، من المهم أن نفهم أولاً جميع جوانب هذه الظاهرة ، مما يجعلها عنصرا هاما في دراسة الأرصاد الجوية ، وهو حقل فرعي كبير داخل جغرافية.