Meteorologia d'inversió de temperatura

La inversió de temperatura, també anomenada inversió tèrmica, una inversió del comportament normal de la temperatura a la troposfera (la regió de l’atmosfera més propera a la superfície de la Terra), en la qual una capa d’aire fresc a la superfície està sobreposada per una capa d’aire més càlid. (En condicions normals, la temperatura de l'aire sol disminuir amb l'alçada.)

Les inversions tenen un paper important en la determinació de les formes de núvol, la precipitació i la visibilitat. Una inversió actua com un tap sobre el moviment d'aire cap a dalt des de les capes inferiors. Com a resultat, la convecció produïda per l'escalfament de l'aire des de baix es limita a nivells inferiors a la inversió. La difusió de pols, fum i altres contaminants de l'aire també és limitada. A les regions on hi ha una inversió pronunciada de baix nivell, els núvols convectius no poden créixer prou altament per produir pluja i, alhora, es pot reduir molt la visibilitat per sota de la inversió, fins i tot en absència de núvols, per l’acumulació de pols i partícules de fum. Com que l’aire proper a la base d’una inversió tendeix a ser fresc, la boira hi és freqüentment present.

Les inversions també afecten les variacions diürnes de la temperatura de l’aire. L’escalfament principal de l’aire durant el dia es produeix pel contacte amb una superfície terrestre que s’ha escalfat per la radiació del Sol. La calor del terra es comunica a l’aire per conducció i convecció. Com que una inversió sol controlar el nivell superior al qual es transporta la calor per convecció, només s’escalfarà una capa d’aire superficial si la inversió és baixa i gran, i l’augment de la temperatura serà gran.

Hi ha quatre tipus d’inversions: terra, turbulència, subsidència i frontal.

Es produeix una inversió del sòl quan es refreda l’aire en contacte amb una superfície més freda fins que es torna més fresc que l’atmosfera subjacent; això es produeix sovint en nits clares, quan el sòl es refreda ràpidament per radiació. Si la temperatura de l’aire superficial baixa per sota del punt de rosada, pot produir-se boira. La topografia afecta molt la magnitud de les inversions del sòl. Si el terreny és rodós o muntanyós, l'aire fred format a les superfícies més altes del sòl acostuma a escórrer-se als forats, produint una inversió més gran i gruixuda sobre el sòl baix i poc o cap per sobre de les elevacions més altes.

Sovint es produeix una inversió de turbulència quan l'aire silenciós sobrepassa l'aire turbulent. Dins de la capa turbulenta, la barreja vertical porta la calor cap avall i refreda la part superior de la capa. L’aire no barrejat a sobre no es refreda i, eventualment, és més càlid que l’aire de sota; aleshores existeix una inversió.

Una inversió de subsidència es desenvolupa quan una capa d’aire generalitzada descendeix. La capa es comprimeix i s’escalfa per l’augment resultant de la pressió atmosfèrica i, com a resultat, es redueix la velocitat de lapsus. Si la massa d'aire s'enfonsa prou baix, l'aire a altituds més elevades es fa més càlid que a altituds més baixes, produint una inversió de temperatura. Les inversions de subsidència són freqüents sobre els continents del nord a l'hivern i sobre els oceans subtropicals; en general, aquestes regions tenen aire que es troba sota els grans centres d'alta pressió.

Una inversió frontal es produeix quan una massa d’aire fred subcontracta una massa d’aire càlid i l’eleva al marge; el front entre les dues masses d'aire té llavors aire calent per sobre i aire fred per sota. Aquest tipus d'inversió té un pendent considerable, mentre que altres inversions són gairebé horitzontals. A més, la humitat pot ser elevada i hi ha núvols immediatament a sobre.