وارونگی دما  (Inversion) چیست؟

«وارونگی دما» یا همان لفظ غلط «وارونگی هوا» زمانی رخ می دهد که لایه ای از هوای گرم بالای هوای سرد مجاورت کره زمین قرار می گیرد. درچنین شرایطی پایداری هوا ایجاد می شود و به جای آنکه با افزایش ارتفاع کاهش دما داشته باشیم تا چند صد متر از سطح زمین با افزایش ارتفاع افزایش دما خواهیم داشت.

انواع وارونگی دما

وارونگی دما به طرق گوناگون ایجاد می شود که چهار نوع وارونگی دما عبارتند از:

♦ وارونگی دما تشعشعی

♦ وارونگی تربولانسی

♦ وارونگی فرونشینی

♦ وارونگی جبهه ای

وارونگی که این روزها بیشتر باعث آلودگی  مناطق کشور می شود وارونگی تشعشعی است.

♦  وارونگي تشعشعي

وارونگي تشعشعي ممکن است وارونگي سطح زمين را ايجاد کند

وارونگي تشعشعي ممکن است وارونگي سطح زمين را ايجاد کند. در هنگام شب سطح زمین در اثر تشعشع سرد مي شود و چنانچه فرايند سرد شدن براي مدت کافي ادامه يابد هواي نزديک سطح زمين سردتر از جو بالاي آن مي شود.

در چنین شرایطی  وارونگي دمایی در نزديکي زمين گسترش مي يابد و در نتيجه در هواي آرام يا هنگام وزش باد خيلي ضعيف و کاهش تشعشع از سطح زمین فرايند سرد شدن به طرف بالا تا ارتفاع نسبتا کمي گسترش مي يابد که نوعی وارونگي کم عمق ايجاد مي شود. با وجود اين گاه دماي سطح زمين نيز پايين آمده و وارونگي کم عمق سطح زمين کاملا مشخص مي شود که در اين حالت آنرا وارونگي قوی مي خوانند.

برای پیدایش وارونگی شرایطی لازم است که عبارتند از :

◊ هوای آرام و بدون باد، زیرا وزش باد و ایجاد تلاطم در هوا موجب مخلوط شدن دمای هوا در سطوح مختلف شده و مانع از شکل گیری پدیده وارونگی دمایی می گردد.

◊ هوای صاف و بدون ابر نیز در چنین هوایی شرایط بهتری را مهیا خواهد نمود، زیرا وجود پوشش ابری در آسمان سبب جذب پرتوهای مادون قرمز تابشی از سطح زمین و انعکاس مجدد آن به طرف سطح زمین شده و موجب گرم شدن مجدد هوا از پایین خواهد شد. در نتیجه در هوای ابری احتمال وارونگی دمایی کمتر است.

◊ طولانی بودن شب. در شب های طولانی زمین برای باز تابش انرژی جذب شده در طول روز فرصت کافی خواهد داشت و  زمان برای انتقال انرژی گرمایی به لایه های بالاتر مهیا خواهد بود، به همین دلیل هر چه شب طولانی تر باشد ضخامت لایه وارونگی بیشتر خواهد شد.

به توجه به شرایط ذکر شده مشخص می شود که شب های زمستان بویژه هنگامی که توده های هوای پایدار بر منطقه ای ساکن باشد شرایط ایجاد وارونگی های تابشی بیش از هر موقع دیگر مهیا خواهد بود. این نوع وارونگی با طلوع خورشید بتدریج از بین می رود.

با حاکم شدن وارونگی دمایی در سطح زمین بویژه در مناطق شهری بزرگ و صنعتی آلودگی های تولید شده توسط منابع آلاینده مانند خودرو ها، کارخانه ها، لوازم گرمازای منازل و... به دلیل سنگین بودن هوای سرد و عدم تمایل این هوا به صعود و انبساط وترکیب آن با هوای فوقانی در سطح زمین متراکم شده و سبب افزایش غلظت آلاینده ها در درون هوای استنشاقی انسان شده و عوارضی را به دنبال خواهد داشت. 

♦ وارونگی تربولانسی

تربولانس به مفهوم ایجاد آشفتگی و تلاطم های کوچک در هوا می باشد

تربولانس به مفهوم ایجاد آشفتگی و تلاطم های کوچک در هوا می باشد که به دو صورت حرارتی و مکانیکی ظاهر می شود که در وارونگی دمایی دو اثر کاملاً متضاد دارند. نوع اول در طول روز با طلوع خورشید روی می دهد و نتیجه آن از بین رفتن وارونگی دمایی است، و نوع دوم که در نتیجه وزش باد بر روی سطوح ناصاف مانند ناهمواری ها و ساختمانهای مرتفع شهری است پدید می آید.

این فرایند موجب چرخش های کوچک در درون هوای موجود در لابلای ساختمانها و یا بین ناهمواریهای کوچک شده و درنتیجه بخش زیرین هوا از سطوح فوقانی آن جدا گردیده و این لایه هوا که در نتیجه تابش دمای خود را در طول شب از دست نمی دهد با هوای بالایی مخلوط نشده و به صورت یک لایه سرد در زیر لایه های گرمتر فوقانی به صورت یک لایه وارونه ظاهر می گردد. این پدیده در شهرهای بزرگ به ساختمانهای بلند و یا سطوح طبیعی یا شهرهای واقع در لابلای تپه ها دیده می شود. تربولانس سبب تقویت وارونگی تشعشعی می گردد.

♦ وارونگی فرونشینی (Subsidence)

وارونگی فرونشینی با پدیده همرفت در سطوح فوقانی و واگرایی در سطوح زیرین هوا همراه است

این نوع وارونگی با پدیده همرفت (convection) در سطوح فوقانی و واگرایی (divergence) در سطوح زیرین هوا همراه است. این نوع وارونگی در دو حالت پدید می آید؛

- از آن جایی که جریان هوا در نزدیکی سطح زمین به اطراف حرکت می کند هوایی که از بالا به سمت پایین فرو می نشیند جای آنرا می گیرد. هوای نزول کننده همچنان که به سطح زمین نزدیک می شود در نتیجه فشرده شدن گرم می شود.

با وجود گرم شدن این هوا، چنانچه دمای هوا در قله هوای درحال فرونشینی گرمتر از کف آن باشد با پدیده وارونگی دمایی مواجه خواهیم شد. این نوع وارونگی در مناطقی که هوای پرفشار بر آنها استقرار یافته تشکیل می شود. 

- در طول شب هوای مجاور قلل کوهستانی در نتیجه تابش مادون قرمز حرارت به سرعت سرد شده و در نتیجه سنگینی به آرامی و صورت یک لایه نازک از مجاورت سطح دامنه کوه به طرف کف دره ها و دشت های مجاور خزیده و در چاله ها روی هم انباشته می شود و در نتیجه این عمل هوای گرم مجاور سطح زمین به لایه های بالاتر رانده می شود که زاییده این عمل نیز وارونگی دمایی است.

♦ وارونگی جبهه ای

در جبهه ی گرم یک توده هوای گرم در مواجه با توده هوای سرد مجبور به صعود می شود

در جبهه ی گرم هنگامی که یک توده هوای گرم در مواجه با توده هوای سرد مجبور به صعود از روی هوای سرد می شود در امتداد قائم هوای زیر سردتر از هوای سطوح فوقانی خواهد بود و نوعی وارونگی را بوجود خواهد آورد که به وارونگی جبهه ای موسوم می باشد. ارتفاع لایه وارونگی توسط شیب جبهه هوا و دوام آن نیز توسط سرعت حرکت توده هوا کنترل می شود. به هر صورت با عبور جبهه ی گرم وارونگی نیز از بین خواهد رفت.

عوامل ایجاد آلودگی هوا:

وجود هوای سرد و خشک که باعث جذب تشعشع جزئی حرارت زمین می گردد

•  وجود هوای سرد و خشک که باعث جذب تشعشع جزئی حرارت زمین می گردد.

•  آسمان صاف و بدون ابر که عمل تشعشع را سرعت می بخشد.

•  هوای آرام و بدون باد که باعث عدم تداخل هوای سرد و گرم شود.

عواقب وارونگی دما

از جمله عوارض وارونگی دما می توان به: 

¤ تیرگی هوا 

¤ تراکم ذرات معلق و مه

¤ شکست در زاویه انتشار امواج الکترومغناطیس

¤ باقی ماندن بیشتر امواج صوتی در جو نام برد.

زمان وارونگی دما چه می توان کرد؟

زمان وقوع وارونگی دما باید تردد با خودرو را به حداقل ممکن رساند

در مواقعی که وارونگی دما و به تبع آن تشدید آلودگی ها به اوج خود می رسد و امکان تهویه افقی وجود ندارد، جز آنکه سعی کنیم شرایط آلودگی را تشدید نکنیم، کاری زیادی از افراد بر نمی آید و این تغییر و تحولات جوی است که بساط این وضعیت را برمی چیند.

کارشناسان شهری، بهداشتی راهکارهایی که برای این روزها ارائه می کنند عبارت است از: 

1. باید تردد با خودرو را به حداقل ممکن رساند. 

2. از تردد خودروها با آلایندگی بالا جلوگیری کرد. 

3. کودکان و سالمندان و کسانی که دچار مشکلات قلبی و عروقی هستند درحد امکان از منزل بیرون نروند. 

4. استفاده از گلدان های متعدد در خانه برای ایجاد یک سیستم تهویه طبیعی و حفظ اکسیژن مورد نیاز. 

5. نوشیدن مایعات زیاد و شیر. 

6. ورزش نکردن. 

7. استفاده از سبزیجات و میوه های فراوان. 

8. استفاده نکردن از غذاهای سنگین، پرحجم و چرب 

9. مصرف ماهی، تخم مرغ و روغن زیتون.

گردآوری: بخش علمی بیتوته

منابع: danakhabar.com

yakamozani.blogfa.com