コンテンツ
大気中の温度反転の影響は、穏やかなものから極端なものまであります。反転条件は、霧や凍りつくような雨のような興味深い天候パターンを引き起こしたり、致命的なスモッグ濃度をもたらす可能性があります。
大気の最大温度反転層は、地球の対流圏を安定させます。
温度反転とは何ですか？
通常、高度が上がると大気温度は下がります。太陽からのエネルギーは地球表面を加熱し、その熱は地球と接触して大気に移動します。熱エネルギーは気柱内を上方に移動しますが、高度が高くなり大気が薄くなると広がります。
気象を研究する科学者である気象学者は、逆転を「気温が高度とともに上昇する大気の層」と定義しています。これは、表面にあるか、表面より上にあるかに関係なく当てはまります。
反転の定義は、反転層のベースが表面にある場合、反転は表面ベースの温度反転と呼ばれることも説明しています。反転層のベースが表面より上にある場合、反転層は高温反転と呼ばれます。
対流セル循環
晴れた穏やかな朝になると、太陽のエネルギーが徐々に表面を加熱します。温められた表面は、直接接触した空気を加熱します。暖かく密度の低い空気が上昇し、密度の低い冷たい空気がその場所に沈みます。冷たい空気が温まり、上昇し、冷たい空気が地面に沈み、順番に加熱されます。太陽が昇ると、対流セルと呼ばれる周期的な上昇と下降の空気パターンが発生します。
地温が風をかきまぜて空気をかきまぜると、冷たい空気が表面にとどまります。
雲がなければ、表面の暖かさはより速く逃げます。夜が長ければ長いほど、表面は寒くなります。表面温度が露点（飽和に達するために空気を冷却する必要がある温度）を下回ると、地霧が形成される場合があります。
地表の空気が冷え、上の空気が温かいままになると、地表ベースの温度反転が形成されます。温度差が大きいほど、反転が強くなります。冬は夜が長いため、より強い表面反転が形成されます。気象条件が同じ場合、太陽が昇ると表面ベースの温度反転が壊れ、再び表面が暖まります。
高圧システムと反転気象
ただし、高圧システムが移動すると、反転が数日間（および夜間）そのままになる場合があります。冷たい空気の層が厚くなると、反転は上昇した反転層になります。反転の下に閉じ込められた空気には、水分、煙、気団に放出された汚染物質が含まれます。反転層の下の空気の質は、汚染物質が蓄積するにつれて低下します。
煙と化学物質が水蒸気と混ざると、スモッグが形成されます。スモッグによるhは太陽のエネルギーを減らし、地面はそれほどエネルギーを獲得しません。表面と表面と反転層の間の気団は冷たいままで、さらに冷たくなることがあります。
暖炉や化石燃料燃焼発電所など、人々がより多くの熱を使用し、閉じ込められた冷気塊に多くの煙と化学物質を放出し、太陽のエネルギーを減らすスモッグヘイズを増加させると、悪循環が発生する可能性があります。 1948年にペンシルベニア州ドノラ（米国）で、1952年にイギリスのロンドンで重度のスモッグイベントが発生したのは、温度反転層の上昇によるものです。
逆転層と凍結雨
高温の反転層が凍結温度より高く、その下の冷気温度が凍結温度以下の場合、凍結雨が発生します。
雨は、反転層の比較的暖かい気団を通して液体として落下します。液体雨が反転層の下のより冷たい気団に入ると、雨滴が凍結して凍結雨を形成します。
地形と反転層
地形は、反転層の開発と保持に重要な役割を果たします。谷や海岸線などの低い地域の高地のシンクとプールからの冷気。
冷たい空気は表面を冷やし、表面を暖かい空気から分離します。周囲の尾根と丘は、気団を混合し、反転パターンを混乱させる可能性のある風から谷を保護します。
地球最大の気温逆転
気象パターンは、大気の最下層である対流圏で発生します。対流圏の上には成層圏があります。成層圏では、太陽のエネルギーは大気と反応して地球規模のオゾン層を形成します。
このオゾン層は、太陽のエネルギーの一部を吸収し、対流圏上に全球的に上昇した反転層をもたらします。この反転層は、対流圏で地球の表面の暖かさを保持するのに役立ちます。