En meteorología , una inversión (o "inversión de temperatura") es una capa de aire más cálido mantenida sobre aire más frío. Normalmente, la temperatura del aire disminuye gradualmente a medida que aumenta la altitud, pero en una inversión esta relación se invierte. [2]
Una inversión atrapa la contaminación del aire , como el smog , cerca del suelo. Una inversión también puede suprimir la convección actuando como una "tapa". Si esta capa se rompe por cualquiera de varias razones, la convección de cualquier humedad presente puede estallar en violentas tormentas . La inversión de temperatura puede provocar lluvias heladas en climas fríos.
Por lo general, dentro de la atmósfera inferior (la troposfera ), el aire cerca de la superficie de la Tierra es más cálido que el aire que está encima de ella, en gran parte porque la atmósfera se calienta desde abajo a medida que la radiación solar calienta la superficie de la Tierra, que a su vez calienta la capa de la atmósfera directamente encima de ella, por ejemplo, mediante térmicas ( transferencia de calor por convección ). [3] La temperatura del aire también disminuye con el aumento de la altitud porque el aire a mayor altura tiene una presión más baja, y una presión más baja da como resultado una temperatura más baja, siguiendo la ley de los gases ideales y la tasa de caída adiabática .
En las condiciones adecuadas, el gradiente vertical normal de temperatura se invierte de modo que el aire es más frío cerca de la superficie de la Tierra. Esto puede ocurrir cuando, por ejemplo, una masa de aire más cálida y menos densa se mueve sobre una masa de aire más fría y densa. Este tipo de inversión se produce en las proximidades de frentes cálidos , y también en zonas de afloramiento oceánico como a lo largo de la costa de California en Estados Unidos. Con suficiente humedad en la capa más fría, normalmente hay niebla debajo del límite de inversión. También se produce una inversión cuando la radiación de la superficie terrestre excede la cantidad de radiación recibida del sol, lo que comúnmente ocurre durante la noche, o durante el invierno cuando el sol está muy bajo en el cielo. Este efecto se limita prácticamente a las regiones terrestres, ya que el océano retiene el calor por mucho más tiempo. En las regiones polares, durante el invierno, las inversiones casi siempre están presentes sobre la tierra.
Una masa de aire más cálida que se mueve sobre una más fría puede "cerrar" cualquier convección que pueda estar presente en la masa de aire más fría: esto se conoce como inversión de limitación . Sin embargo, si esta capa se rompe, ya sea por una convección extrema que la supera o por el efecto de elevación de un frente o una cadena montañosa, la liberación repentina de energía convectiva reprimida, como el estallido de un globo, puede provocar tormentas severas. . Estas inversiones de tope suelen preceder al desarrollo de tornados en el Medio Oeste de los Estados Unidos . En este caso, la capa "más fría" es bastante cálida pero aún es más densa y generalmente más fría que la parte inferior de la capa de inversión que la cubre. [4]
Se puede desarrollar una inversión en altura como resultado del aire que se hunde gradualmente sobre un área amplia y se calienta por compresión adiabática , generalmente asociada con áreas subtropicales de alta presión . [5] Como resultado, podría desarrollarse una capa marina estable sobre el océano. Sin embargo, a medida que esta capa se mueve sobre aguas cada vez más cálidas, la turbulencia dentro de la capa marina puede elevar gradualmente la capa de inversión a mayores altitudes y, finalmente, incluso perforarla, produciendo tormentas eléctricas y, en las circunstancias adecuadas, ciclones tropicales . El smog y el polvo acumulados bajo la inversión tiñen rápidamente el cielo de un color rojizo, fácilmente visible en los días soleados.
Las inversiones de temperatura impiden que se produzca la convección atmosférica (que normalmente está presente) en el área afectada y pueden provocar altas concentraciones de contaminantes atmosféricos. Las ciudades sufren especialmente los efectos de las inversiones de temperatura porque producen más contaminantes atmosféricos y tienen masas térmicas más altas que las áreas rurales, lo que resulta en inversiones más frecuentes con mayores concentraciones de contaminantes. Los efectos son aún más pronunciados cuando una ciudad está rodeada de colinas o montañas, ya que forman una barrera adicional a la circulación del aire. Durante una inversión severa, los contaminantes del aire atrapados forman una neblina pardusca que puede causar problemas respiratorios. El Gran Smog de 1952 en Londres , Inglaterra, es uno de los ejemplos más graves de tal inversión. Se le atribuyó entre 10.000 y 12.000 muertes. [6]
A veces, la capa de inversión está a una altitud lo suficientemente alta como para que los cúmulos puedan condensarse pero solo puedan extenderse debajo de la capa de inversión. Esto disminuye la cantidad de luz solar que llega al suelo y evita que se formen nuevas térmicas . A medida que las nubes se dispersan, el clima soleado reemplaza a la nubosidad en un ciclo que puede ocurrir más de una vez al día.
A medida que aumenta la temperatura del aire, el índice de refracción del aire disminuye, un efecto secundario de que el aire más caliente sea menos denso. Normalmente, esto da como resultado que los objetos distantes se acorten verticalmente, un efecto que es fácil de ver al atardecer cuando el sol es visible como un óvalo. En una inversión, el patrón normal se invierte y los objetos distantes se estiran o parecen estar por encima del horizonte, lo que lleva al fenómeno conocido como Fata Morgana o espejismo .
Las inversiones pueden magnificar el llamado " destello verde ", un fenómeno que ocurre al amanecer o al atardecer, generalmente visible durante unos segundos, en el que la luz verde del sol queda aislada debido a la dispersión. [7] La longitud de onda más corta es la que más se refracta, con el componente azul de la luz solar "completamente dispersado por la dispersión de Rayleigh ", lo que hace que el verde sea la primera o la última luz que se ve del borde superior del disco solar. [8]
Las ondas de radio de muy alta frecuencia pueden refractarse mediante inversiones, lo que permite escuchar la radio FM o ver transmisiones de televisión de banda baja VHF desde largas distancias en noches de niebla . La señal , que normalmente se refractaría hacia arriba y hacia el espacio, es refractada hacia la Tierra por la capa límite de inversión de temperatura. Este fenómeno se llama conductos troposféricos . A lo largo de las costas durante el otoño y la primavera, debido a la presencia simultánea de varias estaciones debido a la reducción de las pérdidas de propagación, muchas estaciones de radio FM se ven afectadas por una grave degradación de la señal que interrumpe la recepción. En frecuencias más altas, como las microondas , dicha refracción provoca propagación por trayectos múltiples y desvanecimiento .
Cuando hay una capa de inversión, si se produce un sonido o una explosión a nivel del suelo, la onda sonora es refractada por el gradiente de temperatura (que afecta la velocidad del sonido) y regresa al suelo. El sonido, por tanto, viaja mucho mejor de lo normal. Esto se nota en las zonas cercanas a los aeropuertos, donde el sonido de los aviones despegando y aterrizando a menudo se puede escuchar a mayores distancias al amanecer que en otros momentos del día, y el trueno invertido, que es significativamente más fuerte y viaja más lejos que cuando es producido por un rayo. huelgas en condiciones normales. [9]
La onda de choque de una explosión puede reflejarse en una capa de inversión de la misma manera que rebota en el suelo en una explosión de aire y, como resultado, puede causar daños adicionales. Este fenómeno mató a dos personas en la prueba nuclear soviética RDS-37 cuando se derrumbó un edificio. [10] [11]
La definición del diccionario de inversión de temperatura en Wikcionario
