Γράφει ο
Αθανάσιος Μπουρούνης

Θερμοκρασιακή αναστροφή λέγεται το φαινόμενο  κατά το οποίο η θερμοκρασία του αέρα αυξάνεται τοπικά με το ύψος αντί να μειώνεται. Η θερμοκρασιακή αναστροφή παίζει σημαντικό ρόλο στην ευστάθεια της ατμόσφαιρας καθώς και στη μεταφορά και διασπορά των ρύπων της ατμόσφαιρας.  

Από μετεωρολογικές παρατηρήσεις έγινε φανερό πως τα μολυσμένα αέρια, που προέρχονται από τις καύσεις στα εργοστάσια και τις κεντρικές θερμάνσεις των σπιτιών, παγιδεύονται σ’ ένα στρώμα αέρα πάνω από την πόλη και δημιουργούν την αιθαλομίχλη, όταν υπάρχει αναστροφή της θερμοκρασίας.

Είναι γνωστό ότι η θερμοκρασία στην ατμόσφαιρα μικραίνει καθώς αυξάνεται το ύψος από τη επιφάνεια του εδάφους.Η μεταβολή,που ονομάζεται βαθμίδα θερμοκρασίας, είναι περίπου 10C κάθε 150 μέτρα, έτσι ο μολυσμένος αέρας, που είναι θερμότερος, ανεβαίνει πρoς τα πάνω όπου βρίσκεται ο ψυχρός αέρας που έχει μεγαλύτερη πυκνότητα. Η άνοδος οφείλεται στην μικρότερη πυκνότητα του θερμού αέρα και στη δημιουργούμενη άνωση. Αυτός ο τρόπος κυκλοφορίας του αέρα αλλάζει, όταν η θερμοκρασία των υψηλών στρωμάτων τυχαίνει να είναι μεγαλύτερη από εκείνη των χαμηλότερων. Τότε λέμε πως έχουμε αναστροφή της θερμοκρασίας.

Το στρώμα του αέρα μέσα στο οποίο γίνεται αυτό το φαινόμενο ονομάζεται στρώμα αναστροφής. Το ύψος της βάσης αυτού του στρώματος ονομάζεται ύψος της αναστροφής, το πάχος του βάθους της αναστροφής και η ολική αύξηση της θερμοκρασίας, μέγεθος της αναστροφής.

Τα στρώματα αναστροφής από θερμοδυναμικής πλευράς είναι πολύ ευσταθή και εμποδίζουν τις ανοδικές κινήσεις στην ατμόσφαιρα.

Οι αναστροφές της θερμοκρασίας είναι συνηθισμένο φαινόμενο. Το πάχος του στρώματος αναστροφής ποικίλλει, από μερικά μέτρα μέχρι 2-3 χιλιόμετρα.Το μέγεθος της αναστροφής μπορεί να πάρει μεγάλες τιμές μέχρι 10 0C και παραπάνω.
Οι αναστροφές ανάλογα με το ύψος στο οποίο δημιουργούνται διακρίνονται σε αναστροφές επιφανείας, όταν το φαινόμενο αυτό αρχίζει αμέσως από την επιφάνεια της Γης και αναστροφές ελεύθερης ατμόσφαιρας , όταν αυτές εμφανίζονται πάνω από την επιφάνεια της Γης.

Oι φυσικές διεργασίες σχηματισμού των αναστροφών ύψους ή ελεύθερης ατμόσφαιρας, ταξινομούνται σε 4 τύπους:

α) τις αναστροφές τριβής. Σχηματίζονται τις πρώτες πρωϊνές ώρες ακριβώς πάνω από το στρώμα τριβής, όπου υπάρχουν έντονες αναταράξεις λόγω αναγλύφου.

β) τις δυναμικές. Εκδηλώνονται στις μετωπικές επιφάνειες όπου ο θερμός αέρας ανέρχεται πάνω από σφήνα ψυχρού αέρα.

γ) τις αντικυκλωνικές. Εκδηλώνονται στην ελεύθερη ατμόσφαιρα και σε στρώματα που ο άνεμος έχει μεγάλη ταχύτητα.

δ) τις μετωπικές αναστροφές. Κατά τις καθοδικές κινήσεις του αέρα στο κέντρο αντικυκλωνικών περιοχών, συμβαίνει στρώμα που κατέρχεται να γίνεται θερμότερο από το υποκείμενό του.

Εάν πάρουμε υπόψη τους σπουδαιότερους παράγοντες που προκαλούν το σχηματισμό αναστροφών, τότε οι αναστροφές επιφανείας μπορούν να ταξινομηθούν σε τέσσερες τύπους:

1) Τις αναστροφές ακτινοβολίας.

Είναι οι συνηθέστερες και οι σπουδαιότερες σε σχέση με τη ρύπανση. Σχηματίζονται δε όταν η Γη ψύχεται, λόγω της έντονης ακτινοβολίας της. Τα αέρια στρώματα που βρίσκονται κοντά στην επιφάνεια ψύχονται και αυτά, με αποτέλεσμα η θερμοκρασία αντί να ελαττώνεται, να αυξάνει με το ύψος.

Προφανώς τέτοιες αναστροφές αναπτύσσονται στις περιπτώσεις που η επιφάνεια της Γης αποβάλλει με ακτινοβολία μεγαλύτερα ποσά θερμότητας απ’ όσα παίρνει. Αυτό συμβαίνει κατά τη νύχτα, το χειμώνα δε μερικές φορές και την ημέρα. Συνθήκες που ευνοούν την εκδήλωση των αναστροφών αυτών είναι: ο ξάστερος ουρανός, οι ασθενείς άνεμοι και η μεγάλη πτώση της θερμοκρασίας από την ημέρα στη νύχτα.

Τούτο διότι η παρουσία σύννεφων, δημιουργεί το φαινόμενο του θερμοκηπίου, δηλαδή όπως στα θερμοκήπια το έδαφος δε ψύχεται, μια και η ακτινοβολούμενη απ΄αυτό θερμότητα ανακλάται από τα σύννεφα και επιστρέφει στη Γη, όπως συμβαίνει και με τη γυάλινη ή πλαστική στέγη του θερμοκηπίου.

Σ’αυτό το ψυχρό στρώμα παγιδεύονται εύκολα όλα τα καυσαέρια με αποτέλεσμα, αν δεν φυσήξουν ισχυροί άνεμοι, η κατάσταση να γίνει τραγική σε ελάχιστο χρόνο, ακόμα κι αν πάψουν οι πηγές ρύπανσης. Η κατάσταση γίνεται χειρότερη αν συνυπάρχει πυκνή ομίχλη, που βοηθάει στο σχηματισμό αιθαλομίχλης τύπου Λονδίνου, δηλαδή νέφους που δημιουργείται από πρωτογενείς ρύπους.

2) Τις  ορογραφικές αναστροφές.

Δημιουργούνται κατά την κάθοδο ψυχρών αερίων μαζών από υψηλότερα υψόμετρα στις λεκανοειδείς χαμηλότερες περιοχές. Ιδιαίτερη βαρύτητα στο σχηματισμό των θερμοκρασιακών αναστροφών σε μια περιοχή διαδραματίζει η τοπογραφία, όπως οι κοιλάδες και τα λεκανοπέδια. Χαρακτηριστικά παραδείγματα αποτελούν το λεκανοπέδιο των Αθηνών και του Λος Αντζελες.

3) Τις αναστροφές θερμού αέρα.

Δημιουργείται κατά την οριζόντια κίνηση θερμής μάζας αέρα  πάνω από μια ψυχρή περιοχή, οπότε τα παρεδάφια στρώματα της μάζας αυτής ψύχονται ισχυρότερα από τα υπερκείμενα.

4) Τις αναστροφές χιονοσκεπούς εδάφους.

Οι θερμοκρασιακές αναστροφές και ιδιαίτερα οι επιφανειακές, είναι άρρηκτα συνδεδεμένα με τη συγκέντρωση των αερίων ρύπων στην ατμόσφαιρα επιβαρύνοντας την ποιότητα του αέρα της συγκεκριμένης περιοχής, συμβάλλοντας αποφασιαστικά στη δημιουργία του φαινομένου του νέφους.

ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΗ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ
Μπουρούνης Α. (1983) Η ρύπανση του περιβάλλοντος. Λόγος και Πράξη 20, Δ : 75-93.

-Ο κ. Αθανάσιος Μπουρούνης  είναι Επίτιμος Δ/ντής Σχολικής Μονάδας Δ.Ε.