Ջերմաստիճանային ինվերսիա․ երբ մթնոլորտը «խելագարվում է»․ Լևոն Ազիզյան

ՇՄՆ Հիդրոօոդերևութաբանության և մոնիթորինգի կենտրոն ՊՈԱԿ-ի տնորեն Լևոն Ազիզյանը գրում է․

«Ջերմաստիճանային ինվերսիա․ երբ մթնոլորտը «խելագարվում է»

Անշուշտ նկատել եք, որ պարզ ու սառն օրերին ծխնելույզներից ելնող ծուխը ոչ թե բարձրանում է վեր, այլ տարածվում է գետնին մոտ։ Սակայն քչերն են մտածում, որ այդ պահին՝ թռչնի թռիչքի բարձրության վրա, օդը կարող է զգալիորեն ավելի տաք լինել, քան երկրի մակերևույթին։ Ջերմաստիճանային ինվերսիան մթնոլորտային մի պարադոքս է, որը քաղաքները փակում է սմոգի թակարդում և ստիպում օդին «վարել իրեն» սովորական տրամաբանությանը հակառակ։ Այս նյութում կփորձենք պարզաբանել, թե ինչպես են անտիցիկլոնները ստեղծում այս անտեսանելի ջերմային գմբեթը և ինչու անգամ լավագույն թվային մոդելները պարբերաբար սխալվում են նման պայմաններում մերձերկրյա օդի ջերմաստիճանը հաշվարկելիս։

Երբ մթնոլորտը «շուռ է գալիս գլխիվայր»

Մենք սովոր ենք մի պարզ ճշմարտության, որը յուրացնում ենք դեռ դպրոցում աշխարհագրության դասերին կամ լեռներ բարձրանալիս․ որքան բարձրանում ենք, այնքան օդը սառչում է։ Ստանդարտ մթնոլորտում ջերմաստիճանը միջինում նվազում է մոտ 0.6–1°C յուրաքանչյուր 100 մետր բարձրության վրա։ Սա տրամաբանական է թվում, քանի որ հեռանում ենք Արեգակի կողմից տաքացվող Երկրի մակերևույթից։ Սակայն մթնոլորտը դինամիկ ու քմահաճ միջավայր է, և երբեմն այս հիմնարար օրենքը խախտվում է ամենաանսպասելի ձևով։

Առաջանում է մի երևույթ, որը օդերևութաբանները անվանում են ջերմաստիճանային ինվերսիա։ Պատկերացրեք շերտավոր մի տորթ, որը սխալ են հավաքել․ բարձրության հետ սառչելու փոխարեն օդը սկսում է տաքանալ։ Սառը և խիտ օդի շերտը մնում է գետնին սեղմված, իսկ դրա վերևում՝ տաք վերմակի պես, տեղավորվում է ավելի թեթև և տաք օդի շերտը։ Այս «շրջված» կառուցվածքը ամբողջովին արգելափակում է մթնոլորտի ուղղահայաց խառնուրդը՝ ստեղծելով յուրահատուկ, երբեմն էլ վտանգավոր եղանակային պայմաններ։

Գիշերային սառեցման մեխանիզմը

Ինվերսիայի էությունը հասկանալու համար պետք է պատկերացնել, թե ինչպես է մեր մոլորակը վարվում ջերմության հետ։ Ցերեկը Երկրի մակերևույթը կլանում է արևային ճառագայթումը, իսկ գիշերը այն վերադարձնում է տիեզերք՝ ինֆրակարմիր ճառագայթման տեսքով։ Եթե երկինքը ամպամած է, ամպերը գործում են որպես վերմակ՝ ջերմության մի մասը հետ վերադարձնելով։ Բայց եթե գիշերը պարզ է և անհողմ, ջերմությունը հեռանում է շատ արագ։ Հողը, ասֆալտը կամ ձյունը կտրուկ սառչում են և սկսում սառեցնել իրենց հարակից օդի շերտը։

Օդը լավ ջերմամեկուսիչ է, ուստի սառչում է միայն ամենացածր շերտը՝ մի քանի մետրից մինչև մի քանի հարյուր մետր հաստությամբ։ Իսկ ավելի վեր գտնվող օդը չի շփվում սառը մակերևույթի հետ և պահպանում է իր ցերեկային ջերմությունը։ Այսպես է ձևավորվում դասական մերձերկրյա ճառագայթային ինվերսիան, երբ ձեր ոտքերի մոտ կարող է լինել -10°C, իսկ բարձրահարկ շենքի տանիքի մակարդակում՝ 0°C կամ նույնիսկ թույլ դրական ջերմաստիճան։