Слои инверсии (изотермии), их роль в формировании услов ий погоды и влияние на полеты

Большое значение для развития атмосферных процессов имеют слои инверсии и изот ермии. В тропосфере эти слои могут наблюдаться у земной поверхности и на различных высотах во все сезоны года. Мощным слоем инверсии, как правило, является тропопауза.

В зависимости от причин об разования инверсии бывают: радиационные, адвективные,

сжатия или оседания и фронтальные.

Радиационные инверсии (рис. 2.2) образуют ся вследст вие радиационного выхолаживания подстилающей поверх ности и охлаждения от нее приземного слоя воздух а в ясную, тихую погоду в теплое время года ночью и на протяжении суток – в х олодное время года.

Рис. 2.2. Радиационная инверсия

Инверсия начинается от земной поверхности. Ее т олщина колеблется от нескольких десят ков метров лет ом до нескольких сот ен мет ров зимой. Летом после восхода Солнца из-за прогрева подстилающей поверхности радиационные инверсии быстро разрушают ся, а зимой могут сохранят ься в течение нескольких суток и даже недель.

Адвективные инверсии (рис. 2.3) образуются при перемещении теплого возд уха по холодной подстилающей поверхности.

Рис. 2.3. Адвективная инверсия

Нижние слои воздух а охлаждаются за счет соприкосновения с холодной подстилающей поверхностью. За счет т урбулентного перемешивания и ад иабатического понижения т емпературы в под нимающемся воздухе эт о ох лаждение передается в более высокие слои. Поэт ому в слое трения температ ура с вы сотой понижается. Выше слоя трения, где т урбулентность резко убывает, наблюдает ся рост температуры с высотой, т.е. образует ся слой инверсии. Адвективные инверсии образуются на высоте 1,0…1, 5 км, их вертикальная мощность достигает нескольких десят ков мет ров. Как правило, они образуют ся в холодное время года.

Инверсии сжатия или оседания (рис. 2.4) образуются над областями высокого давления в результат е расходимости потоков воздуха у земной поверхност и от центра высокого давления в ст ороны. При э том выш ележащие слои осед ают вниз и адиаб атически нагревают ся за счет сжат ия.

Рис. 2.4. Инв ерсии сжатия или оседания

Оседающий нагретый воздух не распрост раняется до самой земной поверхности (э тому меш ает замедленное движение приземных слоев возд уха вследствие т рения их о земную поверхность), а растекается на некот орой высот е, образуя слой с повышенной температурой, т .е. слой инверсии. Инверсии сжат ия имеют большую горизонтальную протяженность. Чаще всего они образуются на высоте 1,0…3,0 км и их вертикальная мощность составляет несколько сотен метров. В слое такой инверсии наб люд ается небольшая от носительная влажность (20…30%). Перепад температур у земли и на верх ней границе слоя инверсии может д остигать нескольких десят ков град усов.

Ф ронтальные инверсии (рис. 2.5) образуются на фронтальных разделах, являющихся переходными слоями между х олодными и теплыми массами воздуха. На э тих разделах х олодный воздух всегда располагает ся внизу в виде острого клина, а т еплый возд ух

– выше холодного. Переходный слой между теплым и х олодным воздухом называется фронтальной зоной или поверхностью и предст авляет собой слой инверсии толщ иной в несколько сотен метров.

В слое фронтальной инверсии наблюд ается высокая от носительная влажность (б лизкая к 100 %). Высота нижней границы инверсии над д анным пункт ом зависит от расстояния между этим пунктом и линией фронт а на земной поверхност и.

Р ис. 2.5. Фронтальная инверсия

Слои инверсии и изотермии являются задерживающими слоями и с ними связаны условия погоды, затрудняющ ие полеты:

- под слоями инверсии задерживают ся восх одящие движения воздуха, в результате чего происх одит скопление водяных паров и различных твердых частиц, ухудшающ их вид имость; образуются т уманы и волнистооб разные об лака;

- со слоями инверсии связаны резкие изменения направления и скорости вет ра над и под ними, чт о может привести к возникновению опасных сдвигов ветра в приземных слоях;

- на слоях инверсии иногда образуют ся волны, способствующие возникновению очагов т урбулентности, вызывающих болтанку воздушных судов.

ВЛАЖНОСТЬ ВОЗ ДУХА