Inversión térmica


Inversión térmica
El Humo subiendo en Lochcarron, Escocia es detenido por una capa superior de aire más caliente.

Una inversión térmica es una derivación del cambio normal de las propiedades de la atmósfera con el aumento de la altitud. Usualmente corresponde a un incremento de la temperatura con la altura, o bien a una capa de inversión donde ocurre el incremento.[1] En efecto, el aire no puede elevarse en una zona de inversión, puesto que es más frío y, por tanto, más denso en la zona inferior.

Una inversión térmica puede llevar a que la contaminación aérea, como el smog, quede atrapada cerca del suelo, con efectos nocivos para la salud. Una inversión también puede detener el fenómeno de convección, actuando como una capa aislante. Si por algún motivo esta capa se rompe, la convección de cualquier humedad presente puede ocasionar violentos temporales.[cita requerida] También este fenómeno puede llevar a una tormenta de hielo en climas fríos.

Contenido

Condiciones atmosféricas normales

Gráfico de Altura (eje y) versus Temperatura (eje x) bajo condiciones atmosféricas normales (línea negra). El segmento D-C ilustra una inversión.

Normalmente, en la tropósfera, la temperatura disminuye con la altura a razón de aproximadamente 6,5 °C/km, es decir, 1º C por cada 155 metros de altitud. Pero esta cifra sólo es válida en las zonas templadas, ya que en la zona intertropical, la disminución de la temperatura en un grado C ocurre al aumentar la altitud en unos 180 m. Esta diferencia se debe a dos razones principales:

  • Al mayor espesor de la atmósfera en la zona intertropical (y más exactamente, en la zona ecuatorial).
  • A la convergencia intertropical. Los vientos alisios del noreste y del sureste llevan una gran cantidad de calor y de humedad y se ven obligados a ascender por dicha convergencia, creando una zona alargada alrededor de la Tierra caracterizada por sus bajas presiones atmosféricas. A su vez, este aire cálido y húmedo que asciende lleva una cantidad muy grande de calor hacia arriba, haciendo disminuir así el gradiente térmico por razones de convección.

Cómo y por qué ocurre la inversión térmica

El fenómeno de inversión térmica se presenta cuando, en las noches despejadas, el suelo se enfría rápidamente por radiación. El suelo a su vez enfría el aire en contacto con él que se vuelve más frío y pesado que el que está en la capa inmediatamente superior. Al disminuir tanto, la convección térmica como la subsidencia atmosférica, disminuye la velocidad de mezclado vertical entre las dos capas de aire.

Esto ocurre especialmente en invierno, en situaciones anticiclónicas fuertes que impiden el ascenso del aire y concentran la poca humedad en los valles y cuencas, dando lugar a nieblas persistentes y heladas. Puede también generarse en un frente ocluido, cuando se da una oclusión de frente frío.

Este fenómeno meteorológico es frecuente en las mañanas frías sobre los valles de escasa circulación de aire en todos los ecosistemas terrestres. También se presenta en las cuencas cercanas a las laderas de las montañas en noches frías debido a que el aire frío de las laderas desplaza al aire caliente de la cuenca provocando el gradiente positivo de temperatura.

Generalmente, la inversión térmica se termina (rompe) cuando al calentarse el aire que está en contacto con el suelo se restablece la circulación normal en la troposfera. Esto puede ser cuestión de horas, pero en condiciones meteorológicas desfavorables la inversión puede persistir durante días.

Efectos adversos de la inversión térmica

Aunque los anticiclones suelen estar limpios de nubes cuando las capas de subinversión y la superficie están secas (sobre interiores continentales y desiertos, por ejemplo), las inversiones térmicas pueden atrapar nubes, humedad, contaminación y polen de capas próximas a la superficie, pues interrumpen la elevación del aire desde las capas bajas. Los estratocúmulos de bajo nivel pueden adquirir un carácter extenso y persistente y provocar una ‘oscuridad anticiclónica’, sobre todo si el aire viene del mar. Cuando la velocidad del aire es baja a consecuencia de la inversión, los gases de escape de los automóviles y otros contaminantes no se dispersan y alcanzan concentraciones elevadas, sobre todo en torno a centros urbanos como Atenas, Tokio, Houston, São Paulo, Nueva York, Milán, Bombay, Pekín, Singapur, Kuala Lumpur, Los Ángeles, Londres, Santiago de Chile, San Diego y la Ciudad de México.El fenómeno tambien ocurre en pequenas ciudades como Lochcarron( Escocia) y Coyhaique(Chile). Es el smog (mezcla de niebla y contaminación). La mala calidad del aire a que ello da lugar aumenta la tasa de asma y otras afecciones respiratorias e incluso eleva la mortalidad.

Lima es un claro ejemplo de los efectos de la inversión térmica. La poderosa corriente de Humboldt enfría la costa, y las capas superiores de la atmósfera más calientes, junto con los Andes circundantes, impiden que la nubosidad se disipe, creando una clima permanentemente nuboso, con niveles de insolación sorprendemente bajos dada su latitud intertropical, pero sin embargo sin apenas lluvias dado que la formación nubosa de tipo estratocúmulos no origina lluvias. Esta combinación genera un clima paradójico de permanente nubosidad, escasa insolación, altísima humedad relativa y casi nulas lluvias, que crea un desierto litoral, característico de la costa peruana, excepto en las partes más septentrionales, donde el debilitamiento de la Corriente de Humboldt, limita la inversión térmica, volviendo a permitir los procesos de convección.

Esta clase de inversiones que atrapan la contaminación pueden durar varios días en verano. La conciencia de la gravedad del problema, sobre todo en los veranos más calurosos, ha llevado a los organismos competentes a vigilar la calidad del aire y a advertir cuando es mala y alcanza unos niveles elevados.

Es un fenómeno muy significativo en la aeronáutica. Puede generar una cizalladura horizontal, especialmente peligrosa en las fases de despegue y aterrizaje de una aeronave, porque favorece o induce la entrada en pérdida.

Las condiciones de inversión térmica de larga duración con contaminantes de dióxido de azufre y partículas de hollín (el famoso smog) causaron la muerte de miles de personas en Londres, Inglaterra en 1952 y en el Valle del Ruhr, Alemania en 1962. Actualmente en Tokio, la Ciudad de México y en otras ciudades se toman medidas para disminuir el consumo de calefacción y el uso de vehículos si se producen esas condiciones.

Véase también

Referencias


Wikimedia foundation. 2010.

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  • térmica — ► sustantivo femenino 1 FÍSICA Parte de la física que trata de la producción, transmisión y utilización del calor. 2 ELECTRICIDAD Central eléctrica que transforma la energía térmica en electricidad. * * * (as used in expressions) conducción… …   Enciclopedia Universal

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