Didattica fenomeni & parametri atmosferici

Che cos'è l'inversione termica?

Si sente spesso parlare, in ambito meteorologico, di inversione termica: questo articolo ha lo scopo di descrivere e spiegare la natura di tal fenomeno.

Quella di inversione termica è una condizione in cui, salendo di quota, la temperatura aumenta invece che diminuire: si parla di gradiente termico verticale positivo. Un simile stato dell'atmosfera si verifica in condizioni di cielo sereno e vento debole o assente.

Risulta piuttosto importante, in questo processo, l'irraggiamento, ossia la capacità di qualsiasi corpo di emettere energia sottoforma di radiazioni nell'infrarosso.

In una giornata serena la radiazione solare giunge quasi per intero fino al suolo, non trovando l'ostacolo costituito dalle nubi, ed una parte di essa viene assorbita, mentre un'altra respinta: il terreno, avente una capacità termica piuttosto bassa, si riscalda così più velocemente dell'aria che lo sovrasta, mentre riemette nell'atmosfera il calore ricevuto tramite irraggiamento. Di notte la situazione si inverte: il terreno si raffredda molto rapidamente, costringendo l'aria sovrastante, rimasta più calda, a cedergli calore, e dunque a raffreddarsi. Ecco allora che troviamo aria più fredda al livello del mare rispetto ad una quota più elevata.

In media le inversioni termiche possono avere uno spessore che va dai 200 agli 800 metri.

Bisogna ora fare qualche considerazione. In primo luogo, l'aumento di temperatura con la quota sopprime ogni moto di ascesa verticale dell'aria e delle particelle che ne fanno parte: infatti una particella d'aria, salendo di quota ed incontrando pressioni minori, si dilata e dunque si raffredda; ma se salendo verticalmente trova una temperatura ambiente più alta, allora, risultando più densa e pesante, tornerà alla sua posizione originaria. Questo è deleterio soprattutto in termini di inquinamento, in quanto le particelle inquinanti che si trovano nell'aria ristagnano anche per diversi giorni.

L'inversione termica può essere smantellata dalla radiazione solare diurna, oppure, in maniera ancora più efficace, dal vento, che determina un rimescolamento dell'aria. In particolare talvolta, specie d'inverno, si può formare uno strato d'inversione molto spesso, dell'ordine di 600-800 m, soprattutto nelle grandi pianure, tanto da non poter essere eliminato dall'irraggiamento solare: in una tale condizione si viene a formare uno strato che va dal suolo a, per esempio, 200 m, nel quale sono presenti condizioni atmosferiche "normali", con gradiente termico verticale negativo, e dunque non sono soppressi i moti verticali dell'aria; tuttavia l'aria che sale, una volta raggiunta la barriera dell'inversione, sarà costretta a cambiare rotta, discendendo fino alla posizione originaria: è questa una condizione ancora più deleteria per l'inquinamento, in quanto l'aria inquinata, oltre a ristagnare, circola in un sistema chiuso.

Infine, facciamo un'ultima osservazione. In presenza di condizioni di anticiclone, nella fattispecie di quello sub-tropicale, spesso si riscontra la formazione di nebbia durante la notte, destinata a diradarsi soltanto dopo qualche ora di sole. Essa si forma quando l'aria è già in partenza abbastanza umida; con l'arrivo della notte, e dell'inversione termica, raffreddandosi l'aria in pianura, già sufficientemente umida in partenza, raggiunge la sua temperatura di rugiada, ovvero quella temperatura alla quale il vapore acqueo contenuto in essa condensa, e dunque si forma la nebbia, che ristagnerà al suolo per via dell'inversione, che impedisce, come abbiamo visto, ogni moto ascendente verticale. E' da sottolineare che, quando si forma la nebbia, il calo termico si arresta, e anzi si registra un leggero aumento, che è provocato dal calore latente rilasciato dalla condensazione, un processo esotermico (cioè che rilascia calore).

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