Inversion

Ibland förhindras luftens rörelser i vertikalled av ett fenomen som kallas inversion. Detta påverkar både luftkvalité, moln- och nederbördsbildning. En av de mest allvarliga följderna av en inversion, om den är långvarig över en större stad, är så kallad smog.

exempel på inversion
Temperaturens variation med höjden den 11 februari 1998 i Luleå. Strax över marken finns en inversion där temperaturen inte avtar med höjden utan istället stiger med nästan tio grader (röd pil). Höjden anges i hPa (lufttryck) där 700 hPa motsvarar ungefär 3 km, 400 drygt 7 km och 100 cirka 16 km.
Förstora Bild

Instabil och stabil temperaturskiktning

Normalt sett avtar temperaturen med ökande höjd över jordytan åtminstone upp till 6 km på höga breddgrader och uppemot 20 km i tropikerna. Men det förekommer ofta undantag från detta.

Om temperaturavtagandet med höjden är mer än 1 grad per 100 meter är luften instabilt skiktad så att ett luftpaket som har kommit i rörelse uppåt kommer att fortsätta uppåt. Förr eller senare blir luftpaketet så avkylt att rörelsen avstannnar. Instabilt skiktad luft underlättar alltså vertikala luftrörelser.

Om det omvända gäller, det vill säga att temperturavtagandet med höjden är avsevärt mindre än 1 grad per hundra meter eller att temperaturen ökar med höjden, då kommer luft på väg uppåt att bromsas och rörelsen stannar av. Denna skiktning av atmosfären kallas stabil skiktning och försvårar vertikala rörelser.

Inversion

Inversion, även kallat spärrskikt eller extremt stabil skiktning, är ett skikt i atmosfären där temperaturen ökar med höjden. Det vanligen förekommande temperaturavtagandet är omkastat (inversion) och luften kan därför inte blandas om i höjdled.

Spärrskikt bildas exempelvis inom högtrycksområden där tjocka luftskikt långsamt sjunker nedåt och värms upp. Detta bromsar luftens vertikala rörelser och inversioner kan bildas på några km höjd. Dessa kan vara upp till ett par kilometer tjocka.  

Fuktig luft från marknära skikt hindras av inversionen att röra sig uppåt och moln bildas därför ofta under inversionens bas, där de breder ut sig horisontellt.


Ett annat bildningssätt beror på att markytan strålar ut energi mer effektivt än atmosfären. Därför kan den marknära luften kylas snabbare än luften en bit högre upp om inte solen värmer. Därmed bildas en marknära inversion exempelvis under natten. Sommartid blir dessa inversioner ganska svaga och försvinner snabbt när solen har värmt någon timme.

På eftersommaren händer det att det bildas låg dimma på småtimmarna i samband med dessa inversioner.

Vintertid kan emellertid mer kraftiga marknära inversioner uppstå om det är molnfritt och inte blåser kraftigt. Solens värme under dagen är då oftast för svag för att lösa upp inversionen.

Under perioder med långvariga inversioner vintertid samlas ofta stora mängder föroreningar under inversionen. Detta är ett allvarligt hälsoproblem.

sondering 1998 feb 11 kl 12 UTC
Exempel på temperaturinversion i höjden 800-850 hPa (cirka 2 km) från sondering gjord från Funchal på Madeira 1998 februari 11 kl. 12 UTC.
Förstora Bild

I temperatursonderingen från Funchal syns en väldigt kraftig inversion vid de allra högsta höjderna, strax över 100 hPa. Det är gränsen mellan troposfären och stratosfären som i detta fall är väldigt tydlig. Läs mer om detta i artikeln om atmosfärens olika lager (länk i högerspalten).

Smog

En av de mest allvarliga följderna av inversioner är smog (smoke + fog). Det kan bli följden när en inversion blir långvarig över en större stad. 

Föroreningar från fordon, industrier och under vintern bostadsuppvärmning samlas då under inversionen. Ganska snart blir halterna så höga att smog bildas. Det vill säga olika gaser och partiklar bildar en ohälsosam dimma av luftföroreningar.

Ett av de mest omtalade fallen är den stora smogen i London i december 1952. Tusentals människor fick då sätta livet till. Andra stora städer som regelbundet drabbats av inversioner och smog är Mexico City, Los Angeles och numera Peking.