وارونگی هوا (دما) چه تاثیری بر آلودگی شهرها دارد؟

فرایند وارونگی هوا می‌تواند باعث ایجاد آلودگی در شهرها شود. اما وارونگی دما چه ارتباطی می‌تواند با آلودگی داشته باشد و چگونه آن را باعث می‌شود؟

برای رسیدن به پاسخ این سوال و سایر سوالات مربوط به وارونگی هوا و اینورژن در ادامه با تکراتو همراه باشید. از جمله موضوعاتی که در اینجا مورد بحث قرار خواهند گرفت شامل موارد زیر است:

  • وارونگی دما چیست ؟
  • وارونگی هوا چگونه ایجاد می‌شود؟
  • تاثیر وارونگی دما بر آلودگی هوا
  • انواع وارونگی هوا
  • اقدامات لازم در زمان وقوع اینورژن

منظور از وارونگی هوا چیست؟

در حالت عادی هوای گرم همیشه به سمت بالا حرکت می‌کند و هوای سرد به دلیل سنگینی به سمت پایین. با شروع روز و آغاز فعالیت‌های انسانی و مصرف سوخت، دمای هوای سطح زمین افزایش یافته و این هوای گرم هنگام صعود و حرکت به سمت بالا یا هنگام جا به جایی به وسیله باد با لایه‌ای هم دما از هوا که توسط تابش خورشید در طبقات فوقانی جو تشکیل شده برخورد کرده و مانع صعود و تبادل هوا می‌گردد.

در نتیجه یک سطح پوششی بالای شهر ایجاد می‌شود که با گذشت زمان و افزایش فعالیت‌های انسانی و به دلیل حبس هوا در زیر این لایه مواد آلاینده تولیدشده در سطح زمین باقی مانده و بالا نمی‌روند. در این حالت گفته می‌شود که وارونگی دما رخ داده است.

وارونگی هوا
هوای عادی
وارونگی هوا
پدیده وارونگی دما

به عبارت دیگر، هنگامی که هوای سطح زمین سردتر از هوای بالا باشد چون هوای سرد سنگین‌تر است، عمل مخلوط شدن هوا صورت نمی‌گیرد و در این حالت گفته می‌شود که عمل وارونگی دما یا اینورژن اتفاق افتاده است. وارونگی هوا یا اینورژن (Inversion) پدیده‌ای است که آلودگی هوا را به دنبال دارد.

زمانی که وارونگی دما رخ می‌دهد، هوای گرم مانند یک لایه ضخیم بالای شهر را می‌گیرد و چون در این حالت هوای سرد و آلوده نمی‌تواند بالا رود و از هوای گرم عبور کند، آلودگی افزایش می‌یابد و خطرناک می‌شود.

این پدیده در شهری چون تهران زیاد اتفاق می‌افتد زیرا رشته کوه‌هایی از سه طرف آن را احاطه کرده‌اند. تهران در نیمی از روز‌های سال با پدیده وارونگی دما روبه‌روست. همچنین عدم وجود زیرساخت‌های مناسب حمل و نقل عمومی، عدم تخصیص بودجه کافی برای موضوع محیط زیست و آلودگی، استفاده از خودروهای شخصی تک سرنشین و عدم استفاده از وسایل حمل و نقل عمومی و … نیز می‌تواند به این مشکل دامن بزند.

چه عواملی باعث ایجاد وارونگی دما می‌شود؟

وارونگی هوا چگونه ایجاد می‌شود؟ گفته شد که فقط انسان در ایجاد این پدیده نقش ندارد بلکه شرایط جوی زمین نیز در بروز چنین حالتی تاثیر گذار است. عواملی که در ادامه عنوان می‌شوند، در ایجاد وارونگی هوا نقش دارند:

  • جذب تشعشع جزئی حرارت زمین به دلیل وجود هوای سرد و خشک
  • افزایش سرعت تشعشع به دلیل صاف و بدون ابر بودن آسمان
  • عدم تداخل هوای سرد و گرم به دلیل آرام و بدون باد بودن هوا
  • سمت و سرعت باد
  • وجود رشته کوه‌ها و جهت آنها نسبت به باد غالب
  • وجود شارش‌های ناپایدار جوی و میزان بارندگی مربوط به آن
  • حرکت قایم لایه‌های جو (ادوکشن و کنوکشن)

وارونگی دما چگونه می‌تواند باعث آلودگی هوا شود؟

پایداری جوی ناشی از وارونگی دما یکی از مهمترین علل افزایش پتانسیل آلودگی هوا بخصوص در کلان شهرها است. به طور طبیعی در لایه تحتانی جو(تروپوسفر) با افزایش ارتفاع، هوای سطح زمین که در مجاورت زیست کره واقع شده گرم‌تر از سطوح بالاتر می‌شود. در این حالت نوسانات عمودی جو به راحتی مهیا شده و هوای سطح زمین با هوای پاک و پاکیزه سطوح بالایی جابجا و تهویه طبیعی انجام می‌گیرد.

اما اگر شرایط به گونه‌ای باشد که با افزایش ارتفاع، دما نیز افزایش یابد، یعنی هوای مجاور سطح زمین سردتر از سطوح بالایی باشد، در این حالت جابجایی عمودی جو متوقف شده و هوای سطح زمین به حالت پایدار مسکوت می‌گردد، به چنین حالتی وارونگی دمایی یا اینورژن گفته می‌شود.

تاثیر وارونگی دما بر آلودگی هوا

با توجه به اینکه منابع آلاینده هوا به طور دائم آلاینده‌های خود را در داخل لایه سطحی تزریق می‌کنند، غلظت آلاینده‌ها در این شرایط به شدت افزایش خواهد یافت. آلودگی هوا زمانی به شدیدترین حد خود می‌رسد که پدیده وارونگی، با ارتفاع کم و برای مدت طولانی تر در هوای شهر باقی بماند. در واقع لایه اینورژن با ارتفاع کم و مدت زمان زیاد، باعث ایجاد حائل پایدار و ساکنی می‌شود که مانع اختلاط این سطح با سطوح بالایی شده و با افزایش غلظت آلاینده‌ها در زیر آن، آلودگی هوا تشدید می‌گردد.

وارونگی هوا به معنای تغییر یا انحراف هوا از وضعیت موجود به حالتی دیگر به علت ارتفاع است که در بیشتر موارد به وارونگی دمایی مربوط بوده و منجر به تهدید سلامتی انسان‌ها می‌شود. این پدیده همچنین می‌تواند باعث جلوگیری از پدیده انتقال حرارت جابجایی گردد.

بررسی انواع وارونگی دما

در این قسمت به بررسی انواع مختلف وارونگی دما می‌پردازیم. انواع وارونگی دما شامل موارد زیر است:

  • وارونگی دما تشعشعی
  • وارونگی تربولانسی
  • وارونگی فرونشینی
  • وارونگی جبهه‌ای

اینورژن تشعشعی

در اینورژن تشعشعی وارونگی دما در سطح زمین ایجاد می‌شود. هنگام شب سطح زمین در اثر تشعشع سرد می‌شود و اگر فرایند سرد شدن زیاد ادامه داشته باشد هوای نزدیک سطح زمین سردتر از جو بالای آن شده و وارونگی دما در نزدیکی زمین گسترش می‌یابد.

در شبهای بدون ابر و همراه با باد ضعیف، وارونگی تشعشعی پدید می‌آید و در صورت کافی بودن رطوبت در این شرایط مه صبحگاهی نیز قابل مشاهده است.

اینورژن تلاتمی (توربولانسی )

تلاتم یا اغتشاش هوا نیز می‌تواند باعث بروز پدیده وارونگی شود. اگر این تلاتم زیاد ادامه پیدا کند اختلاط کلی هوا در لایه‌هایی که تلاتم وجود دارد، اتفاق می‌افتد.

تلاتم یا اغتشاش مکانیکی سبب انتقال هوای سرد قسمت پایین وارونگی سطح زمین به ارتفاعات بالاتر می‌شود. همچنین اگر باد شدید باشد تلاتم بیشتر می‌شود و اختلاط هوا سبب می‌شود که هوای سردتر در سرتا سر لایه‌ای ضخیم تر گسترش یابد. در ادامه اینورژن تلاتمی عمیق در سطح زمین پدید می‌آید.

وارونگی فرونشینی

وارونگی فرونشینی با پدیده همرفت در سطوح فوقانی و واگرایی در سطوح زیرین هوا همراه است. این نوع وارونگی در دو حالت پدید می آید؛

اول: از آن جایی که جریان هوا در نزدیکی سطح زمین به اطراف حرکت می‌کند هوایی که از بالا به سمت پایین می‌آید جای آن را می‌گیرد و هوای نزول کننده همچنان که به سطح زمین نزدیک می‌شود در نتیجه‌ی فشرده شدن، گرم می‌شود و وارونگی اتفاق می‌افتد. این نوع وارونگی در مناطقی که هوای پرفشار بر آنها استقرار یافته تشکیل می‌شود.

دوم: در طول شب هوای مجاور قلل کوهستانی در نتیجه تابش مادون قرمز هوا سرد شده و چون سنگین است به آرامی یک لایه نازک ایجاد شده و از مجاورت سطح دامنه کوه به طرف کف دره‌ها و دشت‌های مجاور رفته و در چاله‌ها روی هم انباشته می‌شود. در ادامه هوای گرم مجاور سطح زمین به لایه‌های بالاتر رفته و وارونگی اتفاق می‌افتد.

وارونگی جبهه‌ای

هنگامی که یک توده هوای گرم در مواجه با توده هوای سرد مجبور به صعود از روی هوای سرد می‌شود، هوای زیر سردتر از هوای سطح فوقانی خواهد بود و باعث می‌شود که وارونگی ایجاد شود. این نوع وارونگی دما ، وارونگی جبهه‌ای گفته می‌شود.

هنگام مواجه شدن با پدیده وارونگی دما چه اقداماتی را می‌توان انجام داد؟

مقابله با وارونگی دما

گفتیم که پدیده وارونگی دما چیست و چگونه اتفاق می‌افتد. اکنون می‌خواهیم این موضوع را بررسی کنیم که هنگام وقوع این پدیده چه کاری می‌توان انجام داد:

  • هنگام وارونگی دما تردد خودروها باید به حداقل برسد
  • خودروها با آلایندگی بالا نباید تردد کنند
  • کودکان و سالمندان و کسانی که مشکل قلبی و عروقی دارند نباید از خانه خارج شوند
  • استفاده از گل در محیط خانه برای ایجاد یک سیستم تهویه طبیعی و تولید اکسیژن
  • نوشیدن مایعات زیاد و شیر
  • ورزش نکردن
  • استفاده از سبزیجات و میوه های فراوان
  • استفاده نکردن از غذاهای سنگین، پرحجم و چرب
  • مصرف ماهی، تخم مرغ و روغن زیتون

آماری که در طول ۵ سال از ایستگاه مهرآباد تهران گرفته شده نشان می‌دهد که بیشترین میزان ارتفاع وارونگی دما در فصل پاییز ۴۱۹ متر، در فصل زمستان ۴۰۴ متر، در بهار ۳۵۴ متر و در تابستان ۳۸۴ متر بوده است. همچنین میانگین مدت زمان وارونگی دما ۲۳۹ روز بوده است که در بهار، ۵۷ روز، در تابستان ۶۱/۲ روز، در پاییز ۵۸ روز و در زمستان ۶۱/۲ روز بوده است.

پدیده وارونگی دما یا اینورژن با ایجاد تغییراتی باعث آلودگی هوا می‌شود. این پدیده، انواع آن، دلایل ایجاد وارونگی و … در اینجا بررسی شد و می‌توانید با خواندن کامل به اطلاعاتی مناسب در این مورد دست یابید.

 

آیا در زمینه ای تخصص و تجربه کافی را دارید؟ دانش خود را با کاربران تکراتو به اشتراک بگذارید. برای کسب اطلاعات بیشتر با ما تماس بگیرید.

.

منبع: environmentalhealth , beytoote , wikipedia



ارسال نظر