Nad evropskými městy se v této roční době opět objevuje poklička, které se obecně a zjednodušeně říká inverze. Fenomén je ale mnohem složitější a zajímavější; jak popisuje text meteorologa ČT Michala Žáka, inverze zasahuje do lidského života velkým množstvím způsobů.
Jako poklička nad hrncem. Podzimní i zimní inverze způsobují řadu problémů
Listopad je měsícem, který je spojený s častým výskytem mlh a nízké oblačnosti a současně měsícem, kdy se v předpovědích počasí začne častěji objevovat pojem teplotní inverze. Myslí se tím obrácený průběh teploty s výškou, než je obvyklé – tedy nikoliv pokles, ale její vzestup. Ostatně i slovo inverze pochází z latinského výrazu inversio, což je „obrácení“.
Vzestup teplot se týká vrstvy, která může mít tloušťku několik metrů i pár kilometrů a příčin vzniku teplotních inverzí je celá řada. V této části roku se nejčastěji setkáme s inverzemi radiačními. Jde o inverze, které vznikají při vyzařování tepla od zemského povrchu, od kterého se následně ochladí přilehlé vrstvy vzduchu. Vzniká tak přízemní inverze, která začíná u země a končí v určité výšce nad ní.
Vzhledem k tomu, že studený vzduch je těžší než vzduch teplý (tedy má větší hustotu), drží se ochlazený vzduch u země, přičemž inverze na jeho horní hranici brání promíchávání vzduchu a přísunu tepla od vyšších a teplejších vrstev k zemi.
Inverze pak může přetrvávat i během dne, dokud není zlikvidována buď větrem, anebo intenzivním slunečním zářením, které je ale od listopadu do února poměrně slabé.
Hranice teplotní inverze nad Bratislavou
I dvacetistupňový rozdíl
Na podzim a v zimě se teplotním inverzím daří výrazně lépe než v létě – trvají déle, několik dnů, výjimečně až týdnů, zasahují do větších výšek (i přes jeden kilometr) a často také pokrývají rozsáhlejší území, někdy dokonce velkou část střední Evropy. Inverze vznikají nejlépe během dlouhých, klidných a jasných nocí, zejména když navíc leží čerstvý sníh.
Právě při takovýchto povětrnostních situací se tvoří i velmi výrazné rozdíly – není výjimkou, že na dně údolí teplota klesne až k minus dvaceti stupňům Celisa, zatímco na kopci zůstane minimum nad nulou.
Při dostatečné vlhkosti inverze provázejí mlhy, případně nízká oblačnost, která se tvoří pod hranicí mezi studeným a teplým vzduchem. Nad vrstvu oblaků a mlh pak mohou vystupovat vrcholky hor nebo vyšší kopce, kde pak panuje slunečné a přes den i poměrně teplé počasí s výbornou dohledností a nízkou relativní vlhkostí (někdy klesající i pod deset procent).
Kouř nad skotským Lochcarronem zastavený vrstvou teplého vzduchu
Alternativy
Dalším typem je subsidenční inverze, která vzniká v tlakových výších. Zejména v jejich centrálních částech dochází k velkoprostorovému poklesu vzduchu z vyšších hladin do nižších.
Při tomto poklesu vzduchu roste teplota, a vzniká tak vrstva teplejšího (a taky suššího vzduchu) v určité výšce nad zemským povrchem. Výskyt těchto inverzí v letním období brání vzniku kupovité oblačnosti, v zimním se pak často tvoří výrazný kontrast mezi teplým a velmi suchým vzduchem ve výšce a studeným a vlhkým vzduchem u země.
Inverze může vznikat i při proudění (tedy advekci) teplejšího vzduchu nad studený povrch, od kterého se ochlazuje. Například při výskytu sněhové pokrývky je toto ochlazení obzvláště intenzivní a tvorba inverze je pak velmi rychlá. V tomto případě hovoříme o inverzi advekční.
Tato inverze ale může vznikat i při proudění teplejšího vzduchu ve výšce, zatímco u země přetrvává vzduch chladnější – což se může dít často u přechodu teplých front. V zimním období tak může nastat situace, že ve výšce už je teplota nad nulou, ale u země ještě mrzne. Srážky padající do teplé vrstvy se mění v dešťové kapky, a ty pak na podchlazeném povrchu a předmětech namrzají a tvoří nebezpečnou ledovku.
Inverzní smog nad polským městem Nowa Ruda
Jako poklička
Inverze se někdy označují jako zádržné vrstvy; díky své vysoké stabilitě totiž obecně brání promíchávání vzduchu ve vertikálním směru. Pod inverzí se drží jak vlhkost, tak i různé znečišťující příměsi, které si do ovzduší vypouští lidé, tedy produkty spalování v průmyslu, při vytápění nebo v dopravě.
Někdy lze pozorovat tuto vrstvu s nahromaděnou vlhkostí a znečištěním ve formě jakési pokličky nad většími českými městy, Prahou, Brnem, Plzní i dalšími.
Aerologické (balónové) měření ze stanice Praha-Libuš ve středu 10. 11. v 7 hodin ráno. Červená křivka udává profil teploty vzduchu, tlustá zelená pak rosného bodu
Inverze v důsledku přinášejí nepříznivé rozptylové podmínky, při kterých můžou koncentrace škodlivin dosáhnout až nebezpečně vysokých hodnot, kdy nastává smogová situace a je nutné vyhlásit i případnou regulaci zdrojů znečištění.
V 80. a 90. letech minulého století před odsířením uhelných elektráren tuzemskou společnost trápily hlavně velmi vysoké koncentrace oxidu siřičitého, v současnosti jsou největším problémem prachové částice, případně oxidy dusíku ze spalovacích motorů. Na druhou stranu je vhodné upozornit na to, že rozhodně ne každá inverze znamená smog.
A jaká je současná situace? Aktuálně do Česka proudí teplejší vzduch od jihu, a to především ve vyšších hladinách, což znamená ideální situaci pro tvorbu teplotní inverze. Například ve středu ráno se v Praze na Libuši vytvořila jak přízemní radiační inverze sahající od zemského povrchu do výšky zhruba 500 metrů, tak i výšková (advekční) inverze ve vrstvě mezi jedním a dvěma kilometry.