Belirli bir bölgedeki havanın insan yaşamı üzerinde güçlü bir etkisi vardır. Bu nedenle dünya atmosferinin durumu hakkında bilgi ekonomik açıdan ve sağlık güvenliği açısından her zaman yararlıdır. Sıcaklık inversiyonu, atmosferin alt katmanlarının durum türlerinden biridir.
Sıcaklık inversiyonu nedir?
Bu kavram, dünya yüzeyinden yükseklik arttıkça hava sıcaklığındaki artışı ifade etmektedir. Görünüşte zararsız olan bu tanım, oldukça ciddi sonuçlar doğurmaktadır. Gerçek şu ki, hava, sabit bir hacimdeki basıncın sıcaklıkla ters orantılı olduğu ideal bir gaz olarak kabul edilebilmektedir. Sıcaklık inversiyonu sırasında artan yükseklikle sıcaklık arttığından, hava basıncının düştüğü ve yoğunluğunun azaldığı anlamına gelmektedir.
Bir okul fizik dersinden, yerçekimi alanındaki bir akışkan maddenin hacminde dikey karışmaya neden olan konveksiyon süreçlerinin, alt katmanların üsttekilerden daha az yoğun olması durumunda meydana geldiği bilinmektedir. Sıcak hava her zaman yükselmektedir. Böylece, sıcaklık inversiyonu, alt atmosferdeki konveksiyonu önlemektedir.
Normal atmosferik koşullar
Çok sayıda gözlem ve ölçüm sonucunda, gezegenimizin ılıman iklim kuşağında, irtifadaki her kilometre için hava sıcaklığının 6,5 °C azaldığı, yani rakımda 155’lik bir artışla 1 °C düştüğü tespit edilmiştir. Bu gerçek atmosferin ısınmasının, güneş ışığının içinden geçmesinin bir sonucu olarak oluşmamaktadır. Elektromanyetik radyasyonun görünür spektrumu için hava şeffaftır. Ancak yeniden yayılan emiliminin bir sonucu olarak ortaya çıkmasından kaynaklanmaktadır. Dünya yüzeyinden ve sudan gelen kızılötesi aralıktaki enerji buna örnektir. Bu nedenle, hava katmanları yere ne kadar yakınsa, güneşli bir günde o kadar çok ısınmaktadırlar.
Tropikal iklim bölgesi alanında, artan irtifa ile hava belirtilen rakamlardan daha yavaş soğumaktadır (180 m’de yaklaşık 1 ° C). Bunun nedeni, ekvator bölgelerinden tropik bölgelere ısı taşıyan bu enlemlerde ticaret rüzgarlarının varlığıdır. Aynı zamanda, üst katmanlardan (1-1,5 km), alt katmanlara ısı gelmektedir. Bu da artan yükseklikle hava sıcaklığındaki hızlı düşüşü önlemektedir. Ek olarak, tropik bölgedeki atmosferin kalınlığı ılıman bölgeye göre daha fazladır. Bu nedenle, atmosferik katmanların normal durumu, deniz seviyesinden artan yükseklikle soğumalarıdır. Bu durum, konveksiyon süreçleri nedeniyle dikey yönde karıştırma ve hava sirkülasyonu sağlamaktadır.
Üst hava katmanları neden alt katmanlardan daha sıcak olabilmektedir?
Başka bir deyişle, sıcaklık inversiyonu neden oluşmaktadır? Bu, normal atmosferik koşulların varlığıyla aynı nedenden dolayı olmaktadır. Dünya, havadan daha büyük bir termal iletkenliğe sahiptir. Bunun anlamı, geceleri gökyüzünde bulut olmadığında, hızla soğumaktadır. Dünya yüzeyiyle doğrudan temas halinde olan atmosferik katmanlar da soğumaktadır. Sonuç şu resim ortaya çıkmaktadır. Dünyanın soğuk bir yüzeyi, hemen yakınında soğuk bir hava tabakası ve belli bir yükseklikte sıcak bir atmosferdir.
Sıcaklık inversiyonu nedir ve kendini nerede gösterir?
Açıklanan durum genellikle ovalarda, kesinlikle herhangi bir alanda ve sabahları herhangi bir enlemde ortaya çıkmaktadır. Alçak arazi, hava kütlelerinin yatay hareketlerinden, yani rüzgardan korunmaktadır. Böylece gece boyunca soğutulan hava, yerel olarak kararlı bir atmosfer yaratmaktadır. Ayrıca dağ vadilerinde sıcaklık inversiyonu olgusu da gözlemlenebilmektedir. Dağlarda tarif edilen gece soğutma sürecine ek olarak, soğuk havanın yamaçlardan ovalara “sürünmesi” de oluşumunu kolaylaştırmaktadır.
Bir sıcaklık inversiyonunun ömrü birkaç saatten, birkaç güne kadar sürebilmektedir. Normal atmosferik koşullar, yeryüzünün yüzeyi ısınır ısınmaz kurulmaktadır.
Bu doğa olayı neden tehlikelidir?
Sıcaklık inversiyonunun olduğu atmosferin durumu kararlı ve rüzgarsızdır. Bu durum, belirli bir bölgede atmosfere herhangi bir emisyon veya zehirli maddelerin buharlaşması meydana gelirse ortaya çıkmaktadır. Bunların hiçbir yere gitmediği, ancak söz konusu alanın üzerinde havada kaldığı anlamına da gelmektedir. Başka bir deyişle, atmosferdeki sıcaklık inversiyonu olgusu, içindeki toksik maddelerin konsantrasyonunda çoklu bir artışa katkıda bulunmaktadır. Bu da insan sağlığı için büyük bir tehlike oluşturur.
Açıklanan durum genellikle büyük şehirlerde ve metropol alanlarda meydana gelmektedir. Örneğin, Tokyo, New York, Atina, Pekin, Lima, Kuala Lumpur, Londra, Los Angeles, Bombay, Şili’nin başkenti Santiago gibi şehirler ve dünyadaki diğer birçok şehir, genellikle sıcaklık inversiyonunun sonuçlarından muzdariptir. İnsan yoğunluğunun fazla olması nedeniyle, bu şehirlerdeki endüstriyel emisyonlar devasa boyutlardadır. Bu da havada sis oluşmasına, görüşün bozulmasına ve sadece sağlık için değil insan yaşamı için de tehdit oluşturmasına neden olmaktadır.
Böylece, 1952’de Londra’da ve 1962’de Ruhr Vadisi’nde (Almanya), uzun süredir sıcaklık inversiyonu ve atmosfere önemli miktarda kükürt oksit emisyonu nedeniyle birkaç bin kişi ölmüştür.
Peru’nun Başkenti Lima
Coğrafyada sıcaklık inversiyonu nedir sorusunu açarak, Peru’nun başkentindeki durumu gündeme getirmek ilginçtir. Pasifik kıyısında ve And Dağları’nın eteklerinde yer almaktadır. Şehrin yakınındaki sahil, dünya yüzeyinin güçlü bir şekilde soğumasına neden olan soğuk Humboldt akımına sahiptir. İkincisi ise, sırayla en düşük hava katmanlarının soğumasına ve sis oluşumuna katkıda bulunmaktadır. Hava sıcaklığı azaldıkça, içindeki su buharının çözünürlüğü azalmaktadır. İkincisi kendini çiy ve sis oluşumunda göstermektedir.
Açıklanan süreçlerin bir sonucu olarak, paradoksal bir durum ortaya çıkmaktadır. Lima sahili, güneş ışınlarının dünya yüzeyini ısıtmasını önleyen sisle kaplıdır. Bu nedenle, sıcaklık inversiyonu durumu o kadar kararlıdır. Yatay hava sirkülasyonu dağlar tarafından engellenmektedir. Burada neredeyse hiç yağmur yağmamaktadır. İkinci gerçek, Lima kıyılarının neden pratikte bir çöl olduğunu açıklamaktadır.
Atmosferin olumsuz durumu hakkında bilgi alınması durumunda nasıl davranılmalıdır?
Bir kişi büyük bir şehirde yaşıyorsa ve atmosferde bir sıcaklık inversiyonunun varlığı hakkında bilgi aldıysa, mümkünse sabahları dışarı çıkmaması, dünya ısınana kadar beklemesi önerilmektedir. Böyle bir ihtiyaç ortaya çıkarsa, solunum organları için kişisel koruyucu ekipman (gazlı bez, eşarp) kullanmalı ve uzun süre dışarıda kalmamalısınız.