Wpływ inwersji temperatury na zanieczyszczenie powietrza
Inwersja temperatury, czyli odwrócenie normalnego spadku temperatury wraz z wysokością, obserwowana jest głównie przy pogodnych i bezwietrznych nocach. W takich warunkach następuje osiadanie powietrza, a to prowadzi do wyjątkowo dużej koncentracji zanieczyszczeń powietrza w warstwie przyziemnej. Dlatego należy dążyć do maksymalnego zmniejszenia ich emisji. Badaniem tego zjawiska zajmują się meteorolodzy z Wydziału Nauk o Ziemi Uniwersytetu Śląskiego.
Kiedy myślimy o zagrożeniach środowiskowych, które dotykają nas bezpośrednio, tu i teraz, szczególnie zimą, to na pierwszym miejscu wymieniamy zwykle smog. Zanieczyszczenia przemysłowe i te, wydobywające się z kominów prywatnych domów to nie abstrakcyjny problem, w który, jeśli tak uznamy, możemy po prostu nie wierzyć. Są ewidentnie odczuwalne, niestety, bywa nawet, namacalne, gdy na samochodach i parapetach w najbardziej zanieczyszonych miastach osadza się ciemny pył. Przyczyna tego zjawiska nie ogranicza się jednak wyłącznie do działania ludzkiego - duży udział w powstawaniu i utrzymywaniu się smogu mają warunki geograficzne i atmosferyczne.
– To bardzo istotne, abyśmy rozumieli, na czym polega to zjawisko – wyjaśnia dla „Gazety Uniwersyteckiej UŚ” dr Mieczysław Leśniok z Katedry Klimatologii UŚ. – Słowo smog jest połączeniem dwóch angielskich słów: smoke, czyli dym, i fog, czyli mgła. Dym jest wynikiem działalności człowieka, mgła natomiast jest efektem zjawiska atmosferycznego, częstych mgieł bardzo charakterystycznych dla londyńskiego klimatu. O wielkości smogu decydują trzy podstawowe czynniki: wielkość emisji zanieczyszczeń, warunki atmosferyczne i topografia, czyli ukształtowanie terenu.
Dlatego w czołówce najbardziej zanieczyszczonych miast znajdują się te, które leżą w zagłębieniach terenu, jak Pszczyna i Kraków, leżące w dolinie Wisły, czy otoczony górami Żywiec. Największe znaczenie ma jednak specyficzne zjawisko atmosferyczne, zwane inwersją temperaturową, czyli odwróceniem typowej sytuacji, w której wraz ze wzrostem wysokości obniża się temperatura. Przy normalnym rozkładzie temperatury jej wartość spada średnio o 0,6°C na 100 m wysokości w troposferze. Przy większym spadku temperatury z wysokością obserwowane są pionowe ruchy wznoszące powietrza (konwekcja) i jego mieszanie.
– Nawet jeśli w takiej sytuacji domowe paleniska czy zakłady przemysłowe generują zanieczyszczenia, szkodliwe gazy są szybko rozpraszane w atmosferze i nie ma wówczas alarmu smogowego. Czasem dochodzi jednak do zjawiska inwersji termicznej (wzrost temperatury z wysokością), szczególnie podczas mroźnych, bezchmurnych nocy, w wyniku której przy powierzchni Ziemi utrzymuje się dużo niższa temperatura niż na wysokości kilkudziesięciu lub kilkuset metrów nad gruntem – opowiada prof. Tadeusz Niedźwiedź, kierownik zespołu badającego to zjawisko. – Dochodzi wówczas wskutek osiadania powietrza do zatrzymania i kumulacji zanieczyszczeń sięgających czasem nawet do poziomu 100-300 metrów. Wtedy też notowane są największe stężenia szkodliwych gazów i pyłów w powietrzu, a w miastach i wsiach ogłaszany jest lokalny alarm związany z występowaniem tzw. smogu londyńskiego.
Zespół naukowców z Wydziału Nauk o Ziemi Uniwersytetu Śląskiego, pod kierownictwem prof. Niedźwiedzia, prowadzi od wielu lat obserwacje w stacji meteorologicznej ulokowanej w budynku wydziału w Sosnowcu. Dwa punkty pomiarowe oddziela w pionie 100 metrów. Dzięki badaniom udało się dowieść znacznia, jakie ma inwersja termiczna w utrzymywaniu się smogu. Niestety, z pogodą trudno jest walczyć. Zadaniem, które stawiają sobie meteorolodzy jest więc przede wszystkim obserwacja i ostrzeganie.
– Przed smogiem typu londyńskiego trudno się obronić – dopowiada dr Leśniok. – To zadanie, z którym muszą zmierzyć się wszystkie kontynenty, a szczególnie kraje Unii Europejskiej. Wymiana wszystkich domowych palenisk to nie kwestia restrykcji czy rozporządzeń, na to potrzebne są długoletnie i mądrze opracowane strategie, począwszy od poziomów miejskich, a skończywszy na globalnych. Likwidacja bądź skuteczne unieszkodliwienie niskiej emisji domowych pieców węglowych, ograniczenie spalin samochodowych to zadania, z którym świat musi sobie poradzić i to szybko. Miejsca, które dotychczas kojarzyły się z czystym powietrzem, nie wytrzymują zderzenia z faktami.
Wyniki monitoringu inwersji prowadzone w sosnowieckiej stacji można obserwować w internecie pod adresem http://meteo.us.edu.pl/inwersja.
Artykuł ukazał się w ramach kampanii Uniwersytet Śląski – dla klimatu.
