Cos’è l’inversione termica ?

Schema base che mostra il fenomeno dell’inversione termica
Un fenomeno particolarmente frequente durante i mesi invernali: l’inversione termica; come avviene, le conseguenze in atmosfera e la peculiarità dei luoghi da inversione

In atmosfera in genere, all’aumentare della quota diminuisce la temperatura. Ciò avviene perché i raggi solari, che vi penetrano, risultano trasparenti all’atmosfera che attraversano ma non al suolo, che li assorbe completamente (questi raggi vengono chiamati short wave “SW”). Una volta assorbiti, il terreno li riemette in atmosfera (questi  vengono invece chiamati long wave “LW”)  e possono essere assorbiti dall’atmosfera sovrastante.

Questi raggi LW emessi sono ovviamente più caldi vicino al suolo e tendono a salire di quota, grazie alla bassa pressione che hanno rispetto all’atmosfera circostante più fredda. Durante questa ascesa l’aria calda si espande adiabaticamente e si raffredda (in media la temperatura si abbassa di circa 6.5 °C ogni chilometro). Questo fenomeno accade solamente in troposfera (ovvero nei i primi 15 km della nostra atmosfera).

Quando parliamo di inversione termica, il gradiente della temperatura si inverte, ovvero la temperatura aumenta con la quota anziché diminuire. Questa inversione potrà avvenire sia in quota per effetto di subsidenza atmosferica, sia al suolo per effetto dell’irraggiamento terrestre notturno.

Quali sono le dinamiche che portano all’inversione termica ?

Abbiamo detto che i raggi solari vengono assorbiti dal suolo, ma ciò risulta difficile in alcune occasioni: ad esempio in inverno perché, a causa dell’inclinazione dell’asse terrestre, si riduce il passaggio dei raggi SW, oppure per una forte riflessione della luce solare dovuta alla presenza di neve sul suolo (effetto albedo).

Pertanto l’aria che sovrasta il terreno non sarà più a contatto con una sorgente di aria calda (come nel caso comune visto all’inizio), ma di aria fredda che fa sì che la temperatura atmosferica si raffreddi molto rapidamente, e che inoltre sarà molto inferiore (anche di svariati gradi) rispetto a quella degli stati sovrastanti.

Spesso accade durante le limpide notti invernali in assenza di vento, poiché durante la giornata il suolo ha ricevuto pochissima irradiazione solare e pertanto il terreno freddo genera inversioni termiche, le quali però vengono distrutte, ripristinando il normale gradiente termico, dai primi raggi solari mattutini.

Quali sono le conseguenze di questo fenomeno ?

Lo schema che mostra al variare dell’altitudine, il “tappo” che non permette la fuoriuscita di smog delle aree urbanizzate

L’inversione termica genera uno strato fortemente stabile rispetto alla convezione sopprimendo così ogni rimescolamento verticale. È come se si venisse a formare una specie di “tappo” ad una quota dell’atmosfera che sfavorisce la fuoriuscita verso l’alto di smog e aerosol emessi al suolo. Sopratutto nelle aree urbane,  questo può essere estramemente dannoso dal momento che l’inquinamento ristagna in una zona ben ristretta.

D’inverno il fenomeno dell’inversione concorre alla formazione di brinate e gelate al suolo in pianura e nelle valli.

L’inversione termica favorisce spesso la formazione di nebbia fitta e persistente nello strato d’aria fredda al suolo. Spesso in queste condizioni il tempo è uggioso, rigido e umido al di sotto dello strato d’inversione e soleggiato e più mite al di sopra del mare di nebbia.

Dove è maggiormente frequente?

Esempio di inversione termica in una conca montana
Esempio di inversione termica in una conca montana

Come già detto le inversioni termiche al suolo sono più frequenti e intense durante l’inverno e nei periodi di alta pressione e scarsa circolazione dell’aria. Tuttavia anche d’estate sono possibili fenomeni di inversione termica purché accompagnati dalle medesime condizioni atmosferiche: nella Pianura Padana, con inversioni anche di 400-600 metri che durano anche per giorni, e nelle pianure dell’Europa centrale. Nelle vallate interne di montagna, le inversioni si formano  ad una specifica quota del pendio (cintura termica) che creano condizioni favorevoli per la vegetazione.

Esistono anche delle inversioni termiche persistenti a quote differenti, come quelle che delimitano i vari strati di suddivisione atmosferica: nell’intera stratosfera così come nell’intera termosfera ed esosfera, la temperatura aumenta con la quota per effetto dell’assorbimento diretto della radiazione solare grazie ad alcune molecole come l’ozono che assorbono raggi UV e scaldano quindi l’atmosfera circostante.

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