چندسالی است با سردشدن هوا پدیده آلودگی در کلان‌شهرها هم تشدید میشود. شاید خیلی از افراد واژه‌ای به نام وارونگی هوا را شنیده باشند. علت اصلی آلودگی هوا پدیده‌ای به نام وارونگی هوا است.
به گزارش خبرگزاری ایمنا، تاکنون از خود پرسیده‌اید چرا در زمستان آلودگی هوا بیشتر میشود؟ شاید خیلی از افراد واژه‌ای به نام وارونگی هوا را شنیده باشند. علت اصلی آلودگی هوا پدیده‌ای به نام وارونگی هوا است. حال علت اصلی آلودگی هوا در زمستان چیست؟
وارونگی دما ( اینورژن) چیست؟
در حالت عادی و از لحاظ فیزیکی، هوای گرم به سمت بالا و هوای سرد به دلیل سنگینی به سمت پایین حرکت می کند. در اوایل روز و هنگام طلوع خورشید لایه های زمین به دلیل برخورد اشعه های نور خورشید گرمتر از لایه های زیرین می شود. با شروع روز و آغاز فعالیت های انسانی و مصرف سوخت دمای هوای سطح زمین زیاد می شود. این هوای گرم هنگام صعود و حرکت به سمت بالا یا هنگام جا به جایی به وسیله باد با لایه ای هم دما از هوا که توسط تابش خورشید در طبقات فوقانی جو تشکیل شده برخورد کرده و این مانع صعود و تبادل هوا می شود. نتیجه آن تشکیل یک سطح پوششی بالای شهر است که با گذشت زمان و افزایش فعالیت های انسانی و به دلیل حبس هوادر زیر این لایه مواد آلاینده تولیدشده در سطح زمین باقی مانده و بالا نمی روند. هیچ کدام از آلاینده ها در به وجودآمدن چنین پدیده ای دخیل نیستند و فقط وضعیت جوی است که آن را بوجود می آورد. بعبارتی دمای هوای محیط در لایه تروپسفر معمولا با ارتفاع کاهش می یابد . با وجود این گاهی اوقات درلایه مزبوردرجه حرارت با ارتفاع افزایش نشان می دهد که به این وضعیت اینورژن یا وارونگی دما گفته می شود . وارونگی دما گاهی از سطح زمین به طرف بالا دیده می شود که آن را اینورژن سطح زمین می گویند و گاهی در لایه ای بالاتر از سطح زمین دیده می شود که آن را وارونگی سطوح فوقانی می خوانند. هرچند نقش انسان در آلوده کردن جو موثر است اما طبیعت نیز گاهی اوقات با پدیده اینورژن در تشدید موضوع دخالت دارد. زیرا هنگامی که این پدیده اتفاق می افتد هوای سرد و آلوده به دلیل سنگینی بیشتر در سطح پایین و هوای گرم در ارتفاع بالا قرارمی گیرد و لذا جو حالت پایدار به خود گرفته و امکان مخلوط شدن و تهویه هوا میسر نمی گردد.
در اصطلاح هواشناسی، در زمستان، جو در اکثر روزها دارای شرایط جوی پایدار است. در شرایط جوی پایدار نور خورشید به میزان قابل توجهی کاهش می‌یابد و حتی سرعت ورزش باد نیز در اکثر مواقع پایین است. کاهش تابش خورشیدی موجب میشود که همرفت هوا در راستای قائم جو به خوبی انجام نشود و که این بدین معنی هست که آینده با سرعت بسیار کم در راستای قائم صعود میکند که این موضوع باعث انباشت آلاینده‌ها میشود. از طرفی هم کاهش ورزش باد باعث میشود ضریب تهویه کاهش یافته و آلاینده به خوبی در راستای افقی پخش نشود. یک فاکتور دیگر که بسیار در بالا رفتن غلظت در زمستان تاثیرگذار هست عمق اختلاط می‌باشد. عمق اختلاط حداکثر میزان صعود آلاینده‌ها را مشخص میکند یعنی آلاینده قابلیت صعود تا ارتفاع مشخصی را دارد. در تابستان این عمق در حدود ۳۰۰۰ متر است ولی در زمستان عمق اختلاط به ۸۰۰ متر و حتی کمتر هم می رسد. خوب با توجه به این فرض که میزان انتشار آلاینده‌ها در زمستان برابر با تابستان باشد (که ممکن است بیشتر باشد)، در تابستان آلاینده‌ها میتوانند تا ۳۰۰۰ متری جو پخش شوند ولی در زمستان تا ۸۰۰ متری. این یعنی انباشته شده آلاینده‌ها بر روی هم و بالا رفتن شدید غلظت آنها.
وارونگی هم در زمستان است هم تابستان
پدیده وارونگی هوا بیشتر در صبح رخ میدهد و این موضوع هم مختص تابستان است و هم زمستان. تفاوت این دوفصل در این هست که در تابستان پدیده وارونگی در ساعات اولیه صبح از بین میرود ولی در زمستان این پدیده ممکن است تا نزدیکی ظهر ادامه داشته باشد و وقتی هوا وارونه باشه عمق اختلاط به شدت کاهش یافته و حتی تا ۴۰۰ متر و کمتر نیز ممکن است برسد.
در برخی از عکس‌هایی که از ارتفاعات گرفته شده‌است، مشاهده میشود که آلاینده‌ها در یک ارتفاع مشخص قرار دارند و زیر آن خط آلاینده‌ها انباشته شده‌اند. این خط همان مرز عمق اختلاط هست.
عوامل زیر در در وارونگی دما موثر است:
۱-سمت و سرعت باد
۲-وجود رشته کوهها و جهت آنها نسبت به باد غالب
۳-وجود شارشهای ناپایدار جوی و میزان بارندگی مربوط به آن
۴-حرکت قایم لایه های جو (ادوکشن و کنوکشن)
طبق آماری که در طول ۵ سال از ایستگاه مهرآباد تهران گرفته شده است، 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. این روزها اغلب کلان شهرهای ایران از جمله اصفهان، مشهد و تبریز هم با این مشکل روبرو هستند
وارونگی دما ( اینورژن) چیست؟
در حالت عادی و از لحاظ فیزیکی، هوای گرم به سمت بالا و هوای سرد به دلیل سنگینی به سمت پایین حرکت می کند. در اوایل روز و هنگام طلوع خورشید لایه های زمین به دلیل برخورد اشعه های نور خورشید گرمتر از لایه های زیرین می شود. با شروع روز و آغاز فعالیت های انسانی و مصرف سوخت دمای هوای سطح زمین زیاد می شود. این هوای گرم هنگام صعود و حرکت به سمت بالا یا هنگام جا به جایی به وسیله باد با لایه ای هم دما از هوا که توسط تابش خورشید در طبقات فوقانی جو تشکیل شده برخورد کرده و این مانع صعود و تبادل هوا می شود. نتیجه آن تشکیل یک سطح پوششی بالای شهر است که با گذشت زمان و افزایش فعالیت های انسانی و به دلیل حبس هوادر زیر این لایه مواد آلاینده تولیدشده در سطح زمین باقی مانده و بالا نمی روند. هیچ کدام از آلاینده ها در به وجودآمدن چنین پدیده ای دخیل نیستند و فقط وضعیت جوی است که آن را بوجود می آورد. بعبارتی دمای هوای محیط در لایه تروپسفر معمولا با ارتفاع کاهش می یابد . با وجود این گاهی اوقات درلایه مزبوردرجه حرارت با ارتفاع افزایش نشان می دهد که به این وضعیت اینورژن یا وارونگی دما گفته می شود . وارونگی دما گاهی از سطح زمین به طرف بالا دیده می شود که آن را اینورژن سطح زمین می گویند و گاهی در لایه ای بالاتر از سطح زمین دیده می شود که آن را وارونگی سطوح فوقانی می خوانند. هرچند نقش انسان در آلوده کردن جو موثر است اما طبیعت نیز گاهی اوقات با پدیده اینورژن در تشدید موضوع دخالت دارد. زیرا هنگامی که این پدیده اتفاق می افتد هوای سرد و آلوده به دلیل سنگینی بیشتر در سطح پایین و هوای گرم در ارتفاع بالا قرارمی گیرد و لذا جو حالت پایدار به خود گرفته و امکان مخلوط شدن و تهویه هوا میسر نمی گردد.
در اصطلاح هواشناسی، در زمستان، جو در اکثر روزها دارای شرایط جوی پایدار است. در شرایط جوی پایدار نور خورشید به میزان قابل توجهی کاهش می‌یابد و حتی سرعت ورزش باد نیز در اکثر مواقع پایین است. کاهش تابش خورشیدی موجب میشود که همرفت هوا در راستای قائم جو به خوبی انجام نشود و که این بدین معنی هست که آینده با سرعت بسیار کم در راستای قائم صعود میکند که این موضوع باعث انباشت آلاینده‌ها میشود. از طرفی هم کاهش ورزش باد باعث میشود ضریب تهویه کاهش یافته و آلاینده به خوبی در راستای افقی پخش نشود. یک فاکتور دیگر که بسیار در بالا رفتن غلظت در زمستان تاثیرگذار هست عمق اختلاط می‌باشد. عمق اختلاط حداکثر میزان صعود آلاینده‌ها را مشخص میکند یعنی آلاینده قابلیت صعود تا ارتفاع مشخصی را دارد. در تابستان این عمق در حدود ۳۰۰۰ متر است ولی در زمستان عمق اختلاط به ۸۰۰ متر و حتی کمتر هم می رسد. خوب با توجه به این فرض که میزان انتشار آلاینده‌ها در زمستان برابر با تابستان باشد (که ممکن است بیشتر باشد)، در تابستان آلاینده‌ها میتوانند تا ۳۰۰۰ متری جو پخش شوند ولی در زمستان تا ۸۰۰ متری. این یعنی انباشته شده آلاینده‌ها بر روی هم و بالا رفتن شدید غلظت آنها.
وارونگی هم در زمستان است هم تابستان
پدیده وارونگی هوا بیشتر در صبح رخ میدهد و این موضوع هم مختص تابستان است و هم زمستان. تفاوت این دوفصل در این هست که در تابستان پدیده وارونگی در ساعات اولیه صبح از بین میرود ولی در زمستان این پدیده ممکن است تا نزدیکی ظهر ادامه داشته باشد و وقتی هوا وارونه باشه عمق اختلاط به شدت کاهش یافته و حتی تا ۴۰۰ متر و کمتر نیز ممکن است برسد.
در برخی از عکس‌هایی که از ارتفاعات گرفته شده‌است، مشاهده میشود که آلاینده‌ها در یک ارتفاع مشخص قرار دارند و زیر آن خط آلاینده‌ها انباشته شده‌اند. این خط همان مرز عمق اختلاط هست.
عوامل زیر در در وارونگی دما موثر است:
۱-سمت و سرعت باد
۲-وجود رشته کوهها و جهت آنها نسبت به باد غالب
۳-وجود شارشهای ناپایدار جوی و میزان بارندگی مربوط به آن
۴-حرکت قایم لایه های جو (ادوکشن و کنوکشن)
طبق آماری که در طول ۵ سال از ایستگاه مهرآباد تهران گرفته شده است، 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. این روزها اغلب کلان شهرهای ایران از جمله اصفهان، مشهد و تبریز هم با این مشکل روبرو هستند
