Thời tiết và chất lượng không khí có mối liên hệ cơ bản. Ánh nắng mặt trời, mưa, dòng khí và nhiệt độ đều có ảnh hưởng trực tiếp đến ô nhiễm không khí. Những ngày nắng kéo dài trong mùa hè xúc tác các phản ứng hóa học giữa các chất ô nhiễm, và tốc độ gió cao hơn có thể phân tán các khu vực tập trung ô nhiễm.
Dù có hại hay hữu ích, tác động của thời tiết đối với ô nhiễm không khí là không thể phủ nhận. Không có gì rõ hơn là nghịch đảo nhiệt (hay nghịch nhiệt –temperature inversion).
Nghịch đảo nhiệt là gì?
Nghịch đảo nhiệt hay nghịch nhiệt xảy ra khi gradient nhiệt bình thường của khí quyển bị đảo ngược. Thông thường, không khí gần mặt đất tương đối ấm và khí quyển trở nên lạnh hơn theo độ cao. Trong quá trình nghịch đảo nhiệt, không khí lạnh bị giữ lại bên dưới không khí ấm, tạo ra một túi khí đọng gần bề mặt Trái đất.
Sự nghịch nhiệt phổ biến hơn bạn nghĩ. Bao giờ thức dậy để thấy một lớp sương mù ở những vùng trũng và sương trên cỏ của bạn? Đây là dấu hiệu của sự nghịch đảo nhiệt độ.
Sự nghịch đảo nhiệt thường phân tán theo gió, hoặc khi bề mặt bắt đầu ấm trở lại vào ngày hôm sau, nhưng khi sự nghịch đảo nhiệt tồn tại trong một thời gian, các chất ô nhiễm bị mắc kẹt bên dưới không khí ấm có thể tạo ra các điều kiện làm chất lượng không khí nguy hiểm.
Có một số loại nghịch đảo nhiệt, bao gồm nghịch lưu và đảo lún, nhưng loại phổ biến nhất là nghịch đảo bức xạ. Chúng tôi sẽ nói về những gì gây ra loại nghịch nhiệt này dưới đây.
Điều gì gây ra sự nghịch đảo nhiệt độ?
Sự nghịch đảo nhiệt không có nguyên nhân cụ thể; đúng hơn, một loạt các yếu tố góp phần vào sự phát triển của sự nghịch nhiệt. Các yếu tố này bao gồm:
- Địa hình – Không khí lạnh có thể đi xuống các khu vực thấp, như thung lũng, lắng xuống dưới các lớp không khí ấm và tăng cường sự đảo ngược.
- Thời gian – Sự nghịch nhiệt xảy ra vào buổi tối, khi đất bắt đầu lạnh. Bề mặt trái đất không còn tỏa nhiều nhiệt nữa, tạo điều kiện cho không khí ở gần bề mặt nguội nhanh hơn không khí ở trên, tạo thành sự đảo ngược.
- Mùa – Các sự kiện nghịch đảo có thời gian cần thiết để phát triển trong những tháng mùa đông, khi đêm dài nhất. Tương tự như vậy, vùng đất không hấp thụ nhiều nhiệt từ ánh sáng mặt trời yếu của mùa đông, làm cho không khí gần bề mặt tương đối mát hơn.
- Gió – Cấp độ gió từ vừa phải đến mạnh giúp trộn lẫn các lớp không khí lạnh và ấm, ngăn ngừa sự phân đoạn của sự nghịch đảo nhiệt độ. Với gió yếu, hiện tượng nghịch nhiệt có nhiều khả năng xảy ra hơn.
- Lượng mưa – Lượng mưa, giống như gió, giúp trộn lẫn các lớp không khí, ngăn cản sự phát triển của sự nghịch đảo nhiệt độ. Tuyết sẽ chặn ánh sáng mặt trời làm ấm đất, làm cho lớp không khí gần bề mặt Trái đất lạnh hơn bình thường.
Nghịch đảo nhiệt bẫy các chất gây ô nhiễm không khí như thế nào?
Nghịch đảo nhiệt giúp che đậy hiệu quả tình trạng ô nhiễm không khí trong một khu vực. Thông thường, gió và mưa mang đi các chất ô nhiễm, và nhiều chất ô nhiễm tự nhiên trộn lẫn vào cột không khí và phân tán. Các quá trình cải thiện này không xảy ra trong quá trình đảo ngược và các chất ô nhiễm tích tụ ở độ sâu trộn dưới mức đảo ngược.
Cường độ, thời gian và chiều cao của sự đảo ngược sẽ xác định mức độ nghiêm trọng của đợt ô nhiễm. Với sự nghịch chuyển mạnh hơn (chênh lệch nhiệt độ lớn hơn giữa các lớp nghịch nhiệt và tầng đối lưu), ít ô nhiễm hơn có thể phân tán vào các tầng khí quyển cao hơn. Tương tự như vậy, quá trình đảo ngược kéo dài càng lâu, ô nhiễm sẽ tích tụ càng nhiều và chất lượng không khí trong tầng đối lưu sẽ càng tồi tệ hơn.
Như chúng ta thấy từ sơ đồ trên, ô nhiễm vẫn bị mắc kẹt trong lớp không khí đối lưu, nhưng lớp này có thể lớn hơn hoặc nhỏ hơn tùy thuộc vào chiều cao của lớp đảo ngược. Với lớp nghịch lưu thấp, chiều cao lớp đối lưu nhỏ hơn nhiều và nồng độ ô nhiễm sẽ tăng vọt.
Một yếu tố khác ảnh hưởng đến kết quả của sự nghịch nhiệt là mức độ ô nhiễm trong khu vực. Ở những khu vực ít ô nhiễm, sự nghịch nhiệt không có cơ hội tạo ra các đợt ô nhiễm, vì không có đủ ô nhiễm để tích tụ trong lớp không khí đối lưu. Thật không may, sự nghịch đảo nhiệt độ xảy ra ở nhiều địa điểm, bao gồm cả những địa điểm bị ô nhiễm nặng.
Ví dụ về sự kiện nghịch đảo nhiệt
Một số đợt ô nhiễm đáng chú ý nhất trên thế giới đã xảy ra do sự nghịch đảo nhiệt.
1952 London “Great Smog”
Vương quốc Anh từ lâu đã bị ảnh hưởng bởi các vấn đề chất lượng không khí, bắt đầu từ thế kỷ 13. Trong thời kỳ công nghiệp sau chiến tranh, ô nhiễm không khí đã trở thành mối quan tâm ngày càng tăng.
Điều kiện chất lượng không khí đạt mức thấp vào tháng 12 năm 1952, khi điều kiện không có gió và không có gió tạo ra sự nghịch nhiệt trên London (xem chất lượng không khí theo thời gian thực ở London ). Do thời tiết lạnh giá bất thường, người ta đốt một lượng lớn than lưu huỳnh rẻ tiền để giữ ấm. Bụi, lưu huỳnh đioxit và axit clohydric trong không khí bị giữ lại bởi lớp nghịch nhiệt, bao phủ thành phố trong một lớp sương khói dày đặc trong nhiều ngày.
Sự kiện ô nhiễm, được gọi là Great Smog năm 1952, ước tính đã giết chết 12.000 người. Great Smog thậm chí còn được giới thiệu trong tập bốn của The Crown, và nó đã dẫn đến những thay đổi chính sách đáng kể ở Vương quốc Anh, chẳng hạn như Đạo luật Không khí sạch năm 1956.
Khói mù ở New York (1966)
Hơn một thập kỷ sau trận Đại khói mù ở London và sau đợt ô nhiễm của chính nó vào năm 1953 và 1963, thành phố New York đã trải qua đợt ô nhiễm nghiêm trọng thứ ba vào năm 1966. Do chất chống oxy hóa và nghịch chuyển, chất lượng không khí của New York đã giảm dần vào cuối tuần Lễ Tạ ơn và dẫn đến khoảng 168 người chết.
Đợt ô nhiễm không khí năm 1966 nhanh chóng thu hút sự chú ý của cả nước và giúp khởi động nhận thức về môi trường và chất lượng không khí trên toàn quốc.
Khói mù Bắc Kinh 2013
Một ví dụ gần đây hơn về tình trạng ô nhiễm do đảo ngược gây ra là sương mù bao phủ vùng Đông Bắc Trung Quốc vào năm 2013.
Bắc Kinh, Trung Quốc nằm ở mũi của Đồng bằng Hoa Bắc, và các dãy núi bao quanh các phía bắc, tây bắc và tây của thành phố. Ô nhiễm không khí trong thành phố nhanh chóng tăng lên khi xảy ra sự nghịch nhiệt.
Mức độ ô nhiễm ở miền bắc Trung Quốc trong năm 2013 đã phá kỷ lục, thu hút sự chú ý của cộng đồng quốc tế và thúc đẩy các nỗ lực giảm thiểu ô nhiễm xung quanh Bắc Kinh.
Nguồn https://learn.kaiterra.com/en/air-academy/temperature-inversions-weather-air-pollution
Để lại bình luận