وارونگی هوا و علل آن

وارونگی, گرمایی

وارونگی, دمای هوا

وارونگی, هوا 

Air Inversion

Thermal Inversion

برای درک بهتر مفهوم وارونگی, دما یا وارونگی, هوا، لازم است در ابتدا با شرایط عادی لایه های هوا در آشنا شویم. هوای اطراف زمین از چندین لایه مختلف تشکیل شده است  که این لایه ها به ترتیب تروپوسفر، استراتوسفر، مزوسفر،ترموسفر و اگزوسفر نام دارند. شرایط دمایی در لایه های مختلف هوا متفاوت است اما به صورت کلی می توان نمودار تغییرات دمایی در جو را در تصویر ذیل مشاهده کرد.  در شرایط نرمال آب و هوایی و در لایه تروپوسفر که تا ارتفاع میانگین تقریبا 17 کیلومتری از جو گسترش یافته است هر چقدر ارتفاع از سطح زمین افزایش یابد، دمای هوا کاهش خواهد یافت. باید توجه داشت که 10 کیلومتر اول لایه های هوای اطراف زمین که در محدوده تروپوسفر -  - troposphere مربوط به تغییرات آب و هوایی است و ابرها هم در همین محدوده تشکیل می شوند.

به عنوان مثال در حالت عادی دمای هوا در بالای قله کوه دماوند کمتر از دمای هوا در شهر تهران است.

بدین ترتیب در شرایط معمولی در شهرهای بزرگی مانند تهران، تبریز، مشهد، اهواز، اصفهان و ... آلاینده های تولید شده توسط موتورهای احتراق داخلی مثل خودرو سواری، اتوبوس، کامیون، قطار، پالایشگاه، نیروگاه و کارخانجات، بدلیل اینکه دمای بالایی دارند، به سمت قسمت بالای لایه هوایی تروپوسفر حرکت می کنند. این حرکت آلاینده ها به سمت بالا و جابجایی آنها توسط باد، موجب می شود در شرایط عادی، میزان آلاینده های هوا در حد مشخصی باقی بماند.

در عین حال بدلیل تابش آفتاب در طول روز و گرم شدن هوای مجاور سطح زمین، یک چرخش پیوسته و جابجایی طبیعی هوا ایجاد می گردد.

وارونگی, دمایی یا وارونگی هوا پدیده ای است که در آن یک لایه هوای گرم، در بالای شهر یا یک منطقه خاص بوجود آمده و در آن ناحیه ماندگار می شود. در این شرایط گازهای آلاینده تولید شده در لایه زیرین حبس شده و به تدریج غلظت آلاینده ها به طرز قابل ملاحظه ای افزایش می یابد.

باید توجه داشت که بروز پدیده وارونگی گرمایی یا وارونگی هوا، در مناطقی که آلاینده ای تولید نشود مانند مناطق غیر شهری، مشکلی را ایجاد نخواهد کرد. وارونگی هوا یا وارنگی دما دارای چندین منشا مختلف است :

1- وارونگی هوا و دما بر اثر تشعشع

Radiation Inversion

2- وارونگی هوا بر اثر عدم توربولانس و تلاطم هوا

Turbulence Inversion

3- وارونگی هوا بر اثر استقرار جبهه هوا

Frontal Inversion

4- وارونگی بر اثر نشست هوا

Subsidence Inversion

به صورت کلی بیشترین دلیل بروز وارونگی هوا در شهرهای بزرگ، وارونگی تشعشی است. ایجاد وارونگی تشعشی بدین ترتیب است که در طول روز زمین بر اثر تابش نور خورشید گرم می شود و هوای گرم اطراف زمین تمایل به حرکت به سمت بالا دارند. اما هنگامی که شب فرا می رسد، سطح زمین به سرعت سرد می شود و لایه هوای اطراف سطح زمین سرد می شود، بدین ترتیب لایه گرم هوا در بالای لایه هوای سرد در اطراف زمین قرار گرفته و به آلاینده ها اجازه نمی دهد به سمت بالا حرکت کنند. همزمان با این پدیده، بدلیل بالا رفتن غلظت آلاینده ها و انعکاس تابش خورشید، در طول روز نیز دمای هوا بر اثر تابش به حد مناسب نمی رسد پدیده وارونگی هوا را تشدید می کند. شرایط زمانی ایجاد وارونگی هوا در تصویر ذیل نمایش داده شده است.

بروز پدیده وارونگی هوا یا وارونگی دما توسط چند عامل تشدید خواهد شد :

1- عدم وزش باد به صورت مقطعی

2- عدم وجود ابر در آسمان

3- وجود هوای سرد و خشک

همچنین باید توجه داشت در شهرهایی که اطراف آن کوه وجود دارد، پدیده وارونگی هوا معمولا بیشتر اتفاق می افتد. در این شرایط پدیده وارونگی هوا یا وارونگی گرمایی موجب آلودگی شدید هوا در شهرهای پر جمعیت و صنعتی شده و می تواند صدمات شدیدی را به ساکنین شهرها وارد نماید.

جهت مطالعه توضیحات تکمیلی در خصوص گازهای آلاینده و تاثیرات آلاینده های صنعتی بر روی این نوشته کلیک نمائید.

شبیه سازی جریان هوا در  شهرها

شبیه سازی و سیمولیشن سیالاتی تهویه

ارائه راهکار کاهش آلودگی هوا در شهر

طراحی تهویه صنعتی و تهویه تونل و پارکینگ

شبیه سازی و تحلیل سیالاتی تهویه تونل

طراحی و شبیه سازی تهویه صنعتی

شرکت آراکو - محمد قربانعلی بیک

09124780268

02166129745

02166561974

www.araco.ir

[email protected]