Khí hậu, nhiệt độ có mối liên quan trực tiếp đến các vấn đề môi trường. Trong những năm gần đây, hiện tượng đảo ngược nhiệt xuất hiện với tần số dày đặc ở hầu hết các khu vực gây ra những tác động trực tiếp đến môi trường xung quanh. Vậy hiện tượng nghịch đảo nhiệt là gì?
1. Đảo ngược nhiệt là gì?
Hiện tượng nghịch đảo nhiệt (Temperature inversion) là một hiện tượng của khí quyển xảy ra khi nhiệt độ của lớp khí quyển trên cao lớn hơn nhiệt độ của lớp khí quyển phía dưới. Nghịch nhiệt xảy ra hầu như ở tất cả các thời điểm khác nhau của năm, thường xảy ra với tần suất cao vào mùa Đông khi không khí ổn định, đêm kéo dài và có không khí lạnh tràn về.
Nghịch đảo nhiệt thường xảy ra phổ biến ở các lục địa phía bắc vào mùa đông và ở các đại dương cận nhiệt đới bởi những vùng này thường có không khí lạnh và nằm dưới các trung tâm áp suất cao lớn. Có một số loại nghịch đảo nhiệt bao gồm nghịch lưu và đảo lún, nhưng phổ biến nhất là nghịch đảo bức xạ.
Hiện tượng nghịch đảo nhiệt
Thông thường, không khí gần mặt đất tương đối ẩm 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.
Nghịch đảo nhiệt hay nghịch nhiệt xảy ra khi gradient nhiệt bình thường của khí quyển bị đảo ngược. Ở điều kiện bình thường nhiệt độ không khí thường giảm dần theo độ cao nhưng đối với hiện tượng đảo ngược nhiệt, càng lên cao, nhiệt độ càng giảm dẫn đến xảy ra sự biến đổi khí hậu bất thường.
Nghịch đảo nhiệt đóng vai trò quan trọng trong việc xác định dạng mây, lượng mưa và dự báo thời tiết. Tuy nhiên, hiện tượng này cũng gây ra những tác động tiêu cực đến sức khỏe con người, đặc biệt là môi trường xung quanh.
2. Đảo ngược nhiệt độ ảnh hưởng đến môi trường như thế nào?
2.1. Giảm các chất ô nhiễm trong bầu khí quyển
Hiện tượng nghịch nhiệt làm giảm các chất ô nhiễm trong bầu khí quyển, khiến bụi bẩn bị tích tụ lại ở mặt đất. Hiện tượng nghịch nhiệt với đặc điểm khiến không khí bên dưới ổn định, không thể khuếch tán lên cao là một phần nguyên nhân làm chất lượng môi trường không khí bị ô nhiễm nghiêm trọng.
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.
Lớp mây dày đặc bao phủ mặt đất
Hiện tượng nghịch đảo nhiệt khiến các chất ô nhiễm bị giữ lại ở mặt đất, không lan rộng ra khí quyển bởi độ cao tỉ lệ thuận với nhiệt độ và càng lên cao nhiệt độ càng tăng khiến những độc chất, khí phát thải từ các nhà máy khó xâm nhập vào khí quyển, giữ cho khí quyển sạch sẽ, ô nhiễm ở mức thấp hơn bình thường.
2.2. Tăng mức độ khói bụi cao hơn
Nghịch đảo nhiệt làm tăng mức độ khói bụi, chất độc hại, khí thải khiến không khí bị ô nhiễm nặng nề, nghiêm trọng. Nghịch đảo nhiệt ngăn chặn tầng đối lưu khí quyển diễn ra và có thể dẫn đến không khí lặng gió và bẩn hơn do khói bụi, chất gây ô nhiễm không được nâng khỏi mặt đất.
Không khí ô nhiễm bị giới hạn ở mặt đất bởi lớp mây dày
Điều này có thể dẫn đến các hiện tượng thời tiết khác nhau, chẳng hạn như tình trạng “sương mù” bị mắc kẹt gần mặt đất. Sương mù bị ảnh hưởng bởi lớp đảo ngược bởi vì nó là bị giới hạn khi khối không khí ấm di chuyển trên một khu vực. Điều này xảy ra bởi vì lớp không khí ấm hơn nằm phía trên thành phố và ngăn cản sự pha trộn bình thường của không khí lạnh hơn, đặc hơn.
Không khí thay vào đó trở nên tĩnh lặng và theo thời gian, việc thiếu hỗn hợp khiến cho các chất gây ô nhiễm trở nên bị mắc kẹt dưới sự đảo ngược, phát triển một lượng lớn khói bụi.
Đám sương khói khổng lồ 1952 ở London (Anh) là một ví dụ của hiện tượng nghịch nhiệt nghiêm trọng nhất, khiến tình trạng tử vong dao động trong khoảng từ 11000 đến 12000 người.
Vào năm 2013, sương khói dày đặc đã tấn công Bắc Kinh và bao phủ hầu hết các vùng phía bắc Trung Quốc, ảnh hưởng đến tổng cộng 600 triệu người. Đây là một trong những tác động tiêu cực của nghịch đảo nhiệt với môi trường.
Sương khói phủ kín phía bắc Trung Quốc năm 2013
Đặc biệt, đối với nhiều thành phố bị bao quanh bởi đồi núi, hoặc nằm trên những đồng bằng có những dãy núi xung quanh, nghịch đảo nhiệt ảnh hưởng rất trầm trọng. Những thành phố bao gồm Los Angeles, New Delhi, Santiago, Tehran, Mexico đều phải chịu ảnh hưởng của ô nhiễm do nghịch đảo nhiệt rất gay gắt.
2.3. Thay đổi thời tiết các khu vực
Thay đổi thời tiết các khu vực cũng là một trong những ảnh hưởng của hiện tượng nghịch đảo nhiệt. Sự đảo ngược nhiệt độ có thể giữ không khí lạnh gần mặt đất dẫn đến nhiệt độ mát hơn và tăng độ che phủ của mây.
Ngoài ra, giông bão và lốc xoáy cũng liên quan đến nghịch đảo vì năng lượng cường độ cao được giải phóng sau khi đảo ngược chặn các tầng đối lưu bình thường của khu vực.
Thời tiết lạnh hơn do đảo ngược nhiệt diễn ra
3. Tại sao đảo ngược nhiệt độ có thể gây hại?
Hiện tượng đảo ngược nhiệt không tác động trực tiếp đến sức khỏe con người nhưng khiến ô nhiễm không khí tăng cao dẫn đến sức khỏe con người bị suy giảm. Ô nhiễm không khí bị mắc kẹt trong lớp không khí ẩm khiến con người dễ dàng tiếp xúc với những hóa chất độc hại bao gồm khói, carbon monoxide, nitrogen dioxide và sulfur dioxide.
Tiếp xúc với những khí độc, bụi bẩn, vi sinh vật trong thời gian dài có thể gây ra các vấn đề về hô hấp, tim mạch, phổi bao gồm hen suyễn, ho khan, đột quỵ, đau tim, ung thư, thậm chí là tử vong sớm.
Một nghiên cứu về “Tác động của sự đảo ngược nhiệt và ô nhiễm không khí đối với số lượng bệnh nhân mắc Covid -19 tại thành phố thủ đô Tehran” chỉ ra rằng trong trường hợp đảo ngược nhiệt độ, không khí trở nên ổn định và các hạt tích tụ trong lớp đảo ngược làm tăng mức độ ô nhiễm không khí nghiêm trọng dẫn đến gia tăng các ca tử vong trong COVID 19.
Đảo ngược nhiệt khiến diễn biến COVID – 19 trở nên phức tạp
Hiện tượng nghịch đảo nhiệt khiến chất lượng không khí ngày càng xấu và giảm sút. Không khí kém ảnh hưởng đến đời sống, sức khỏe và nhu cầu cá nhân của con người. Đồng thời, nghịch đảo nhiệt cũng tác động mạnh mẽ đến thời tiết từng khu vực và có thể là nguyên nhân dẫn đến sự biến đổi khí hậu toàn cầu.
Tìm hiểu và cập nhật những thông tin mới nhất về không khí tại đây.
THAM KHẢO
[1] “Temperature Inversion Traps Pollution at Ground Level — European Environment Agency.” Www.eea.europa.eu, www.eea.europa.eu/media/infographics/temperature-inversion-traps-pollution-at/view#:~:text=The%20warmer%20air%20rises%20and.
[2] “What Is Temperature Inversion? – Airly WP | Air Quality Monitoring. Monitor in UK & Europe. Airly Data Platform and Monitors.” Airly.org, airly.org/en/what-is-temperature-inversion/. Accessed 25 May 2023.
[3] Keikhosravi, Ghasem, and Seyedeh Fatemeh Fadavi. “Impact of the Inversion and Air Pollution on the Number of Patients with Covid-19 in the Metropolitan City of Tehran.” Urban Climate, vol. 37, May 2021, p. 100867, https://doi.org/10.1016/j.uclim.2021.100867.
