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El origen de la Inversión Térmica y su relación con la contaminación del aire

Diferencias de temperatura, una de las características de la inversión térmica.

25-05-2020

Por Isabel Pérez, Ciencia UNAM-DGDC

Un fenómeno natural que tiene que ver con diferencias de temperatura y la manera en que se distribuye en la superficie, es la inversión térmica. Aunque esta en sí no provoca efectos en la salud, lo que causa daño, dicen los especialistas en ciencias de la atmósfera, es la acumulación de contaminantes dentro de la capa de inversión.

La inversión térmica es un tipo de característica que adquiere la atmósfera cuando la temperatura del aire, en vez de descender mientras subimos en altura, como es normal, va ascendiendo cada vez más; esto hace que la densidad del aire dentro de la capa de inversión, la cual se relaciona directamente con la temperatura, aumente con la altura, limitando así las corrientes ascendentes que se producen en la atmósfera.

Esto ocurre cuando el calor que recibe el suelo por radiación durante el día, se pierde de manera acelerada durante la noche, y las capas de aire cercanas a él se enfrían más rápido que las capas superiores de aire.

La inversión térmica, explica Ricardo Torres Jardón, investigador del grupo de Físico-química atmosférica del Centro de Ciencias de la Atmósfera de la UNAM, se da con más frecuencia y duración durante el invierno porque hay menos horas de Sol y esto evita que el calentamiento de la base de la inversión sea más rápido y efectivo.

Cambios de temperatura

Se estima que dentro de la capa de la Tierra denominada tropósfera, por cada diez grados que se asciende en altitud, la temperatura baja un grado centígrado, es por ello que cuando subimos cerros o montañas la temperatura es más fría, lo que es atmosféricamente normal.

En contraparte, hay ocasiones en que entre más alto estamos, más alta es la temperatura, lo que significa que se está invirtiendo el perfil de una atmósfera típica que afortunadamente no es constante, ya que eventualmente vuelve tomar el comportamiento esperado.

Lo anterior se explica porque existen situaciones orográficas o climáticas que ocasionan que suceda el perfil de la temperatura invertida. En las ciudades, por ejemplo, el pavimento o las construcciones hechas con cemento absorben mucho calor, provocando que por las noches el aire caliente cercano a la superficie, se eleve hasta cierta altura causando la inversión de temperatura”.


 

Ese estancamiento de aire provoca que se acumulen los contaminantes; es decir, todas las emisiones de contaminantes que ocurran dentro de esa capa de la atmósfera con un perfil de inversión, se acumularán sin oportunidad de dispersión debido a que el perfil es muy estable y no permite que se diluya. Por todo esto, es que a este fenómeno se le llama inversión térmica.

Dispersión de contaminantes

Dicho de otra manera, el Sol sobre el concreto y el asfalto genera corrientes ascendentes de aire que se llevan los contaminantes hacia arriba, donde posteriormente se dispersarán gracias a la circulación general de la atmósfera.

En cambio, en las noches en las que la temperatura es baja la situación se invierte, ya que la Tierra no recibe radiación solar, pero permite el paso de calor del pavimento y concreto hacia las capas superiores de la atmósfera. En consecuencia, el suelo se enfría y se enfrían también las capas más cercanas de la Tierra.

Las inversiones térmicas que ocurren en la Ciudad de México comienzan a formarse entre las once o doce de la noche y permanecer hasta las nueve de la mañana, aproximadamente. Por ello es que los contaminantes asociados con las emisiones de automóviles, especialmente a las horas de mucho tráfico, aumentan considerablemente. A medida que comienza a subir la temperatura, el aire de todos los niveles se calienta poco a poco y los contaminantes se diluyen.

Relación con la meteorología

Lo que resulta peligroso es que, a nivel de meteorología regional, pueden ocurrir inversiones térmicas a uno o dos kilómetros de altura como consecuencia de la influencia de sistemas sinópticos de alta presión que no tienen que ver con la superficie ni su orografía.

Por ejemplo, cuando se presenta una inversión de temperatura en la altura sobre la región central de México, donde se ubica el valle de México que está rodeado de cerros y montañas, se dificulta la dispersión de contaminantes de toda la región.

Un ejemplo del efecto de este fenómeno meteorológico es cuando suceden contingencias ambientales asociadas a incendios forestales que generan una gran cantidad de partículas de tamaño muy pequeño Estas partículas contaminantes no pueden dispersarse debido a que los sistemas de alta presión se estancan, aumentando así la concentración de las mismas a nivel superficie.

Ricardo Torres precisa que el doctor Ernesto Jáuregui (1923-2014) fue de los primeros en realizar estudios sobre inversión térmica, no sólo en la ciudad de México sino en otras entidades donde este potencial natural meteorológico de formar inversiones térmicas, ya empieza a ser tomado en cuenta para la elaboración de políticas públicas de control de contaminación        

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