Efectos de las inversiones

La estabilidad del aire en una inversión es muy grande. Los movimientos verticales son frenados y tienden a desaparecer rápidamente.

La existencia de una inversión frecuentemente se manifiesta por las cimas de las nubes cuyo desarrollo vertical es frenado y que tienden a extenderse debajo de la base de la capa de inversión.

Asimismo, la neblina producida por el polvo o el humo queda frecuentemente confinada debajo de una inversión de temperatura.

Asimismo, ciertos efectos ópticos están asociados a las inversiones. La refracción o la curvatura de los rayos luminosos depende de la temperatura y del contenido en vapor de agua del aire. En las proximidades de las inversiones de temperatura, la refracción puede ser anormal. Se puede producir espejismo cuando los rayos luminosos atraviesan de arriba abajo una capa de inversión incurvándose hacia arriba.

La transmisión d las ondas radioeléctricas de longitud de onda inferior a 10 m está igualmente influenciada por la variación de temperatura y del contenido de vapor de agua de una capa a otra. Las inversiones de temperatura y las diferencias de densidad de las diversas capas atmosféricas producen efectos particularmente importantes en la trayectoria de los transmisiones por ondas micrométricas y sobre el radar.

Inversión de turbulencia

La turbulencia contribuye a la formación de inversiones. La turbulencia, si dura bastante tiempo, provoca una mezcla completa de la atmósfera en las capas donde se produce.

La turbulencia mecánica puede así provocar el transporte en altitud del aire frío inicialmente situado en la base de una inversión de superficie, lo que tiene por efecto ampliar a una capa de aire más espesa el enfriamiento radiativo. La cima de la inversión se encuentra, pues, transportada a una más grande altura.

Por otra parte, una turbulencia más intensa, debida a un viento fuerte, puede, por mezcla, repartir el aire más frío sobre una capa todavía más espesa. El enfriamiento en superficie, entonces, se reduce y la inversión no se produce. Esto muestra que la velocidad del viento y la turbulencia que resulta deben quedar comprendidas entre ciertos límites para que una inversión de superficie espesa se pueda producir.

La turbulencia puede a veces crear una inversión en altitud. En una capa turbulenta, el aire superior, arrastrado hacia abajo, se calienta por comprensión adiabática, mientras que el aire de las capas superiores, transportado hacia arriba, se expansiona adiabáticamente y se enfría.

Al cabo de un cierto tiempo, el aire de toda la capa habrá sufrido, en este proceso de mezcla, compresiones y expansiones adiabáticas. Se establecerá en la capa un gradiente vertical de temperatura del mismo valor que el gradiente adiabático; el aire es más caliente que antes en las capas bajas, más frío en la parte superior.

En el supuesto de que, por encima de la capa turbulenta, la temperatura del aire permanezca constante a pesar del enfriamiento adiabático, puede formarse una inversión de turbulencia.   

Inversión de radiación

La superficie de la tierra, durante la noche, se enfría por radiación. Si este enfriamiento continúa bastante tiempo, el aire en contacto con la superficie terrestre puede hacerse más frío que las capas más elevadas de la atmósfera. Se forma entonces una inversión de radiación

Con viento débil o nulo, el enfriamiento no se extiende hacia arriba más que a una distancia pequeña. La inversión tiene un espesor débil.

La temperatura puede, sin embargo, llegar a ser muy baja en superficie e incluso con un espesor débil, la inversión puede ser importante. En este caso, se hablará de una fuerte inversión. Las inversiones de radiación se producen en el curso de noches despejadas con viento débil. Las nieblas matinales (nieblas de radiación) pueden ser la consecuencia si la humedad del aire es suficiente.

En ciertas situaciones se pueden producir heladas. Es frecuentemente lo que ocurre cuando el aire es poco húmedo; la radiación es más importante y la temperatura en superficie se hace más baja. Esto se produce en particular en las tierras del interior después de una larga noche de invierno con cielo despejado.

La cima de las nubes puede igualmente enfriarse por radiación en el curso de la noche. Se puede así formar una inversión de radiación en la atmósfera lejos de la superficie terrestre.

Variación de la temperatura con la altitud

Esta variación decreciente de la temperatura en función de la alti­tud se llama gradiente térmico vertical.

En la troposfera, el gradiente térmico vertical tiene un valor medio apro­ximado de 6°c por kilómetro. Esto significa que si, por ejemplo, lo temperatura al nivel del mar es de 15°c, a la altitud de 5 km. Aproximadamente, alcanzaré el valor de -15°c (o sea: una baja de 30°c).

En las capas inferiores de la estratosfera, la temperatura no varía prácticamente con la altitud. Por lo tanto, el gradiente térmico vertical es nulo. Enton­ces se dice que esto parte de la atmósfera es isoterma (isoterma significa "de igual temperatura").

Si en ciertas regiones de la atmósfera la temperatura crece con la altitud, se dice, entonces, que el gradiente de temperatura vertical es negativo. Conviene re­cordar que, según esto, a un gradiente vertical negativo le corresponde un aumento de temperatura con la altitud. Por ejemplo: si la temperatura aumenta 2°c para un desnivel de 1 km., se dice que el gradiente térmico vertical es igual a -2°c por kilómetro.

Normalmente, en la troposfera, la temperatura decrece con la altitud. El gradiente térmico es, en promedio, positivo e igual a 6°c por km, aproximadamente.

Sin embargo, puede suceder que, en ciertas capas de la troposfera, la tempe­ratura aumente con la altitud. En este caso se dice que hay una inversión de tempera­tura dado que la variación normal de la temperatura en la troposfera está entonces invertida.

En la termosfera, la temperatura crece con la altitud y, por lo tanto, el gradiente vertical térmico vuelve a ser negativo en esta región de la atmósfera.

La temperatura de la atmósfera afecta a su densidad, la cual determina el peso de la columna de aire que está encima de la superficie sobre la cual se ejerce este peso, es decir: la presión atmosférica.