Na tatrzańskich szczytach cieplej niż w Zakopanem? Wyjaśniamy zjawisko inwersji

W górach intuicyjnie spodziewamy się, że im wyżej się znajdujemy, tym chłodniejsze powinno być powietrze. Tymczasem zimą i późną jesienią w Tatrach czasem dochodzi do sytuacji, w której np.: na wysokości Kasprowego Wierchu  notuje się temperatury wyższe niż w Zakopanem, Poroninie czy innych miejscowościach Podhala. Choć z pozoru wydaje się to sprzeczne z podstawowymi zasadami meteorologii, w rzeczywistości jest efektem dobrze znanego procesu fizycznego — inwersji temperatury.

Jak zwykle zmienia się temperatura z wysokością

W typowych warunkach atmosfera charakteryzuje się ujemnym gradientem temperatury, co oznacza, że wraz ze wzrostem wysokości temperatura powietrza spada. Średnio w troposferze przyjmuje się spadek rzędu około 6,5°C na każdy kilometr wysokości. Taki układ sprzyja pionowym ruchom powietrza i jego efektywnemu mieszaniu. W sprzyjających warunkach synoptycznych mechanizm ten zostaje jednak zaburzony, a rozkład temperatury w pionie może się odwrócić.

Na czym polega inwersja temperatury

Inwersja temperatury występuje wtedy, gdy przy powierzchni ziemi zalega chłodniejsze powietrze, a powyżej niego znajduje się warstwa powietrza cieplejszego. Najczęściej dochodzi do niej nocą, zwłaszcza przy bezchmurnym niebie i słabym wietrze. Podłoże intensywnie traci wówczas ciepło na skutek promieniowania długofalowego, silnie się wychładzając. Kontakt z ochłodzoną powierzchnią prowadzi następnie do spadku temperatury najniższej warstwy powietrza, głównie w wyniku przewodnictwa cieplnego i bardzo słabego mieszania.

Rola ukształtowania terenu Podhala i Tatr

Warunki topograficzne w rejonie Tatr sprzyjają utrwalaniu inwersji. Chłodne powietrze jest gęstsze i cięższe, dlatego ma tendencję do spływania po stokach i gromadzenia się w obniżeniach terenu oraz dolinach. Zakopane, Poronin i inne miejscowości Podhala położone są właśnie w takich obszarach, gdzie zimne masy powietrza mogą zalegać przez wiele godzin, a niekiedy nawet przez kilka dni. Brak wiatru dodatkowo ogranicza możliwość wymieszania warstw powietrza i usunięcia chłodnej warstwy znad powierzchni ziemi.

Dlaczego wyżej bywa cieplej

Powyżej warstwy inwersyjnej panują zupełnie inne warunki termiczne. Powietrze jest tam zwykle suchsze i znajduje się ponad strefą mgieł oraz niskiego zachmurzenia. Dzięki temu powierzchnia terenu na większych wysokościach otrzymuje większy dopływ promieniowania słonecznego w ciągu dnia, a nocne wychładzanie jest słabsze niż w dolinach. W rezultacie temperatury w wyższych partiach Tatr mogą utrzymywać się na wyraźnie wyższym poziomie niż u ich podnóża.

Skutki inwersji w górach

Inwersja temperatury ma istotny wpływ na warunki pogodowe w regionie. Sprzyja powstawaniu mgieł i niskiego zachmurzenia w dolinach oraz pogarsza jakość powietrza, ponieważ zanieczyszczenia pozostają uwięzione w chłodnej warstwie przyziemnej. Jednocześnie wyżej położone obszary mogą doświadczać lepszej widzialności, większego nasłonecznienia podłoża i znacznie łagodniejszych warunków termicznych.

Kiedy inwersja zanika

Zanik inwersji następuje zazwyczaj w momencie, gdy podłoże w dolinach zaczyna się intensywnie nagrzewać w ciągu dnia lub gdy pojawia się silniejszy wiatr. Prowadzi to do wymieszania warstw powietrza i przywrócenia bardziej typowego dla gór rozkładu temperatury, w którym temperatura ponownie spada wraz z wysokością.

Naturalny element klimatu górskiego

Inwersja temperatury jest naturalnym i częstym elementem klimatu Tatr, szczególnie w chłodnej porze roku i podczas stabilnych wyżowych sytuacji barycznych. To właśnie ona sprawia, że w górach nie zawsze obowiązuje zasada „im wyżej, tym zimniej”, a różnice temperatur między dolinami a szczytami mogą być zaskakująco duże.