وارونگی هوا(دما) پدیده ای است که بیشتر در انتهای فصل پاییز و زمستان اتفاق می افتد. در هنگام وارونه شدن هوا در شهر هایی مثل تهران،تبریز، کرج ،اصفهان، اهواز، مشهد و سایر شهرهای بزرگ، گازهای آلاینده و گلخانه ای به سطح زمین نزدیک شده و باعث بالاتر رفتن مقدار آلودگی هوا از حد مجاز خواهند شد.
عوامل ایجاد آلاینده در شرایط معمولی در شهرهای بزرگ آلاینده های تولید شده توسط موتورهای احتراق داخلی مثل خودرو سواری، اتوبوس، کامیون، قطار، و تاسیسات صنعتی مثل 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 اطراف سطح زمین، یک چرخش پیوسته و جابجایی طبیعی هوا ایجاد می شود.
در صورتی که وارونگی دما 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.
وارونگی دمایی یا وارونگی هوا
(Thermal Inversion) Air) or Inversion)
برای درک بهتر مفهوم وارونگی دما یا وارونگی هوا، لازم است با شرایط عادی لایه های هوا آشنا شویم. جو اطراف زمین از چندین لایه مختلف تشکیل شده که این لایه ها به ترتیب تروپوسفر(نزدیکترین لایه به سطح زمین که کل بحث ما هم در محدوده همین لایه است)، استراتوسفر، مزوسفر، ترموسفر و اگزوسفر نام دارند.
شرایط دمایی در لایه های مختلف جو متفاوت است اما به صورت کلی می توان نمودار تغییرات دمایی در جو را در تصویر زیر مشاهده کرد. در شرایط عادی آب و هوایی و در لایه تروپوسفر که تا ارتفاع میانگین تقریبا ۱۲ کیلومتری از جو گسترش یافته است و هر چقدر ارتفاع از سطح زمین و دریا افزایش یابد، دمای هوا تا منفی ۶۰ درجه سانتی گراد کاهش خواهد یافت. باید توجه داشت که تا حدود 10 کیلومتر اول لایه های هوای اطراف زمین که در محدوده تروپوسفر می باشد و 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.
در شرایط وارونگی، هوای گرم در لایه های بالاتر و هوای سرد در لایه های پایین تر قرار می گیرد و چون هوای سرد سنگین تر است، به آرامی و ساکن در جای خود باقی می ماند. برای تشخیص این حالت، کافی است به خروجی دودکشهای نیرو گاه ها و کارخانجات توجه نمایید. اگر دود خروجی پس از اندکی ارتفاع گرفتن به موازات زمین در هوا پخش شوند نشانه شکل گیری پدیده وارونگی است. چون دود پس از خروج از دودکش ابتدا سرد شده و پس از هم دما شدن با محیط در برخورد با لایه گرمتر فوقانی خود متوقف می شود. اما اگر دود به حرکت صعودی خود ادامه دهد. یعنی شرایط جوی آب و هوا ناپایدار بوده، روال معمول خود را دارا می باشد و در نتیجه وارونه نشده است. بنابراین در شرایط وارونگی، جو زمین عملا به طور مجازی دارای روکشی از هوای گرم می‌گردد که در مقایسه با هوای لایه های زیرین سبكتر بوده و مانند یک سرپوش به لایه های سرد پایین تر امکان عبور و صعود به لایه های گرم بالاتر را نمی دهد.
با حاکم شدن وارونگی دمایی در سطح زمین به ویژه در مناطق شهری بزرگ و صنعتی، آلودگی‌های تولید شده توسط منابع آلاینده مانند خودروها، کارخانه ها، لوازم گرمازای منازل و… به دلیل سنگین بودن هوای سرد و عدم تمایل به صعود و ترکیب آن با هوای فوقانی در سطح زمین متراکم شده و سبب افزایش غلظت آلاینده‌ها در هوای استنشاقی افراد شده و عوارضی را به دنبال خواهد داشت.
اتفاق هایی که باعث می شود پدیده وارونگی هوا تا حدی از بین برود عبارت است از :
۱ – باریدن باران یا برف
۲ – وزش باد و حرکت جبهه های هوای گرم و سرد
اما عواملی که باعث تشدید بروز پدیده وارونگی هوا یا وارونگی دما خواهد شد :
۱- عدم وزش باد به صورت مقطعی
۲- عدم وجود ابر در آسمان
۳- وجود هوای سرد و خشک
باید توجه داشت که بروز پدیده وارونگی دمایی یا وارونگی هوا، در مناطقی که آلاینده ای تولید نشود مانند مناطق غیر شهری، مشکلی را ایجاد نخواهد کرد. اما در مناطق شهری تا زمانی که آن لایه هوای گرم در بالای محدوده شهر وجود داشته باشد، ادامه خواهد داشت. وارونگی هوا یا وارونه شدن دما دارای چندین منشا مختلف است :
۱- وارونگی هوا و دما بر اثر تشعشع (Radiation Inversion)
۲- وارونگی هوا بر اثر عدم توربولانس و تلاطم هوا(Turbulence Inversion)
۳- وارونگی هوا بر اثر استقرار جبهه هوا(Frontal Inversion)
۴- وارونگی بر اثر نشست هوا(Subsidence Inversion)
دلیل آلودگی هوای شهرها در زمستان و پاییز
به صورت کلی بیشترین دلیل وارونگی هوا و آلوده شدن شدید هوا در شهرهای بزرگ، حالت وارونگی تشعشی است. ایجاد وارونگی تشعشی به این صورت 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. در این شرایط لایه گرم هوا که بالای لایه هوای سرد در اطراف زمین قرار گرفته، 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 و پدیده وارونگی هوا را تشدید می کند. شرایط زمانی ایجاد وارونگی هوا در طول یک شبانه روز در تصویر زیر نشان داده شده است.
بررسی علت آلودگی هوا در زمستان
باید توجه داشت در شهرهایی که اطراف آن کوه وجود دارد، پدیده وارونگی هوا معمولا بیشتر اتفاق می افتد.
همانطور که گفتیم پدیده وارونگی هوا یا وارونگی دمایی، موجب آلودگی شدید در شهرهای پر جمعیت و صنعتی شده و می تواند صدمات شدیدی را به ساکنین شهرها وارد نماید. برای رهایی از وارونگی هوا لازم است، ارگان های مربوطه اقداماتی را در بلند مدت و کوتاه مدت انجام دهند. امروزه کشورهای پیش رفته دنیا برای حل مشکل وارونگی هوا در کلانشهرها برنامه های بلند مدت و کوتاه مدتی در نظر گرفتند و دولت ها، شهرداری ها و سایر ارگانها، به دور از جناح بندی سیاسی، موظف به اجرای این برنامه ها هستند.
- به عنوان مثال جلوگیری از تردد خودرو هایی که استانداردهای آلایندگی را دریافت نکرده اند.
- استفاده از بنزین با کیفیت
- تشویق به استفاده از خودروی های برقی و هیبریدی
- تشویق به خرید موتورسیکلت برقی و دوچرخه
- در عین حال با انجام مدلسازی ها و شبیه سازی های سیالاتی
- بررسی جهت وزش باد و شرایط اقلیمی هر منطقه باید و نبایدهایی در حوزه ساختمانی اعمال می شود و از ساخت و سازهای بدون پشتوانه علمی در بعضی مناطق جلوگیری می شود.
- متاسفانه در ایران و به ویژه شهر تهران و کرج ارگانهای متولی، بیشتر نگرش کسب درآمد نسبت به آلودگی هوا دارند و به هیچ عنوان یک برنامه مدون که تمامی دستگاه ها را بتواند مجبور به انجام فعالیت های بلند مدت و کوتاه مدت نماید، وجود ندارد.
شیوه مقابله با اثرات زیانبار وارونگی دما که به صورت فردی قابل اعمال است:
1- کمتر از خودروهای شخصی استفاده شود و وسایل نقلیه‌ی عمومی برای رفت و آمد به محل کار بهره ببریم.
2- اجتناب از سفرهای غیر ضروری
3- انتخاب مسیرهایی با حداقل سطح ترافیک
4- انتخاب مسیرهایی که برای رسیدن به مقصد از داخل پارک ها و باغ های عمومی عبور می کند همراه با دوچرخه سواری یا پیاده روی در صورت امکان
5- اجتناب از فعالیت های ورزشی یا دویدن در مناطقی با ترافیک سنگین
6- خاموش کردن موتور ماشین و بستن پنجره ماشین در زمانی که خیابان ها در اثر ترافیک سنگین مسدود شده است.
7- استفاده از ماسک های تنفسی مناسب
8- مصرف غذای مناسب با دستور پزشک معالج
9- نوشیدن آب زیاد که به کلیه ها کمک می کند تا املاح اضافی از بدن خارج شود.
10- کاهش مصرف انرژی و سوخت از هر طریق ممکن می تواند در زمان وارنگی دما مثمر ثمر باشد.(استفاده از روش های نوین در صنعت تاسیسات مکانیکی ساختمان بالاخص نصب منبع مکمل پکیج دیواری MMPD به نوبه ی خود حایز اهمیت خواهد بود)
https://mmpdtank.com/everything-about-mmpdtank/
موثرترین کار در وارونگی دما یا هوا
وقتی کیفیت هوای خارج از منزل توسط ذرات معلق و خطرناک تحت تاثیر قرار گرفته و سلامتی افراد را به خطر می اندازد، ماندن در داخل خانه تا حد امکان بهترین کاری است که می توانید انجام دهید. اما اگر مجبور به بیرون رفتن هستید، استفاده از ماسک های تنفسی می‌تواند به حفظ امنیت شما کمک کند.
جمع بندی و نتیجه گیری
پس اگر واقعا نگران سالهای آینده هستیم و نمی خواهیم به صورت فصلی و موقتی به مسائلی مانند آلودگی هوا بپردازیم، نیاز به یک برنامه جامع و اجرایی داریم که باید هر سال بروز شود. اما کاری که در حال حاضر می کنیم، این است که با فرا رسیدن فصل پاییز و زمستان، شورای شهر و یا شهرداری یک سری اقدامات تکراری و موقتی مانند طرح زوج و فرد از درب منازل را اجرا می کند و یا نسبت به تعطیلی مدارس اقدام می کند. در صورتیکه این اقدامات، بیشتر به خاطر بی توجهی به آینده و نداشتن برنامه جامع و منظم است.