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Inversion

Unter einer Inversionsschicht versteht man in der Meteorologie eine Luftschicht, innerhalb derer die Temperatur entgegen den normalen Verhältnissen (siehe ICAO-Standardatmosphäre) mit der Höhe zunimmt. Man spricht auch von einer Temperaturumkehrschicht. Inversionschichten können durch verschiedene atmosphärische Prozesse hervorgerufen werden:

  • Absinkinversion: Vor allem in Hochdruckgebieten bilden sich durch aus der Höhe absinkende Luftmassen häufig mehrere sog. Absinkinversionen aus. Da sich die Luft während des Absinkprozesses gemäß dem trockenadiabatischen Temperaturgradienten um ziemlich genau 1°C pro 100 Meter Höhendifferenz erwärmt, ist sie bei fortgesetztem Absinken häufig in einem bestimmten Niveau wärmer als die direkt unter ihr lagernde Luftschicht, d.h. es bildet sich eine Inversion aus.
  • Bodeninversion: Ein weiterer Prozess, der zur Ausbildung einer Inversion fürhren kann, ist die nächtliche Ausstrahlung des Erdbodens, wodurch sich die unmittelbar darüberliegenden Luftschichten stärker auskühlen als die darüberliegenden.
  • Aufgleitinversion: Auch advektive Prozesse können zur Ausbildung von Inversionen führen, wenn nämlich bei Annäherung einer Warmfront in höheren Schichten verstärkt Warmluftzufuhr erfolgt, während die Luftschichten in tieferen Niveaus von diesen Advektionsvorgängen noch nicht betroffen ist. Diese Situationen kommen sehr häufig im Winter vor, wenn eine Warmfront auf das unter winterlichem Hochdruckeinfluß zuvor stark ausgekühlte Land übertritt.

Inversion
Grafik: Vertikalen Temperatur- und Feuchteprofile für die vrschiedenen Inversionstypen. Die Inversion selber liegt jeweils in dem Bereich, in welchem die Temperatur mit der Höhe zunimmt. (Grafik aus "Brieftauben und Wetter" von W. Sander)

Zu den Feuchteprofilen: Bei der Absinkinversion sinkt (absolut gesehen) trockenere Luft aus größeren Höhen unter adiabatischer Erwärmung ab. Die Luft ist daher oberhalb der Inversion trockener als darunter. Bei der Aufgleitinversion hingegen werden in der Höhe (in der Regel bei Annäherung einer Warmfront) feuchtere und wärmere Luftmassen herangeführt. Dadurch sind sowohl die Temperatur als auch die Feuchte unterhalb der Inversion geringer.

Inversionen sind vor allem dadurch gekennzeichnet, dass sie den vertikalen Luftmassenaustausch stark unterdrücken. Eine Temperaturzunahme mit der Höhe ist eine extrem stabile Luftschichtung im Sinne der statischen Stabilität. Langanhaltende Inversionswetterlagen führen daher vor allem in tiefgelegenen (also unterhalb der Inversion gelegenen) Ballungszentren zu einer rapiden Zunahme von Schadstoffen in der Schicht unterhalb der Inversion. Im Extremfall kommt es zur Ausbildung von sehr gesundheitsschädlichen SMOG-Wetterlagen.

Typische Inversionswetterlage mit guter Fernsicht in den Hochlagen und Dunst in den Tieflagen:

Inversionswetterlage mit guter Fernsicht in den Hochlagen und Dunts in den Tieflagen
Foto: Dr. Peter Göbel


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