Normaal gesproken neemt de temperatuur van de lucht af met de hoogte. Maar in de atmosfeer komt ook het omgekeerde voor, waarbij de temperatuur juist stijgt met de hoogte. Dit noemen we een temperatuurinversie. Zo’n inversie is van invloed op het weer, luchtkwaliteit en kan bijdragen aan het verstreken van geluid.
Temperatuurafname
Je hebt het tijdens een vlucht vast wel eens gezien; de vluchtinformatie die op de tv-schermpjes wordt weergeven. Naast de locatie van het vliegtuig wordt ook vaak de snelheid, hoogte en de temperatuur weergegeven. Wat dan opvalt is dat hoe hoger het toestel komt, hoe lager de temperatuur wordt. En dat is normaal, want de temperatuur daalt gemiddeld zo’n 6,5 graad per kilometer.
Grafiek normale situatie (temperatuurafname met hoogte)
Andersom
Er zijn echter ook situaties waarbij de temperatuur van de lucht (op een bepaalde hoogte) juist toeneemt met de hoogte. Dit wordt een inversie genoemd. De dikte van zo’n inversie-luchtlaag varieert per situatie en kan verschillende oorzaken hebben. In de weerkunde kennen we de frontale inversie. Deze inversie ontstaat bij het naderen van een warmtefront. De aanvoer van warme lucht vindt eerst op hoogte plaats, waardoor op enige hoogte in de atmosfeer de temperatuur toeneemt in plaats van afneemt.
Grafiek inversie (temperatuurtoename met hoogte).
Subsidentie-inversie
Een andere oorzaak van het vormen van zo’n warmere luchtlaag kan de aanwezigheid van een hogedruk zijn. Bij een hogedrukgebied is sprake van grootschalige dalende luchtbewegingen, zogenaamde subsidentie. Dalende lucht warmt op en daar waar de dalende stopt vormt zich vervolgens een warme luchtlaag. De warme luchtlaag werkt als een onzichtbare deksel op de koudere lucht eronder en zit dan ook ‘gevangen’ onder de inversie. Er vindt vervolgens geen uitwisseling of menging plaats tussen beide luchtlagen met alle gevolgen van dien. Wanneer een hogedrukgebied en daarmee de inversie lang blijft hangen heeft dat gevolgen voor de luchtkwaliteit. Onder een inversie hoopt zich alle uitstoot, fijnstof en andere vuiligheid op – beter bekend als smog.
Subsidentie-inversie en smogvorming
De inversie is niet zichtbaar, maar de rookpluim verraad dat deze wel degelijk aanwezig is. De rook spreidt zich onder de inversie uit. (foto: Hans Janssen)
Een hogedrukgebied en subsidentie-inversie zorgen vaak voor zonnig en droog weer, maar niet altijd. Meer uitleg hierover lees je in deze blog.
Stralings- of grondinversie
Een veelvoorkomende inversie in de lente en zomer is de grond- of stralingsinversie. Overdag is er sprake van een ‘normaal’ temperatuurprofiel. Ofwel, aan de grond is het warm en naarmate je de hoogte in gaat neemt de temperatuur af. In de avond en nacht is er geen instraling meer van de zon en koelt het vervolgens aan de grond af. Dit afkoelen gaat sneller wanneer het helder is en er weinig staat. De luchtlaag boven de grond koelt dus af en al snel wordt deze kouder dan de (warme) lucht op enige hoogte. Zo’n stralingsinversie kan 10 tot 100 meter dik worden. Is de lucht vochtig genoeg, dan kan onder zo’n inversie mist en laaghangende bewolking ontstaan.
Onder een grondinversie heeft zich grondmist gevormd (foto: Gijs de Reijke)
Inversie en geluid
Is het je wel eens opgevallen dat je bij een bepaalde windrichting het verkeer van een snelweg of het ineens of beter hoort? Dan weet je dat de windrichting een rol speelt in de verplaatsing van geluid. Maar de aanwezigheid van een inversie kan ook een grote rol spelen in de versterking van omgevingsgeluid. Geluidsgolven verplaatsen zich sneller in warme lucht. In koude lucht verplaatsen ze zich minder snel. In geval van een normale situatie, dus warme lucht onderin en op hoogte koude lucht, zal de snelheid van geluid met de hoogte afnemen. De geluidgolven zullen naar boven afbuigen, waardoor het geluid horizontaal gezien niet ver zal reiken. Op enige hoogte de lucht zal het geluid wel verder reiken, denk maar aan de mensen in een heteluchtballon. Zij horen duidelijk alle geluiden en stemmen op de grond.
(bron: Erik Salomons)
Wanneer er sprake is van een inversie is de situatie precies andersom. De lucht op enige hoogte is warmer dan aan de grond. Hierdoor zal de geluidssnelheid met de hoogte juist toenemen. Dit resulteert in het afbuigen van geluid naar beneden (zie figuur hierboven), waardoor het geluid zich op afstand juist versterkt. Het afbuigen van geluidsgolven wordt refractie genoemd en in dit geval refractie omlaag. Het lijkt erop dat de geluidgolven worden weerkaatst tegen de inversie, maar dat is dus niet zo, ze worden afgebogen.
Refractie van geluidsgolven omhoog wanneer de temperatuur aan de grond hoger is dan in de hogere luchtlagen(a) en refractie omlaag wanneer de temperatuur op hoogte hoger is dan op de grond (b). (afbeelding: audiologieboek)
Extra geluidsoverlast
Festivals en andere events worden meestal gehouden in de lente en zomer, dezelfde periodes wanneer een stralingsinversie kan ontstaan. De wind zwakt in de avond af, het wordt allemaal rustiger… alhoewel, het geluid van het event versterkt zich ineens en is meer hoorbaar. Niet alleen de windrichting speelt dan een rol weten we inmiddels, maar ook het afbuigen van het geluid door de aanwezigheid van een inversie.
Afgelopen weekend was dit waarschijnlijk ook het geval bij techno-event Awakenings, waardoor er veel klachten over geluidsoverlast binnenkwamen bij de gemeente Haarlemmermeer.
