1. Приподнятые инверсии возникают преимущественно в устойчивых
антициклонах как над сушей, так и над морем и наблюдаются над
большими территориями на протяжении длительных периодов. Наиболее
часты и сильны они зимой, когда во внетропических широтах
антициклоны особенно интенсивны и устойчивы. Но они круглый год
наблюдаются и в антициклонах субтропических, в том числе и в тех их
частях, которые обращены к экватору, в зоне пассатов; это так
называемые пассатные инверсии. Наиболее часты инверсии в пределах
нижних 2 км, но иногда наблюдаются и в более высоких слоях
тропосферы.
Большинство инверсий в свободной атмосфере являются инверсиями
оседания. Они возникают вследствие нисходящего движения воздуха и
его адиабатического нагревания при этом. Происходит это именно в
устойчивых воздушных массах антициклонов, где воздух обладает
нисходящими составляющими движения, при этом решающее значение имеет
возрастание скорости опускания с высотой. Температура каждой
опускающейся воздушной частицы возрастает. Но частицы в верхней
части слоя нагреваются больше, чем в нижней, так как опускаются за
единицу времени на большее расстояние по вертикали. Поэтому
распределение температуры в слое по вертикали не остается тем же,
что в начальном состоянии. Если опускающийся слой первоначально имел
устойчивую стратификацию, то при опускании она должна стать еще
более устойчивой, что может привести и к образованию инверсии.
Приподнятые инверсии нередко образуются над облачными слоями. При
этом большую роль играет нисходящее движение воздуха. Поскольку над
облачным слоем опускающийся воздух нагревается сухоадиабатически, а
в облаке - влажноадиабатически, то физически очевидно, что
непосредственно над облаком может образоваться инверсия температуры
(которую называют надоблачной инверсией динамического происхождения)
.
Нисходящие движения играют большую роль и в образовании приземных
инверсий температуры. Однако вблизи земли инверсия часто разрушается
под влиянием турбулентности и, как следствие, приземная инверсия
переходит в приподнятую.
Инверсии нередко покрывают обширные территории в соответствии с
размерами антициклонов, в которых они возникают. Особенно это
прослеживается в зимних устойчивых антициклонах над материками
умеренных широт. Почти постоянно инверсии или изотермии наблюдаются
в нижних 1-2 км в зоне пассатов, на обращенной к экватору периферии
субтропических антициклонов (см. главу седьмую, п. 12).
2. Приподнятая инверсия связана с падением относительной влажности.
Относительная влажность наибольшая у основания инверсии, где
накапливается водяной пар, переносимый турбулентностью снизу. Воздух
здесь обычно близок к насыщению, почему нередко под слоем инверсии
наблюдаются облака. Внутрь инверсионного слоя водяной пар снизу
почти не проникает, так как очень устойчивая стратификация в этом
слое сводит турбулентность к минимуму. В самом инверсионном слое
содержание водяного пара то же, какое было в нем до начала оседания.
Но если температура слоя повысилась, а содержание водяного пара
осталось то же, то относительная влажность должна соответственно
понизиться. Поэтому внутри инверсионного слоя наблюдается резкое
падение относительной влажности с высотой, иногда до 20-30 % и ниже.
Например, над Боденским озером (в Северных Альпах) на нижней границе
инверсии относительная влажность в среднем 96 %, а на верхней
границе 43 %.
Кроме нисходящего движения, приподнятые инверсии "в атмосфере могут
быть связаны полностью или частично с фронтальными поверхностями в
циклонических областях, с излучением облаков или мглы и т. п. Но
нисходящее движение - безусловно, преобладающий механизм образования
приподнятых инверсий в атмосфере.