Inversion de température (ou thermique)
MÉTÉOROLOGIE
L'inversion de température : une anomalie thermique troposphérique
Contrairement au gradient thermique adiabatique de la troposphère, où la température diminue avec l'altitude, l'inversion de température se caractérise par une augmentation de la température avec l'altitude sur une certaine épaisseur de l'atmosphère Ce phénomène, induisant une stratification thermique stable, a des implications significatives sur les conditions météorologiques, la qualité de l'air et la visibilité.
Mécanismes de formation
L'inversion de température résulte de processus physiques variés qui perturbent l'équilibre thermique vertical de l'atmosphère.
Refroidissement radiatif nocturne
Lors de nuits claires et calmes, le sol émet un rayonnement infrarouge intense, entraînant un refroidissement rapide de la surface et de la couche d'air adjacente. Ce refroidissement différentiel crée une inversion de température près du sol, phénomène accentué dans les zones topographiques telles que les vallées où l'air froid s'accumule par drainage catabatique*.
*Le drainage catabatique est un processus géomorphologique qui se produit lorsque l'air froid et dense s'écoule vers le bas d'une pente sous l'effet de la gravité. Ce phénomène est souvent observé dans les régions montagneuses et polaires, où les différences de température entre l'air en altitude et l'air dans les vallées peuvent être importantes.
Advection d'air chaud en altitude
L'arrivée d'une masse d'air chaud en altitude, par exemple lors du passage d'un front chaud, peut surplomber une masse d'air froid préexistante. La faible diffusivité thermique de l'air limite le mélange vertical et maintient l'inversion de température.
Subsidence anticyclonique
Dans les zones de haute pression atmosphérique, la subsidence de l'air entraîne une compression adiabatique et un réchauffement de la couche d'air en altitude. Ce processus peut créer une inversion de température, notamment en présence d'un anticyclone persistant.
Conséquences et manifestations
L'inversion de température a des conséquences multiples sur les conditions atmosphériques :
- Stabilité atmosphérique : la stratification thermique stable inhibe les mouvements verticaux de l'air, limitant la convection et la formation de nuages. Ceci peut conduire à des conditions météorologiques stables, avec un ciel clair et une absence de précipitations ;
- Piégeage des polluants : l'inversion de température agit comme un "couvercle" qui empêche la dispersion verticale des polluants atmosphériques. Ces derniers s'accumulent alors dans les basses couches de l'atmosphère, dégradant la qualité de l'air et pouvant entraîner des épisodes de smog ;
- Modification du profil de température : l'inversion thermique affecte le profil vertical de température, ce qui a des implications sur la propagation des ondes sonores et électromagnétiques. Elle peut également influencer la formation de brouillard et de nuages bas, en modifiant le point de rosée.
Observation et détection
L'identification d'une inversion thermique peut se faire par l'observation de certains indicateurs :
- Présence de brouillard persistant : la formation de brouillard, en particulier dans les vallées, est un indicateur fréquent d'inversion de température. Le brouillard persiste car l'air froid et humide est piégé sous la couche d'inversion ;
- Stratification nuageuse : l'observation d'une couche nuageuse basse et uniforme, comme des stratus, peut indiquer la présence d'une inversion de température à la base de la couche nuageuse ;
- Visibilité réduite : l'accumulation de polluants et d'humidité sous l'inversion de température peut entraîner une réduction significative de la visibilité horizontale.
L'inversion thermique en hiver
L'inversion de température en hiver est un phénomène où l'air froid reste piégé près du sol sous une couche d'air plus chaud, inversant ainsi le gradient thermique habituel. Ce phénomène entraîne une stagnation de l'air, souvent responsable de brouillards persistants et de pollution accrue dans les zones urbaines et les vallées. Découvrez plus en détail ce phénomène et ses effets sur la qualité de l'air dans cet article de blog.
L'inversion thermique est un phénomène météorologique complexe qui joue un rôle important dans la dynamique de l'atmosphère.