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Poluição do ar: o que é o fenômeno da inversão térmica?

A ação dos contaminantes do ar pode ser muito agravada quando ocorre o fenômeno da inversão térmica das camadas atmosféricas. Normalmente, o ar junto à superfície do solo está em constante movimento vertical, devido ao processo denominado convecção que consiste no seguinte: as irradiações caloríficas do Sol, aquecendo a superfície da Terra, fazem com que o ar, junto a essa superfície, se aqueça; o ar aquecido torna-se mais leve que o ar frio e tende, pois, a subir formando uma corrente formando uma corrente ascendente.

Esse deslocamento da camada inferior cria um “vazio” junto ao solo fazendo com que o ar frio, que se achava em cima, desça para junto do solo em substituição ao que subiu; uma vez junto ao solo, ele se aquece e sobe tomando o lugar do outro que se esfriou, e assim, sucessivamente.

Podemos observar que isso está ocorrendo pela posição vertical da pluma de fumaça das chaminés.
Condições desfavoráveis podem, entretanto inverter a disposição das camadas atmosféricas. Principalmente no inverno pode ocorrer um rápido esfriamento do solo ou um rápido aquecimento das camadas atmosféricas superiores.

Nessas condições, o ar quente, ficando por cima da camada de ar frio, funciona como um tampão, impedindo qualquer movimento vertical: o ar frio não sobe, porque é mais pesado e o ar quente não pode descer porque é mais leve. Quando isso acontece, as fumaças e gases produzidos pelas chaminés e pelos veículos não são dissipados pelas correntes verticais. As plumas de fumaça das chaminés assumem posição horizontal, tendendo a colar-se ao solo.

A cidade toda fica como que encerrada em uma campânula invisível que impede a saída de gases. Conseqüentemente, nessas ocasiões, a concentração de substâncias tóxicas aumenta muito.

O que é inversão térmica? Como e por que esse fenômeno ocorre?

Durante o dia, o ar próximo do chão é aquecido pelo calor da superfície do solo, como nos dias quentes. Por ser menos denso e mais leve, esse ar quente sobe. À noite, o solo esfria rapidamente e a temperatura do ar que está mais próximo da superfície também diminui. Forma-se, então, uma camada de ar frio abaixo da camada de ar aquecida durante o dia.

No dia seguinte, a camada de ar frio, mais densa e pesada, não consegue subir, porque o ar quente funciona como um “tampão”: é a inversão térmica.

Em grandes cidades, com atividade industrial e numerosa frota de veículos, a camada de ar frio começa a concentrar os poluentes. A fumaça fica “presa” e contamina o ar.

Nos dias quentes é raro ocorrer à inversão térmica. Nesses dias os raios de sol aquecem a superfície terrestre. O chão transfere o calor para o ar acima dele. Esse ar aquecido, menos denso e mais leve, sobe e carrega os poluentes. Por isso o nível de poluição do ar costuma ser maior no inverno do que no verão.

Nos dias frios, o cenário muda, porque o clima fica propício para inversões térmicas. Forma-se uma camada de ar frio em baixas altitudes. Essa massa de ar não consegue subir e a qualidade do ar piora por causa da fumaça emitida por veículos e indústrias. O ar frio é mais pesado do que o ar quente. Por isso ele tende ficar embaixo. Esse fenômeno ocorre em dias de inversão térmica, quando a camada de ar frio é bloqueada por uma de ar quente.

Em grandes cidades, como São Paulo, fica visível a “fronteira” entre as duas camadas de ar. Os veículos são os maiores responsáveis pela emissão de poluentes no ar em grandes cidades. Automóveis, caminhões e ônibus despejam todos os dias toneladas de gases tóxicos pelos escapamentos. Eles respondem por 90 por cento da poluição presente na atmosfera. O restante fica por conta das indústrias e outras fontes, como queimadas.

Em dias mais quentes, toda essa fumaça é dissipada na atmosfera e seus efeitos nocivos se tornam menores. No inverno, porém, a situação piora muito. A inversão térmica, um fenômeno natural nos dias frios, forma uma espécie de “cobertor” que impede que os gases tóxicos se dispersem. “Quando a camada mais quente do ar fica muito próxima da superfície, os problemas gerados pela inversão são preocupantes”, dizem alguns metereologistas.

Nesses dias, a concentração de poluentes é visível. Perto do solo, o ar é escuro e cheio de fumaça. Logo acima, o céu é azul. A linha que divide o ar sujo do ar limpo é a zona de transição do ar frio e o ar quente.