Kleines Glossar zu Luftkreisläufen

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Inversion beschreibt den Sonderfall einer Temperaturzunahme mit zunehmender Höhe. Dies widerspricht dem normalen Temperaturgradienten. Im Normalfall nimmt die Temperatur vom Erdboden bis zur Tropopause stetig um 0,6°C pro 100 m ab.

Ein mit warmer Luft gefüllter Ballon ist leichter als seine Umgebung, deshalb steigt er nach oben. Dabei werden sowohl der Balloninhalt (durch adiabatische Zustandsänderung) als auch die umgebende Luft (durch die Luftdruckabnahme nach oben) beim Aufstieg gleich schnell abgekühlt, d.h. der Ballon bleibt stets leichter als die umgebende Luft. Kommt der Ballon in eine Inversionsschicht, dann nimmt dort die Umgebungs-Tempertur zu, d.h. der Ballon verliert seinen Auftrieb, weil sein Inhalt nicht mehr wärmer ist als seine Umgebung. Eine Inversionsschicht hat also eine blockierende Wirkung für aufsteigende Luftmassen.

Das wichtigste Beispiel für eine Inversionsschicht ist die Tropopause. Sie verhindert, dass Wolken über sie hinaus aufsteigen können. Nur extreme Vulkanausbrüche können Feinteilchen über die Tropopause hinaus in die Stratosphäre schießen.

In der tieferen Troposphäre lassen sich drei wichtige Inversionslagen beschreiben:
1. Strahlungsinversion in der Bodenschicht und in der unteren Grundschicht. Die unterste Luftschicht kühlt durch nächtliche Ausstrahlung sehr stark ab, so das darüber liegende Luft wärmer ist als die Bodenluft.
2. Absinkinversion entsteht im dynamischen Hoch, z.B. im Subtropenhoch. Die absinkende trockene Höhenluft erwärmt sich trockenadiabatisch sehr stark und liegt damit auf einer kälteren Grundschicht.
3. Aufgleitinversion an der Warmfront eines dynamischen Tiefs: Hier gleitet die Warmluft auf kalte Bodenluft auf. An der Aufgleitfläche kommt es zur Temperaturumkehr.