Lors d'une inversion de température nocturne, l'air froid est bloqué au sol par un couvercle d'air plus chaud. © danielkay, Adobe Stock
L'inversion de température désigne un phénomène météorologique lors duquel une couche d'air chaud surplombe l'air froid dans une couche donnée de l'atmosphère. Dans la troposphère (jusqu'à 11 à 12 km d'altitude aux latitudes tempérées), la température décroit avec l’altitude (en moyenne de 6,5°C par km), en raison de la baisse de pression, qui entraîne une dilatation et donc un refroidissement de l'air. Mais dans certaines circonstances, le phénomène est parfois inversé.
L’inversion nocturne
L'hiver, lorsque le temps est froid et dégagé, le rayonnement solaire réchauffe le sol durant la journée. La nuit l'absence de couverture nuageuse entraîne un refroidissement rapide du sol, où se forme alors une couche d'air froid, plus lourd, qui reste bloqué par le couvercle d'air chaud. Cette situation entraîne souvent la formation de brouillard et de nuages bas (les fameuses «mers de nuages» que l'on peut voir au-dessus de vallées quand on est en montagne). De plus, en bloquant la convection verticale de l'air, ce dernier reste emprisonné, ce qui aggrave les effets de la pollution atmosphérique, particulièrement en l'absence de vent. C'est ce qui explique de nombreux pics de pollution l'hiver.
L’inversion de subsidence
L'inversion de subsidence s'observe entre 1.000 et 2.000 mètres d'altitude. Elle se produit lors de période anticyclonique et résulte d'un «tassement» de l'air froid sur lui-même. Cette compression adiabatique réchauffe la couche supérieure de l'atmosphère, qui descend jusqu'à atteindre une certaine altitude, où elle se retrouve bloquée au-dessus d'une couche d'air plus froid, formant un «cloche» au-dessus de cette basse couche. L'inversion de subsidence est plus courante sur les continents du nord en hiver et sur les océans subtropicaux, où se situent des grands anticyclones.
L’inversion frontale
Ce type d'inversion de température se forme lorsqu'un front chaud et humide arrive et coupe un front froid. L'air chaud ayant une densité inférieure, il met un certain temps avant de le chasser, «glissant» dans un premier temps au-dessus. Il se produit alors une inversion de température provisoire au-dessus d'un certain point. Contrairement aux autres types d'inversion, l'inversion frontale n'est pas cantonnée à une seule couche de l'atmosphère mais s'étend sur toute la surface du front.
L’inversion des alizés
C'est une forme pérenne de l'inversion de subsidence, générée par la superposition d'air humide transporté par les alizés d'une couche d'air chaud et sec.
L'inversion de température prend fin lorsque l'anticyclone est affaibli, ou par l'arrivée d'un front avec accompagné de mouvements convectifs suffisamment puissants. Ce phénomène est typique de la troposphère, car au-delà de 12 km, l'inversion du gradient thermique est permanente.