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A inversão térmica é um fenômeno atmosférico muito comum nos grandes centros urbanos industrializados, sobretudo naqueles localizados em áreas cercadas por serras ou montanhas. Esse processo ocorre quando o ar frio (mais denso) é impedido de circular por uma camada de ar quente (menos denso), provocando uma alteração na temperatura.

Outro agravante da inversão térmica é que a camada de ar fria fica retida nas regiões próximas à superfície terrestre com uma grande concentração de poluentes.

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Smog é o termo usado para definir o acúmulo da poluição do ar nas cidades que forma uma grande neblina de fumaça no ambiente atmosférico próximo à superfície.
Um dos elementos responsáveis pela formação e acumulação do smog no espaço das cidades é a inversão térmica.

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A poluição do ar é a consequência da liberação de gases poluentes na atmosfera, seja por ação natural, como, por exemplo, cinzas e gases de emissões vulcânicas ou ação antrópica, como, a queima de combustíveis fósseis (petróleo, gás natural e carvão mineral) ou recicláveis (lenha, álcool, etc.), que podem causar tanto impacto ao meio ambiente como para a saúde dos seres vivos.

Os principais gases altamente tóxicos são o óxido de enxofre, óxido de nitrogênio, monóxido de carbono, compostos orgânicos voláteis (como o metano e o xileno) e partículas finas ou inaláveis (por exemplo, fuligem, poeira, fumaça, dentre outros).

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É o fenômeno no qual os grandes centros urbanos apresentam temperatura mais alta que as periféricas. Não apenas a poluição atmosférica, mas outros fatores geram a ilha de calor, como a retirada da vegetação, aumento da área asfaltada, construção de grandes edifícios, aumento do número de veículos, dentre outros. A cobertura vegetal absorve a radiação solar, dissipando o calor sob a forma de evapotranspiração. Os poluentes, a falta de vegetação, os grandes edifícios impendem esse processo, o que provoca o aumento da temperatura.