Cos'è l'inversione termica?

Spesso nel corso delle nostre cronache avrete sentito parlare di inversione termica. Una situazione che si ripresenta frequentemente nella stagione fredda in condizioni anticicloniche. Ma cosa significa questa espressione?
Facciamo prima un passo indietro e partiamo dal fenomeno, noto ai più, che in condizioni normali in libera atmosfera la temperatura dell'aria diminuisce all'aumentare della quota altimetrica in media di circa 6 gradi ogni 1000 metri di quota. (gradiente termico verticale).

Ciò si verifica perché il sole riscalda dal basso verso l’alto, ovvero i raggi solari riscaldano la superficie, che a sua volta riscalda l’aria nelle sue vicinanze. Questa, una volta riscaldata e salita di quota, è sottoposta a una pressione inferiore, si espande e si raffredda generando così un gradiente termico negativo (diminuzione della temperatura con la quota).
Durante un'inversione termica accade il fenomeno opposto: salendo di quota l'aria risulta più calda (gradiente termico positivo). Ciò può accadere sia in quota per effetto di subsidenza atmosferica (compressione dell’aria dall’alto verso il basso), che al suolo per effetto dell'irraggiamento terrestre notturno (raffreddamento dovuto alla dispersione del calore dalle superfici terrestri).  
Durante il giorno i raggi solari spesso non riescono a riscaldare il suolo sia per l'aumentata inclinazione d'inverno, sia per la ridotta durata del dì, sia per l'eventuale presenza di neve che riflette fortemente la luce solare diretta (effetto albedo). In questo modo l'aria a contatto con il terreno si raffredda molto rapidamente, raggiungendo temperature inferiori rispetto agli strati sovrastanti. La temperatura risulta quindi più bassa in pianura che in montagna. In genere l'insolazione diurna è in grado di distruggere lo strato di inversione ripristinando il normale gradiente termico negativo, ma in determinate condizioni atmosferiche il fenomeno tende a ripresentarsi con frequenza e intensità sempre maggiori determinando un'inversione termica permanente per molti giorni fino al mutare della circolazione atmosferica (in particolare durante i periodi di alta pressione invernale).  
L’inversione termica favorisce spesso la formazione di nebbia fitta e persistente e/o smog nello strato d'aria fredda al suolo specie nelle grandi aree urbane. Spesso in queste condizioni il tempo è uggioso, rigido e umido al di sotto dello strato d'inversione e soleggiato e più mite al di sopra del mare di nebbia.