Lapse rate (Dansk)

lapse_rate er defineret som det negative af ændringshastigheden i en atmosfærisk variabel, normalt temperatur, med højde observeret under bevægelse opad gennem en atmosfære. Mens det typisk anvendes til Jordens atmosfære, kan konceptet udvides til enhver gravitationelt understøttet gaskugle.

• 1 Definition
• 2 Typer af bortfald rabat
  • 2.1 Miljø-lapse-rate
  • 2.2 Tør adiabatisk lapse-rate
  • 2.,3 Mættet adiabatiske lapse-rate
• 3 Betydning i meteorologi
• 4 Matematiske definition
• 5 Se også
• 6 Yderligere læsning
• 7 Referencer

Definition

En formel, peer-reviewed definition fra Ordlisten for Meteorologi er:

nedsættelse af en atmosfærisk med variabel højde, variable er temperatur, medmindre andet er angivet. Udtrykket gælder tvetydigt for den miljømæssige bortfald sats og processen bortfald sats, og betydningen skal ofte fastslås ud fra sammenhængen.,

Typer af bortfald priser

Der er to typer af bortfald sats:

• Miljømæssige bortfalder sats – som refererer til den faktiske ændring i temperaturen med højden for den stationære atmosfæren (dvs temperatur gradient)
• De adiabatiske bortfalder priser – der refererer til ændringer i temperatur i en masse luft som den bevæger sig opad., Der er to adiabatiske priser:
  • Tør adiabatisk lapse-rate
  • Fugtig adiabatiske lapse-rate

Miljø-lapse-rate

De miljømæssige bortfalder sats (ELR), er den negative af den faktiske ændring i temperaturen med højden af den stationære atmosfære på en bestemt tid og en bestemt placering. ELR på et givet sted varierer fra dag til dag og endda i løbet af hver dag. I gennemsnit definerer International Civil Aviation organi .ation (ICAO) en international standardatmosfære med en temperaturfaldshastighed på 6.49.c/1000 m (3.56. F eller 1.,98 ft C/1000 ft) fra havoverfladen til 11 km (36.090 ft). Fra 11 km (36,090 ft eller 6,8 mi) op til 20 km (65,620 ft eller 12.4 mi), den konstante temperatur er -56.5 °C (-69.7 °F), hvilket er det laveste forventede temperaturer i ISA. Det er vigtigt at huske, at standardatmosfæren ikke indeholder fugt, og at atmosfærens temperatur ikke altid falder støt. For eksempel kan der være et inversionslag, hvor temperaturen stiger med stigende højde.,

Tør adiabatisk lapse-rate

tør adiabatiske bortfalder sats (DALR) er den negative af den hastighed, hvormed en stigende parcel af tør eller umættet luft ændrer temperaturen med stigende højde, under adiabatiske forhold. Umættet luft har mindre end 100% relativ fugtighed, dvs. dens temperatur er højere end dens Dugpunkt. Udtrykket adiabatisk betyder, at ingen varmeoverførsel (energioverførsel på grund af en temperaturforskel) forekommer i eller ud af pakken., Luft har lav varmeledningsevne, og de involverede luftlegemer er meget store, så overførsel af varme ved ledning er ubetydeligt lille.

under disse forhold, når luften omrøres (for eksempel ved konvektion), og en pakke luft stiger, udvides den, fordi trykket er lavere ved højere højder. Når luftpakken udvides, skubber den på luften omkring den og udfører arbejde; da pakken fungerer og ikke får varme, mister den indre energi, og derfor falder temperaturen. (Det omvendte sker for en synkende parcel af luft.,)

For en ideel gas er ligningen vedrørende temperatur T og tryk p for en adiabatisk proces

hvor γ er varmekapacitetsforholdet (γ=7/5, for luft) og.er højden. Et andet forhold mellem tryk og temperatur er ligningen for hydrostatisk ligevægt:

hvor g er den standard tyngdekraften, R er gas konstant, og m molar masse. Ved at kombinere disse to ligninger for at eliminere trykket kommer man til resultatet for DALR,

.,

mættet adiabatisk lapse rate

Når luften er mættet med vanddamp (ved dens Dugpunkt), gælder den fugtige adiabatiske lapse rate (MALR) eller mættet adiabatiske lapse rate (SALR). Det varierer kraftigt med fugtindholdet, der afhænger af temperaturen, og let med tryk fra + 3.c/km (høj temperatur nær overfladen) til +9,78. C / km (meget lav temperatur) som man kan se på diagrammet. Men ved temperaturer over frysepunktet er det normalt nær + 4,9.C/km (+2,7. f/1000 ft eller +1,51. c/1000 ft)., Årsagen til forskellen er, at latent varme frigives, når vand kondenserer. Selvom der ikke er mere end 10 gram vand i et kilo luft ved 15 grader Celsius, skaber vandets høje fordampningsvarme en betydelig frigivelse af energien, når den kondenserer (og er en vigtig energikilde i udviklingen af tordenvejr). Indtil fugtigheden begynder at kondensere, afkøles luftpakken ved DALR, så enhver umættet luft kan antages at være ‘tør’.,

Betydning i meteorologi

Den varierende miljømæssige bortfalder priser i hele jordens atmosfære, er af afgørende betydning i meteorologi, især inden for troposfæren. De bruges til at afgøre, om den parcel af stigende luft vil stige højt nok til, at vandet til at kondensere til at danne skyer, og der dannes skyer, om luften vil fortsætte med at stige og udgør større brusebad skyer, og om disse skyer vil få endnu større og form cumulonimbusskyer (tordenskyer).

når umættet luft stiger, falder temperaturen ved den tørre adiabatiske hastighed., Dugpunktet falder også, men meget langsommere, typisk omkring – 2 1000 C per 1000 m. hvis umættet luft stiger langt nok, vil temperaturen til sidst nå sit dugpunkt, og kondens vil begynde at danne sig. Denne højde er kendt som løftekondensationsniveauet (LCL), når mekanisk løft er til stede, og det konvektive kondensationsniveau (CCL) fraværende mekanisk løft, i hvilket tilfælde pakken skal opvarmes nedenfra til dens konvektive temperatur. Skybasen vil være et sted inden for laget afgrænset af disse parametre.,

forskellen mellem den tørre adiabatiske bortfalder sats, og den kurs, til hvilken dugpunkt dråber er omkring 8 °C pr 1000 m. Givet en forskel i temperatur og dugpunkt aflæsninger på jorden, kan man let finde den LCL ved at gange forskellen med 125 m/°C.

Hvis de miljømæssige bortfalder sats, der er mindre end den fugtige adiabatisk bortfalder sats, luften er helt stabil stigende luft vil blive afkølet hurtigere end den omgivende luft og miste opdrift. Dette sker ofte tidligt om morgenen, når luften nær jorden er afkølet natten over. Cloud dannelse i stabil luft er usandsynligt.,

Hvis de miljømæssige bortfalder sats er mellem fugtige og tørre adiabatiske bortfalder priser, luften er betinget ustabil — en umættet parcel af luft, der ikke har tilstrækkelig opdrift til at stige til LCL eller CCL, og det er stabilt til svagt vertikale forskydninger i begge retninger., Hvis pakken er mættet, det er ustabilt og vil stige til LCL eller CCL, og enten være indstillet på grund af en inversion lag af konvektive hæmning, eller hvis ophævelsen fortsætter, dyb, fugtig varmluft (DMC) kan opstå, som en pakke stiger til det niveau af fri konvektion (LFC), efter hvilken den træder det gratis konvektive lag (FCL) og stiger normalt til ligevægtsniveau (EL).,

Hvis den miljømæssige bortfaldshastighed er større end den tørre adiabatiske bortfaldshastighed, har den en superadiabatisk bortfaldshastighed, luften er absolut ustabil — en pakke luft får opdrift, når den stiger både under og over løftekondensationsniveauet eller konvektivt kondensationsniveau. Dette sker ofte om eftermiddagen over mange landmasser. Under disse forhold øges sandsynligheden for cumulusskyer, brusere eller endda tordenvejr.,

meteorologer bruger radiosondes til at måle miljøfaldshastigheden og sammenligne den med den forudsagte adiabatiske bortfaldshastighed for at forudsige sandsynligheden for, at luften vil stige. Diagrammer af den miljømæssige bortfald sats er kendt som termodynamiske diagrammer, eksempler på hvilke er ske.-t log-p diagrammer og tephigrams. (Se også termaler).

forskellen i fugtig adiabatisk bortfaldshastighed og tørhastigheden er årsagen til fhnhn-vindfænomen (også kendt som “Chinook-Vind” i dele af Nordamerika).,

Matematiske definition

I almindelighed, et bortfalder sats, der er udtrykt som den negative forhold for temperatur-forandringer, og den højde, du kan ændre, således:

hvor γ er den adiabatiske bortfalder sats, der er givet i enheder af temperatur divideret med enheder af højde, T = temperatur, og z = højde, og i punkt 1 og 2 er målinger på to forskellige højder.,Bemærk: i nogle tilfælde kan Γ eller α bruges til at repræsentere den adiabatiske bortfaldshastighed for at undgå forvirring med andre udtryk symboliseret med γ, såsom det specifikke varmeforhold eller den psykometriske konstant.

Se også

• Adiabatisk proces
• Atmosfærisk termodynamik
• Fluid mekanik
  • Fluid dynamics
• Föhn vind

Yderligere læsning