WARUM DIE MALR IST NICHT EINE KONSTANTE

METEOROLOGE JEFF HABY

Die MALR (Feucht Adiabatische Lapse Rate) ist auch als die nass oder gesättigte adiabatische Rückfallrate. Es ist die Temperaturtrajektorie, die ein Paket gesättigter Luft aufnimmt. Die trockene adiabatische Rückfallrate ist eine nahezu Konstante von 9,8 C/km, jedoch ist die nasse adiabatische Rückfallrate viel weniger konstant. Die nasse adiabatische Rückfallrate variiert von etwa 4 C/km bis fast 9,8 C / km., Die Neigung der nassen Adiabats hängt vom Feuchtigkeitsgehalt der Luft ab. Je mehr Feuchtigkeit (Wasserdampf) sich in der Luft befindet, desto mehr latente Wärme kann freigesetzt werden, wenn Kondensation stattfindet (die Freisetzung latenter Wärme erwärmt das Paket, während eine Absorption latenter Wärme das Paket abkühlt). Jede Erwärmung durch latente Wärmeabgabe gleicht die Abkühlung der aufsteigenden Luft teilweise aus. Beachten Sie auf der Skew-T, dass die trockenen und nassen Adiabaten in der oberen Troposphäre fast parallel werden., Dies ist auf die sehr kalten Temperaturen in der Höhe zurückzuführen (kalte Luft hat nicht viel Wasserdampf und kann daher nicht viel latente Wärme abgeben) Die Neigung der nassen Adiabaten beträgt 4 bis 5 C/km in sehr warmer und feuchter Luft (das Anheben dieser gesättigten Luft setzt eine große Menge latenter Wärme frei). Warme und feuchte Luft in der PBL trägt zur atmosphärischen Instabilität bei. Diese warmen und feuchten Parzellen haben, da sie sich nur langsam mit der Höhe abkühlen, gute Chancen, wärmer zu bleiben als die umgebende Umgebungsluft und steigen somit weiter an., Tatsächlich sind die Warmluft-Advektion der planetaren Grenzschicht und die Feuchtigkeitsadvektion die Beiträge Nummer 1, um die Troposphäre thermodynamisch instabil zu machen (hohes KAP, negatives LI usw.).).
Die Formel für die feuchte adiabatische Rückfallrate ist
MALR = dT / dz = DALR/(1 + L/Cp*dWs/dT)
Jeder Term in der Gleichung ist eine Konstante mit Ausnahme von dWs / dT. dWs / dT ist die Änderung des Sättigungsmischverhältnisses mit einer Temperaturänderung. Das Sättigungsmischverhältnis ändert sich mit der größten Geschwindigkeit bei warmen Temperaturen., Durch Erhöhen der Temperatur von 80 auf 90 F ändert sich das Sättigungsmischverhältnis drastischer als durch Ändern der Temperatur von 30 auf 40 F. Somit ist dWs/dT in warmer Luft höher. Wenn dWs / dT größer wird, wird der Nenner in der MALR-Gleichung größer und somit wird der MALR kleiner. Mathematisches Beispiel: 1/4 ist eine kleinere Zahl als 1/3, da die 4 im Nenner größer als 3 ist. In sehr warmer und feuchter Luft liegt der MALR bei 4 oder 5 Grad Celsius pro Kilometer. Bei sehr kalter Temperatur ist dWs/dT klein, daher liegt der Nenner nahe bei eins und der MALR nahe am DALR (9.,8 C/km). Wenn sich dWs/dT Null nähert, wird der Nenner 1 und der MALR = DALR.
Die Formel für das Sättigungsmischverhältnis lautet: Ws = 0,622 Es / (P – Es). Daher hängt es vom Druck und der Temperatur der Luft ab. Es ist die Temperatur, die die feuchtigkeitstragende Kapazität der Luft bestimmt. Denken Sie daran, dass Es durch Einstecken von T in die Clausius-Clapeyron-Gleichung gefunden wird. Daher hängt es letztendlich von Temperatur und Druck ab.
Wenn Instabilität vorhanden ist, wird die Instabilität weiter zunehmen, wenn die PBL steigende Taupunkte (über 55 F und steigend) erfährt., Gewitter sind in der warmen Jahreszeit viel häufiger. Warme und feuchte aufsteigende Luftparzellen kühlen nicht so schnell ab wie aufsteigende Parzellen kälterer Luft. Da warme und feuchte aufsteigende Pakete langsamer mit der Höhe abkühlen (aufgrund latenter Wärmeabgabe als kältere Luft), bleiben die Pakete eher wärmer als die Umgebungsluft und steigen aufgrund eines positiven Auftriebs an.