経過率

経過率は、大気を通って上方に移動しながら高さが観察された大気変数、通常は温度の変化率の負として定義されます。 通常、地球の大気に適用されますが、この概念は、重力によって支持されたガスのボールに拡張することができます。

• 1定義
• 2タイプの経過率
  • 2.1環境経過率
  • 2.2乾燥断熱経過率
  • 2.,3飽和断熱経過率
• 3気象学における意義
• 4数学的定義
• 5も参照してください
• 6追加読み取り
• 7参考文献

定義

気象学の用語集からの正式な査読済みの定義は、

高さを持つ大気変数の減少、特に指定のない限り、変数は温度である。 この用語は、環境経過率およびプロセス経過率にあいまいに適用され、その意味はしばしば文脈から確認されなければならない。,

ラプスレートの種類

ラプスレートには二つのタイプがあります。

• 環境ラプスレート-静止した大気の高度による実際の温度変化（すなわち温度勾配）を指します。
• 断熱ラプスレート-空気の塊が上方に移動するにつれての温度の変化を指します。, 二つの断熱率があります：
  • 乾燥断熱経過率
  • 湿った断熱経過率

環境経過率

環境経過率（ELR）は、特定の時間および特定の場所における静止した大気の高度 特定の場所でのELRは、日によって、さらには毎日の間に異なります。 平均として、国際民間航空機関（ICAO）は、6.49°C/1000m（3.56°Fまたは1）の温度経過率を持つ国際標準大気を定義しています。,98°C/1000フィート)海面から11キロ(36,090フィート)まで。 11km(36,090ftまたは6.8mi)から20km(65,620ftまたは12.4mi)までの一定温度は-56.5°C(-69.7°F)であり、これはISAで想定される最低温度である。 標準的な大気には水分が含まれておらず、大気の温度が常に着実に低下するとは限らないことを覚えておくことが重要です。 例えば、高さの増加とともに温度が上昇する反転層が存在することができる。,

乾燥断熱経過率

乾燥断熱経過率（DALR）は、断熱条件下で、乾燥または不飽和空気の上昇パーセルが高さの増加とともに温度を変化させる速度の負 不飽和空気により少しにより100%の相対湿度があります、すなわち温度は露点より高いです。 断熱という用語は、熱伝達（温度差によるエネルギー移動）が小包の中または外に起こらないことを意味します。, 空気は熱伝導率が低く、関与する空気体は非常に大きいので、伝導による熱の伝達は無視できるほど小さい。

これらの条件下では、空気が（例えば、対流によって）攪拌され、空気の塊が上昇すると、より高い高度で圧力が低いため、空気が膨張する。 航空小包が拡大すると同時に、仕事をするそれのまわりで空気で押します;小包は働き、熱を得ないので、内部エネルギーを失い、従って温度は減ります。 （逆は、空気の沈没小包のために発生します。,)

理想気体の場合、断熱過程の温度Tと圧力pに関する式は

ここで、λは熱容量比（空気の場合はλ=7/5）であり、zは高度である。 圧力と温度の間の第二の関係は、静水圧平衡の方程式である：

ここで、gは標準重力、rは気体定数、mはモル質量である。 圧力を除去するためにこれら二つの方程式を組み合わせると、DALRの結果に到達します。

。,

飽和断熱経過率

空気が水蒸気で飽和している場合（露点で）、湿潤断熱経過率（MALR）または飽和断熱経過率（SALR）が適用されます。 これは温度に依存する含水率によって強く変化し、図に示すように+3℃/km（表面近傍の高温）から+9.78℃/km（非常に低い温度）までの圧力で軽く変化する。 しかし、氷点以上の温度では、通常+4.9°C/km（+2.7°F/1000ftまたは+1.51°C/1000ft）に近い。, 違いの理由は、水が凝縮すると潜熱が放出されるためです。 キログラムの空気中に10グラム以下の水が15℃であるにもかかわらず、水の高い気化熱は、凝縮するときにエネルギーの重要な放出を作り出す（そして、雷雨の発生における重要なエネルギー源である）。 湿気が凝縮し始めるまで、空気の小包はDALRで冷却される従って不飽和であるどの空気でも”乾燥した”と仮定することができます。,

気象学における意義

地球大気全体の様々な環境経過率は、特に対流圏内の気象学において非常に重要である。 上昇する空気の塊がその水が凝縮して雲を形成するのに十分な高さに上昇するかどうか、雲を形成した後、空気が上昇し続けてより大きなシャワー雲を形成するかどうか、そしてこれらの雲がさらに大きくなって積乱雲（雷雲）を形成するかどうかを決定するために使用される。

不飽和空気が上昇するにつれて、その温度は乾燥断熱速度で低下する。, 露点も低下しますが、はるかにゆっくりと、典型的には約-2℃/1000m不飽和空気が十分に上昇すると、最終的にその温度は露点に達し、凝縮が形成され始 この高度は、機械的揚力が存在する場合には揚力凝縮レベル（lcl）と呼ばれ、対流凝縮レベル（CCL）は機械的揚力が存在しない場合には、小包は下方から対流温度まで加熱されなければならない。 クラウド活用することが可能になりのどこかの層囲これらのパラメータ。,

乾燥断熱経過率と露点が低下する速度の差は約8℃/1000mであり、地面の温度と露点の測定値の違いを考えると、その差に125m/℃を掛けることによってLCLを容易に見つけることができる。

環境経過率が湿った断熱経過率よりも小さい場合、空気は絶対に安定している—上昇する空気は周囲の空気よりも速く冷却され、浮力を失う。 これは、地面の近くの空気が一晩冷却された早朝にしばしば起こります。 安定した空気中での雲の形成はありそうもない。,

環境経過率が湿った断熱経過率と乾燥した断熱経過率の間にある場合、空気は条件付きで不安定であり、不飽和空気の小包はLCLまたはCCLに上昇するのに十分な浮力を持たず、いずれの方向においても弱い垂直変位に対して安定である。, パーセルが飽和している場合、それは不安定であり、LCLまたはCCLに上昇し、対流阻害の反転層のために停止するか、または持ち上げが続く場合、パーセルが自由対流（LFC）のレベルに上昇すると、深く湿った対流（DMC）が続く可能性があり、その後、自由対流層（FCL）に入り、通常は平衡準位（EL）に上昇する。,

環境の経過率が乾燥断熱の経過率より大きければ、超断熱の経過率を有し、空気は絶対に不安定である—空気の小包は持ち上がる凝縮のレベルまたは対流凝縮のレベルの下でそしての上で上がると同時に浮力を得る。 これはしばしば多くの陸塊の上で午後に起こります。 これらの条件では、積雲、シャワー、または雷雨の可能性が高まります。,

気象学者は、ラジオゾンデを使用して環境経過率を測定し、それを予測された断熱経過率と比較して、空気が上昇する可能性を予測します。 環境経過率のチャートは熱力学的ダイアグラムとして知られており、その例としてはスキュー-T log-Pダイアグラムやテフィグラムがある。 （サーマルも参照のこと）。

湿った断熱経過率と乾燥率の違いは、フェーン風現象（北アメリカの一部では”チヌーク風”とも呼ばれる）の原因です。,

数学的定義

一般に、経過速度は温度変化と高度変化の負の比として表されるため、

ここで、θは温度の単位を高度の単位で割った断熱的経過速度であり、t=温度、z=高度であり、ポイント1と2は二つの異なる高度での測定値である。,

注：場合によっては、比熱比や心理定数など、γで象徴される他の用語との混同を避けるために、断熱経過率を表すためにΓまたはαを使用すること

も参照してください

• 断熱過程
• 大気熱力学
• 流体力学
  • 流体力学
• フェーン風

追加の読み取り