rata de Lapse

rata limită este definită ca fiind negativ de rata de schimbare într-o atmosferă de variabile, de obicei, temperatură, cu înălțimea observată în timp ce se deplasează în sus prin atmosferă. În timp ce se aplică de obicei atmosferei Pământului, conceptul poate fi extins la orice minge de gaz susținută gravitațional.

• 1 Definiție
• 2 Tipuri de lapse rate
  • 2.1 Mediu rata de lapse
  • 2.2 adiabatic Uscat lapse rata
  • 2.,3 adiabatic Saturat lapse rata
• 3 Importanță în meteorologie
• 4 definiție Matematică
• 5 a se Vedea, de asemenea,
• 6 Suplimentare de lectură
• 7 Bibliografie

Definitie

formală, de tip peer-revizuite definiția din Glosar de Meteorologie este:

scăderea atmosferică variabilă cu înălțimea, variabila fiind de temperatură, dacă nu se specifică altfel. Termenul se aplică ambiguu ratei de expirare a mediului și ratei de expirare a procesului, iar sensul Trebuie adesea stabilit din context.,

Tipuri de lapse rate

Există două tipuri de rata de lapse:

• Mediu rata de lapse – care se referă la schimbarea propriu-zisă a temperaturii cu altitudinea de staționare în atmosferă (adică gradientul de temperatură)
• adiabatică lapse rate – care se referă la o schimbare în temperatura unei mase de aer ce se deplasează în sus., Există două adiabatice tarife:
  • adiabatic Uscat lapse rata
  • adiabatic Umed lapse rata

Mediu rata de lapse

mediu rata de lapse (ELR), este negativ de schimbarea efectivă a temperaturii cu altitudinea de staționare în atmosferă la un anumit moment și locație specifică. ELR într-un anumit loc variază de la o zi la alta și chiar în fiecare zi. În medie, Organizația Aviației Civile Internaționale (OACI) definește o atmosferă standard internațională cu o rată de temperatură de 6,49 °c/1000 m (3,56 °F sau 1.,98 °C / 1000 ft) de la nivelul mării la 11 km (36,090 ft). De la 11 km (36,090 ft sau 6.8 mi) până la 20 km (65,620 ft sau 12.4 mi), temperatura constantă este -56.5 °c (-69.7 °F), care este cea mai scăzută temperatură presupusă în ISA. Este important să ne amintim că atmosfera standard nu conține umiditate și că temperatura atmosferei nu scade întotdeauna constant. De exemplu, poate exista un strat de inversiune în care temperatura crește odată cu creșterea înălțimii.,

dry adiabatic lapse rate

dry adiabatic lapse rate (DALR) este negativul ratei la care o parcelă în creștere de aer uscat sau nesaturat schimbă temperatura cu creșterea înălțimii, în condiții adiabatice. Aerul nesaturat are o umiditate relativă mai mică de 100%, adică temperatura sa este mai mare decât punctul de rouă. Termenul adiabatic înseamnă că nici un transfer de căldură (transfer de energie din cauza unei diferențe de temperatură) are loc în sau în afara parcelei., Aerul are o conductivitate termică scăzută, iar corpurile de aer implicate sunt foarte mari, astfel încât transferul de căldură prin conducere este neglijabil mic. în aceste condiții, atunci când aerul este agitat (de exemplu, prin convecție), și o parcelă de aer se ridică, se extinde, deoarece presiunea este mai mică la altitudini mai mari. Pe măsură ce pachetul de aer se extinde, acesta împinge aerul din jurul său, făcând muncă; deoarece pachetul funcționează și nu câștigă căldură, pierde energie internă și astfel temperatura scade. (Inversul are loc pentru o parcelă scufundată de aer.,)

pentru un gaz ideal, ecuația referitoare la temperatura T și presiunea p pentru un proces adiabatic este

unde γ este raportul capacității de căldură (γ=7/5, pentru aer) și z este altitudinea. O a doua relație între presiune și temperatură este ecuația echilibrului hidrostatic:

unde g este gravitația standard, R constanta gazului și m masa molară. Combinând aceste două ecuații pentru a elimina presiunea, se ajunge la rezultatul pentru DALR,

.,

Saturate adiabatică lapse rata

atunci Când aerul este saturat cu vapori de apă (la punctul de rouă), umed devine caducă adiabatică (MALR) sau saturate adiabatică rata de lapse (SALR) se aplică. Variază puternic cu conținutul de umiditate, care depinde de temperatură și ușor cu presiune de la +3 °c/km (temperatură ridicată în apropierea suprafeței) până la +9,78 °c/km (temperatură foarte scăzută), după cum se poate vedea în diagramă. Cu toate acestea, la temperaturi mai mari de congelare este de obicei aproape de +4.9 °C/km (+2.7 °F/1000 ft sau +1.51°C/1000 ft)., Motivul diferenței este că căldura latentă este eliberată atunci când apa se condensează. Chiar dacă nu există mai mult de 10 grame de apă într-un kilogram de aer la 15 grade Celsius, căldura mare de vaporizare a apei creează o eliberare semnificativă a energiei atunci când se condensează (și este o sursă importantă de energie în dezvoltarea furtunilor). Până când umiditatea începe să se condenseze, parcela de aer se răcește la DALR, astfel încât orice aer nesaturat poate fi considerat „uscat”.,semnificația în meteorologie variațiile ratelor de scurgere a mediului în întreaga atmosferă a Pământului sunt de o importanță critică în meteorologie, în special în troposferă. Acestea sunt utilizate pentru a determina dacă parcela de aer în creștere va crește suficient de mare pentru ca apa sa se condenseze pentru a forma norii, și, după ce a format norii, dacă aerului va continua să crească și să formeze mai mare de duș nori, și dacă acești nori va fi chiar mai mare și formă cumulonimbus nori (nori tunete).pe măsură ce aerul nesaturat crește, temperatura acestuia scade la viteza adiabatică uscată., Punctul de rouă scade, de asemenea, dar mult mai lent, de obicei aproximativ – 2 °C la 1000 m. dacă aerul nesaturat se ridică suficient de departe, în cele din urmă temperatura acestuia va atinge punctul de rouă, iar condensul va începe să se formeze. Această altitudine este cunoscută sub numele de nivelul de condensare de ridicare (LCL) atunci când este prezentă ridicarea mecanică și nivelul de condensare convectivă (CCL) absent ridicarea mecanică, caz în care parcela trebuie încălzită de jos până la temperatura convectivă. Baza de nor va fi undeva în stratul delimitat de acești parametri.,

diferența între adiabatic uscat interval și rata la care punct de rouă picături este de aproximativ 8 °C la 1000 m. Având o diferență de temperatură și punctul de rouă lecturi pe teren, se poate găsi cu ușurință LCL înmulțind diferența de 125 m/°C.

Daca mediului lapse rata este mai mică decât adiabatic umed rata de lapse, aerul este absolut stabil în creștere, aerul se va raci mai repede decât aerul din jur și pierde flotabilitatea. Acest lucru se întâmplă adesea dimineața devreme, când aerul din apropierea solului sa răcit peste noapte. Formarea norilor în aer stabil este puțin probabilă.,

Dacă de mediu rata de lapse este între umed și uscat adiabatică lapse rate, aer condiționat instabil — o nesaturate parcelă de aer nu are suficientă flotabilitate pentru a se ridica la LCL sau CCL, și este stabil la slab verticale deplasări în orice direcție., Dacă coletul este saturat, acesta este instabil și se va ridica la LCL sau CCL și fie va fi oprit din cauza unui strat de inversiune de inhibiție convectivă, fie dacă ridicarea continuă, poate rezulta convecție profundă și umedă (DMC), pe măsură ce un colet se ridică la nivelul convecției libere (LFC), după care intră în stratul convectiv liber (FCL) și, de obicei, se ridică la nivelul de echilibru (el).,

Daca mediului lapse rata este mai mare decât cel adiabatic uscat rata de lapse, are o superadiabatic rata de lapse, aerul este absolut instabile — o parcelă de aer va câștiga flotabilitate ca ea se ridica cât mai jos și mai sus de ridicare condens nivelul sau de condensare convectiv nivel. Acest lucru se întâmplă adesea după-amiaza peste multe mase de pământ. În aceste condiții, probabilitatea de nori cumulus, dușuri sau chiar furtuni este crescută.,meteorologii folosesc radiosondele pentru a măsura rata de scurgere a mediului și a o compara cu rata de scurgere adiabatică prezisă pentru a prognoza probabilitatea ca aerul să crească. Diagrame de rata de mediu lapse sunt cunoscute ca diagrame termodinamice, Exemple de care fiind oblic-T log-P diagrame și tephigrame. (Vezi și termale).diferența dintre rata de curgere adiabatică umedă și rata de uscare este cauza fenomenului vânturilor Föhn (cunoscut și sub numele de „vânturi Chinook” în unele părți ale Americii de Nord).,

definiție Matematică

În general, un interval tariful este exprimat ca raport negativ de schimbările de temperatură și la o schimbare de altitudine, astfel:

în cazul în care γ este adiabatică lapse rata exprimă în unități de temperatură, împărțit de către unitățile de altitudine, T = temperatura, și z = altitudine, și de la punctele 1 și 2 sunt măsurători la diferite altitudini.,Notă: În unele cazuri, Γ sau α pot fi utilizate pentru a reprezenta rata de cadere adiabatică pentru a evita confuzia cu alți termeni simbolizați de γ, cum ar fi raportul de căldură specific sau Constanta psihometrică.

Vezi și

• proces Adiabatic
• Atmosferice termodinamicii
• mecanica Fluidelor
  • dinamica Fluidelor
• Fohn vânt

Suplimentare de lectură