varför MALR inte är en konstant

meteorolog JEFF HABY

MALR (Moist Adiabatic Lapse Rate) är också kallas den våta eller mättade adiabatiska bortfallshastigheten. Det är temperaturbanan ett paket mättad luft tar. Den torra adiabatiska lapse-hastigheten är en nära konstant på 9,8 C / km, men den våta adiabatiska lapse-hastigheten är mycket mindre av en konstant. Den våta adiabatiska lapse hastigheten varierar från ca 4 c/km till nästan 9,8 C / km., Lutningen på de våta adiabatsna beror på luftens fuktinnehåll. Ju mer fukt (vattenånga) som finns i luften, desto mer latent värme som kan frigöras när kondens sker (frisättningen av latent värme värmer paketet medan en absorption av latent värme kyler paketet). Eventuell uppvärmning genom latent värmeutsläpp kompenserar delvis kylningen av stigande luft. Observera på skew-T att de torra och våta adiabatsna blir nästan parallella i övre troposfären., Detta beror på de mycket kalla temperaturerna aloft (kall luft har inte mycket vattenånga och kan därför inte släppa mycket latent värme) lutningen på de våta adiabatsna är 4 till 5 C/km i mycket varm och fuktig luft (lyft av denna mättade luft släpper ut en stor mängd latent värme). Varm och fuktig luft i PBL bidrar till atmosfärisk instabilitet. Dessa varma och fuktiga paket, eftersom de bara svalnar långsamt med höjd, har en god chans att förbli varmare än den omgivande miljöluften och kommer därmed att fortsätta att stiga., Faktum är att planetary boundary layer warm air advection och moisture advection är nummer 1 Bidrag till att göra troposfären termodynamiskt instabil (hög CAPE, negativ LI, etc.).
formeln för den fuktiga adiabatiska varvtalet är
MALR = dT/dz = DALR / (1 + L/Cp*dWs/dT)
varje term i ekvationen är en konstant utom för dWs/dT. DWS / dT är förändringen i mättnadsblandningsförhållandet med en temperaturförändring. Mättnadsblandningsförhållandet ändras i största möjliga takt vid varma temperaturer., Att öka temperaturen från 80 till 90 F kommer att ändra mättnadsblandningsförhållandet mer dramatiskt än att ändra temperaturen från 30 till 40 F. dWs / dT är sålunda högre i varm luft. När dWs/dT blir större blir nämnaren i MALR-ekvationen större och därmed blir MALR mindre. Math exempel: 1/4 är ett mindre antal än 1/3 eftersom 4 i nämnaren är större än 3. I mycket varm och fuktig luft kommer MALREN att vara nära 4 eller 5 grader Celsius per kilometer. Vid mycket kall temperatur är DWS/dT liten, så nämnaren ligger nära en och MALREN ligger nära DALR (9.,8 C/km). När DWS / dT närmar sig noll blir nämnaren 1 och MALR = DALR.
formeln för mättnadsblandningsförhållandet är: Ws = 0.622 Es / (P – Es). Därför beror Ws på luftens tryck och Es. Det är temperatur som bestämmer luftens fuktbärande kapacitet. Kom ihåg att Es hittas genom att koppla T i Clausius-Clapeyron ekvationen. Därför beror Ws i slutändan på temperatur och tryck.
om instabilitet är närvarande kommer instabiliteten att öka ytterligare när PBL upplever stigande dewpoints (över 55 F och stigande)., Åskväder är mycket vanligare under den varma säsongen. Varma och fuktiga stigande paket av luft svalnar inte så fort som stigande paket av kallare luft. Eftersom varma och fuktiga stigande paket svalnar i en långsammare takt med höjd (på grund av mer latent värmeutsläpp än kallare luft), är paketen mer benägna att förbli varmare än miljöluften och stiga på grund av positiv flytkraft.