tasa de cancelación

El lapso de la tasa se define como el negativo de la tasa de cambio en una variable atmosférica, generalmente de temperatura con la altura observada mientras se mueve hacia arriba a través de una atmósfera. Si bien se aplica típicamente a la atmósfera de la Tierra, el concepto se puede extender a cualquier bola de gas soportada gravitacionalmente.

• 1 Definición
• 2 Tipos de vencimiento tasas de
  • 2.1 Ambiental lapso de velocidad
  • 2.2 adiabático Seco lapso de velocidad
  • 2.,3 tasa de lapso adiabática saturada
• 3 significancia en meteorología
• 4 definición matemática
• 5 Ver también
• 6 lectura adicional
• 7 Referencias

definición

una definición formal, revisada por pares del glosario de Meteorología es:

la disminución de una variable atmosférica con altura, siendo la variable temperatura, a menos que se especifique lo contrario. El término se aplica ambiguamente a la tasa de lapso ambiental y la tasa de lapso de proceso, y el significado a menudo debe determinarse a partir del contexto.,

tipos de lapse rates

Hay dos tipos de lapse rate:

• Environmental lapse rate – which refers to the actual change of temperature with altitude for the stationary atmosphere (I.E. the temperature gradient)
• The adiabatic lapse rates – which refer to the change in temperature of a mass of air as it moves upwards., Hay dos tasas adiabáticas:
  • tasa de lapso adiabática seca
  • tasa de lapso adiabática húmeda

tasa de lapso ambiental

La tasa de lapso ambiental (ELR), es el negativo del cambio real de temperatura con la altitud de la atmósfera estacionaria en un momento específico y ubicación específica. El ELR en un lugar determinado varía de un día a otro e incluso durante cada día. Como promedio, la organización de aviación Civil internacional (OACI) define una atmósfera estándar internacional con una tasa de lapso de temperatura de 6,49 °C/1000 m (3,56 °F o 1.,98 ° C / 1000 pies) desde el nivel del mar hasta 11 km (36,090 pies). Desde 11 km (36,090 ft o 6.8 mi) hasta 20 km (65,620 ft o 12.4 mi), la temperatura constante es de -56.5 °C (-69.7 °F), que es la temperatura más baja asumida en ISA. Es importante recordar que la atmósfera estándar no contiene humedad, y que la temperatura de la atmósfera no siempre cae de manera constante. Por ejemplo, puede haber una capa de inversión en la que la temperatura aumenta con el aumento de la altura.,

tasa de lapso adiabático seco

La tasa de lapso adiabático seco (DALR) es el negativo de la tasa a la que un paquete ascendente de aire seco o insaturado cambia la temperatura con el aumento de la altura, bajo condiciones adiabáticas. El aire insaturado tiene menos del 100% de humedad relativa, es decir, su temperatura es más alta que su punto de rocío. El término adiabático significa que no se produce transferencia de calor (transferencia de energía debido a una diferencia de temperatura) dentro o fuera de la parcela., El aire tiene una conductividad térmica baja, y los cuerpos de aire involucrados son muy grandes, por lo que la transferencia de calor por conducción es insignificantemente pequeña.

en estas condiciones, cuando el aire se agita (por ejemplo, por convección), y una parcela de aire se eleva, se expande, porque la presión es menor a altitudes más altas. A medida que el paquete de aire se expande, empuja el aire a su alrededor, haciendo trabajo; ya que el paquete funciona y no gana calor, pierde energía interna, y por lo tanto su temperatura disminuye. (Lo contrario ocurre para una parcela de aire que se hunde.,)

para un gas ideal, la ecuación que relaciona la temperatura T y la presión p para un proceso adiabático es

donde γ es la relación de capacidad de calor (γ=7/5, para el aire) Y z es la altitud. Una segunda relación entre la presión y la temperatura es la ecuación de equilibrio hidrostático:

donde g es la gravedad estándar, R la constante de gas, y m la masa molar. Combinando estas dos ecuaciones para eliminar la presión, se llega al resultado para el DALR,

.,

tasa de lapso adiabático saturado

Cuando el aire está saturado con vapor de agua (en su punto de rocío), se aplica la tasa de lapso adiabático húmedo (MALR) o tasa de lapso adiabático saturado (SALR). Varía fuertemente con el contenido de humedad, que depende de la temperatura, y ligeramente con la presión de +3 °C/km (alta temperatura cerca de la superficie) a +9.78 °C/km (temperatura muy baja) como se puede ver en el diagrama. Sin embargo, a temperaturas por encima de la congelación suele estar cerca de +4,9 °C/km (+2,7 °F/1000 pies o +1,51°C/1000 pies)., La razón de la diferencia es que el calor latente se libera cuando el agua se condensa. A pesar de que no hay más de 10 gramos de agua en un kilogramo de aire a 15 grados centígrados, el alto calor de vaporización del agua crea una liberación significativa de la energía cuando se condensa (y es una fuente importante de energía en el desarrollo de tormentas eléctricas). Hasta que la humedad comienza a condensarse, el paquete de aire se enfría en el DALR, por lo que cualquier aire que no esté saturado puede suponerse que está «seco».,

Significance in meteorology

The varying environmental lapse rates throughout the earth’s atmosphere are of critical importance in meteorology, particularly within the troposphere. Se utilizan para determinar si el paquete de aire ascendente se elevará lo suficientemente alto como para que su agua se condense para formar nubes, y, una vez formadas las nubes, si el aire continuará elevándose y formará nubes de lluvia más grandes, y si estas nubes se harán aún más grandes y formarán nubes cumulonimbus (nubes de trueno).

a medida que el aire insaturado aumenta, su temperatura disminuye a la velocidad adiabática seca., El punto de rocío también cae, pero mucho más lentamente, típicamente alrededor de-2 °C Por 1000 m.si el aire insaturado aumenta lo suficiente, eventualmente su temperatura alcanzará su punto de rocío, y la condensación comenzará a formarse. Esta altitud se conoce como el nivel de condensación de elevación (LCL) cuando la elevación mecánica está presente y el nivel de condensación convectiva (CCL) ausente elevación mecánica, en cuyo caso, la parcela debe calentarse desde abajo a su temperatura convectiva. La base de la nube estará en algún lugar dentro de la capa limitada por estos parámetros.,

la diferencia entre la tasa de lapso adiabático seco y la tasa a la que cae el punto de rocío es de alrededor de 8 °C Por 1000 m. dada una diferencia en las lecturas de temperatura y punto de rocío en el suelo, uno puede encontrar fácilmente la LCL multiplicando la diferencia por 125 m/°c.

si la tasa de lapso ambiental es menor que la tasa de lapso adiabático húmedo, el aire es absolutamente estable: el aire ascendente se enfriará más rápido que el aire circundante y perderá flotabilidad. Esto sucede a menudo en la mañana temprano, cuando el aire cerca del suelo se ha enfriado durante la noche. La formación de nubes en el aire estable es poco probable.,

si la tasa de lapso ambiental está entre las tasas de lapso adiabático húmedo y seco, el aire es condicionalmente inestable — una parcela insaturada de aire no tiene suficiente flotabilidad para elevarse a la LCL o CCL, y es estable a los desplazamientos verticales débiles en cualquier dirección., Si la parcela está saturada, es inestable y se elevará a la LCL o CCL, y se detendrá debido a una capa de inversión de inhibición convectiva, o si el levantamiento continúa, puede producirse una convección profunda y húmeda (DMC), ya que una parcela se eleva al nivel de convección libre (LFC), después de lo cual entra en la capa convectiva libre (FCL) y generalmente se eleva al nivel de equilibrio (EL).,

si la tasa de lapso ambiental es mayor que la tasa de lapso adiabático seco, tiene una tasa de lapso superadiabático, el aire es absolutamente inestable: una parcela de aire ganará flotabilidad a medida que se eleva tanto por debajo como por encima del nivel de condensación de elevación o nivel de condensación convectiva. Esto sucede a menudo por la tarde en muchas masas de tierra. En estas condiciones, la probabilidad de cúmulos, lluvias o incluso tormentas eléctricas aumenta.,

los meteorólogos usan radiosondas para medir la tasa de lapso ambiental y compararla con la tasa de lapso adiabático predicha para pronosticar la probabilidad de que el aire aumente. Los gráficos de la tasa de lapso ambiental se conocen como diagramas termodinámicos, ejemplos de los cuales son diagramas sesgados-t log-P y tefigramas. (Ver también térmicas).

la diferencia en la tasa de lapso adiabático húmedo y la tasa seca es la causa del fenómeno de los vientos de Föhn (también conocido como «vientos Chinook» en partes de América del Norte).,

definición matemática

en general, una tasa de lapso se expresa como la relación negativa del cambio de temperatura y el cambio de altitud, así:

donde γ es la tasa de lapso adiabática dada en unidades de temperatura divididas por unidades de altitud, T = Temperatura Y z = altitud, y los puntos 1 y 2 son mediciones a dos altitudes diferentes.,

nota: en algunos casos, Γ O α Se pueden usar para representar la tasa de lapso adiabático con el fin de evitar la confusión con otros términos simbolizados por γ, Como la relación de calor específica o la constante psicométrica.

ver también

• proceso adiabático
• Termodinámica atmosférica
• mecánica de fluidos
  • dinámica de fluidos
• Föhn wind

lectura adicional