Meteorologijos pagrindai - Hidrologijos ir klimatologijos katedra

Egidijus Rimkus „Meteorologijos įvadas“kur T e – ekvivalentinė temperatūra (K); T – reali oro temperatūra (K); L – slaptoji (kondensacijos)šiluma (kJ/kg); c p – oro specifinė šilumos talpa, esant pastoviam slėgiui (kJ/(kg×K)); r – mišiniosantykis.Potenciali temperatūraPotenciali temperatūra – temperatūra, kurią įgautų oro tūris, jei jis sausaadiabatiškainusileistų arba pakiltų iki 1000 hPa slėgio izobarinio paviršiaus.Potenciali temperatūra leidžia palyginti oro, esančio skirtingame aukštyje virš jūros lygio,terminę būklę. Tarkime, kad tam tikrame aukštyje yra oro tūris, kurio slėgis p ir temperatūra T.Sausaadiabatiškai nuleiskime jį į lygį, kuriame slėgis p 0 . Pasirinkime 1000 hPa slėgį. Naują jotemperatūrą galima apskaičiuoti pagal Puasono lygtį. Potenciali temperatūra () bus lygi:1000 Θ T p 0,286. (4.6)Žinant, kad sausaadiabatiškai leidžiantis temperatūra auga apytiksliai 1 °C/100 m,potencialią temperatūrą galima pakankamai tiksliai apskaičiuoti pagal supaprastintą formulę: = T + 0,01z , (4.7)kur z – oro tūrio aukštis virš jūros lygio (m).Potenciali temperatūra dinaminiu požiūriu yra svarbesnis dydis už faktinę. Pavyzdžiui,vertikalių judesių metu, kai oras apeina kliūtis, ar vykstant intensyviam turbulenciniam maišymuisi,faktinė temperatūra kinta, tuo tarpu potenciali temperatūra išlieka nepakitusi ir išsaugo informacijąapie oro termines savybes. Dėl to potenciali temperatūra yra geras skirtingame aukštyje esančio orotūrio terminės būklės palyginimo matas.Potenciali temperatūra pasižymi labai svarbiu ypatumu: ji nesikeičia orui kylant arbaleidžiantis sausaadiabatiškai. Jei orui judant, jo potenciali temperatūra keičiasi, tai reiškia, jogprocesas nėra adiabatinis ir vyksta šilumos mainai su aplinkos oru. Taip pat potenciali temperatūragali kisti vandens fazinių virsmų metu sunaudojant ar išskiriant šilumą.Potencialios temperatūros vertikalųjį kitimą galima apskaičiuoti taip:( ), (4.8)kur γ a – sausaadiabatinis gradientas, o γ – vertikalus temperatūros gradientas.Tais atvejais, kai temperatūra kylant aukštyn mažėja 0,98 °C/100 m, potenciali temperatūranesikeičia ( ), o stratifikacijos kreivė sutampa su sausaadiabatine. Jei vertikalus gradientasyra mažesnis kaip 0,98 °C/100 m (taip būna dažniausiai), potenciali temperatūra auga didėjantaukščiui ( ) uo greičiau, kuo mažesnis . Izoterminiame sluoksnyje potenciali temperatūraauga 0,98 °C/100 m. Dar daugiau potenciali temperatūra didėja, kai vertikalus temperatūrosgradientas yra neigiamas t. y. inversijos sluoksnyje. Ir tik tais atvejais, kai vertikalus temperatūrosgradientas didesnis kaip 0,98 °C/100 m, potenciali temperatūra didėjant aukščiui mažėja ( )mažėja tuo greičiau, kuo didesnis .Dar viena terminė oro tūrio charakteristika yra ekvivalentinė potenciali temperatūra (Θ e ).Tai tokia temperatūra, kurią įgautų oro tūris, jei susikondensavus jame esantiems vandens garamsjis sausaadiabatiškai nusileistų iki 1000 hPa izobarinio paviršiaus.Pseudoadiabatinis procesasPseudoadiabatinis procesas – tai prisotintame ore vykstantis adiabatinis procesas, kuriometu iš oro tūrio pasišalina susikondensavę vandens lašeliai.Įsivaizduokime, kad drėgnas neprisotintas oras pradeda kilti. Jo temperatūra iš pradžių krintasausaadiabatiškai, o pasiekus kondensacijos lygį – drėgnaadiabatiškai. Tarkime, kad visas vanduo,susidarantis kondensacijos metu, iš karto iškrenta kaip krituliai, o oras pradeda leistis. Kadangi46