la atmósfera de la Tierra no es, por supuesto, isotérmica. La temperatura disminuye con la altura. La tasa de lapso de temperatura en una atmósfera es la tasa de disminución de la temperatura con la altura; es decir, es −dT/dz.
una atmósfera adiabática es aquella en la que P/ργ No varía con la altura. En tal atmósfera, si un bulto de aire se mueve adiabáticamente a un nivel más alto, su presión y densidad cambiarán de modo que P/ργ sea constante – y será igual a la presión ambiental y la densidad a la nueva altura., Para tal atmósfera, es posible calcular la velocidad a la que la temperatura disminuye con la altura: la velocidad de lapso adiabático. Vamos a hacer este cálculo, y ver cómo se compara con las tasas de lapso reales.
como en la sección 8.7, la condición para el equilibrio hidrostático es
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dado que estamos tratando de encontrar una relación entre T Y z para una atmósfera adiabática (es decir, una en la que P / ργ No varía con la altura), necesitamos encontrar las relaciones adiabáticas entre P Y T y entre ρ Y T.,
Estos son fáciles de encontrar desde la adiabática relación entre P y ρ:
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y la ecuación del gas ideal de estado:
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Eliminar P:
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Eliminar ρ:
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a partir de la cual
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Esto es independiente de la temperatura.
si usted toma la masa molar media para el aire para ser 28.8 kg kmole−1, y g para ser 9.8 m s−2 para las latitudes templadas, usted consigue para la tarifa adiabática del lapso para el aire seco -9.7 K km−1., La presencia de vapor de agua en el aire húmedo reduce el valor medio de µ (y por lo tanto la tasa de lapso adiabático), y las tasas de lapso reales son generalmente bastante menores que las tasas de lapso adiabático calculadas incluso para el aire húmedo. (La presencia de vapor de agua también aumenta ligeramente el valor de γ. Esto resultaría en una tasa de lapso ligeramente mayor, pero el efecto no es tan grande como la reducción en la tasa de lapso causada por el mayor valor de µ. Prueba algunos números para convencerte de esto.,) La atmósfera estándar de la organización de aviación Civil internacional toma la velocidad de lapso en la troposfera (primeros 11 km) Para ser -6.3 K km−1. ¿Qué sucede si la tasa de lapso real es más rápida que la tasa de lapso adiabática? Si imaginas que un trozo de aire se mueve adiabáticamente a un nivel superior, su presión y densidad cambiarán de modo que P/ργ sea constante, y entonces se encontrará en una región donde su nueva densidad es menor que la nueva densidad ambiental. En consecuencia, continuará elevándose, y la atmósfera será convectivamente inestable, y sobrevendrá una tormenta., La atmósfera es estable siempre y cuando la tasa de lapso real sea menor que la tasa de lapso adiabático (que se reduce en el aire húmedo) es inestable si la tasa de lapso real es mayor que la tasa de lapso adiabático.