8.8: Adiabaattinen Raukeaa Korko

Maapallon ilmakehää ei ole, tietenkin, isoterminen. Lämpötila laskee korkeuden mukana. Lämpötilan laskunopeus ilmakehässä on lämpötilan laskun nopeus korkeuden kanssa; toisin sanoen se on −dT/dz.

adiabaattinen ilmakehä on sellainen, jossa P / ργ ei vaihtele korkeuden mukaan. Tällaisessa ilmapiirissä, jos kiinteä ilma siirretään adiabatically korkeammalle tasolle, sen paine ja tiheys muuttuu niin, että P/ργ on vakio ja on sama kuin ympäristön paine ja tiheys uusi korkeus., Tällainen ilmapiiri, on mahdollista laskea, millä nopeudella lämpötila laskee korkeus – adiabaattinen raukeaa korko. Teemme tämän laskelman ja katsomme, miten sitä verrataan todellisiin laskukertoimiin.

kohdan 8.7 edellytys hydrostaattinen tasapaino on

\

Koska me yritämme löytää suhdetta T ja z adiabaattinen ilmapiiri (eli yksi, joka P/ργ ei vaihdella korkeus), meidän täytyy löytää adiabaattista suhteiden P ja T välillä ja ρ ja T.,

Nämä ovat helposti löydettävissä päässä adiabaattista suhdetta P: n ja ρ:

\

ja ideaalikaasu yhtälö tila:

\

Poistaa P:

\

Poistaa ρ:

\

josta

\

\

Tämä on riippumaton lämpötilasta.

Jos otat keskimääräinen moolimassa ilman 28,8 kg kmole−1, ja g olevan 9,8 m s−2 lauhkean leveysasteilla, saat adiabaattinen raukeaa korko kuiva ilma -9.7 K m−1., Läsnäolo vesihöyryn kostea ilma vähentää keskiarvo µ (ja siten adiabaattinen raukeaa korko), ja todellinen kulunut hinnat ovat yleensä hieman vähemmän kuin laskettu adiabaattinen raukeaa hinnat jopa kostea ilma. (Vesihöyryn läsnäolo nostaa myös hieman γ: n arvoa. Tämä johtaisi hieman suurempi kulunut vauhdilla, mutta vaikutus ei ole yhtä suuri kuin vähennys lapse rate aiheuttama suurempi arvo µ. Kokeile numeroita vakuuttaaksesi itsesi tästä.,) Kansainvälinen siviili-ilmailujärjestö Standard Atmosphere ottaa troposfäärin (ensimmäinen 11 km) nopeudeksi -6,3 K km−1. Mitä tapahtuu, jos todellinen kulunut korko on nopeampi kuin adiabaattinen raukeaa korko? Jos voit kuvitella kertakorvauksen ilmaa voidaan siirtää adiabatically korkeammalle tasolle, sen paine ja tiheys muuttuu niin, että P/ργ on vakio, ja se on sitten löytää itse alueella, jossa sen uusi tiheys on vähemmän, että uuden ympäristön tiheys. Näin ollen se jatkaa nousuaan, ja ilmakehä on konvektiivisesti epävakaa, ja siitä seuraa myrsky., Tunnelma on vakaa niin kauan kuin todellinen kulunut korko on pienempi kuin adiabaattinen raukeaa korko (joka on alennettu kostea ilma) on epävakaa, jos todellinen kulunut korko on suurempi kuin adiabaattinen raukeaa korko.

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista. Pakolliset kentät on merkitty *