Методические указания по дисциплине "физика атмосферы, океана и вод суши" Специальность: Метеорология Курс II

Решение.
Т= 10°+ 1500 м- 1°С/100м=25,0°С.
Для характеристики полного запаса энергии объемов воздуха, находившихся при разных значениях давления, используют потен­циальную температуру (в). Это термодинамическая температура, которую примет объем воздуха, если его суходиабатически привес­ти к уровню Роо - 1000,0 гПа. Потенциальная температура вычисля­ется по формуле

Потенциальную температуру можно приближенно вычислить по формуле:

где ∆Р = Роо -Ро, Ро~ давление у поверхности земли.
Третий способ определения потенциальной температуры - гра­фически (по аэрологической диаграмме). В этом случае из точки с координатами Г и Р следует перемещаться по сухой адиабате до изобары Р= 1000,0 гПа.
Задача 4. Определить потенциальную температуру воздуха, молекулярно-кинетическая температура которого 6,0 "С, а давление 820,0 гПа. Почему в данном случае потенциальная температура воздуха выше молекулярно-кинетической? (решение см. рис. 1, кривая б).
В результате перегрева отдельных масс воздуха в атмосфере может возникнуть конвективное движение воздуха. Ускорение, ко­торое получит масса воздуха за счет разности силы тяжести и силы Архимеда (силы плавучести), называется ускорением конвекции:
a=g_{ }
где Т' — температура объема воздуха на данном уровне; Т - темпе­ратура окружающей атмосферы.
Для определения высоты уровня конвекции (уровня выравни­вания температур) для воздуха с ненасыщенным паром используют формулу
_{ }=_{ }
где у_а - сухоадиабатический градиент; у - градиент температуры в слое атмосферы. Кроме аналитического способа, его можно найти по аэрологической диаграмме. Для этого проводят сухую адиабату от точки с координатами Р и Т' до пересечения с кривой распреде­ления температуры в атмосфере (кривой стратификации).


Задача 5. При зондировании атмосферы получено:

РгПа	1000	890	800	710	600
t°C	15,0	2,0	-6,0	-13,0	-20,7

Найти по диаграмме давление на уровне конвекции (Р_конв) (вы­равнивание температур) и высоту этого уровня (Z_конв) для единич­ного объема сухого воздуха, начавшего свой подъем;
а) без перегрева относительно окружающей атмосферы. На аэ­рологическую диаграмму наносим кривую стратификации (рис. 2).
Из точки с координатами Р = 1000 гПа, t = 15 °С проведем ли­нию параллельно сухой адиабате до пересечения с кривой страти­фикации. Абсцисса точки пересечения равна 14 °С.






Рис. 2. Определение уровня выравнивания температур

При подъеме на 100 м температура сухого воздуха изменяется приблизительно на 1 °С. Уровень конвекции Z_конв равен

Z_конв=At/γa=29,& ■ 100 м= 2980 м
б) для объема воздуха, перегретого на начальном уровне на 5 °С. Наносим кривую стратификации. Если объем воздуха перегрет на величину Δt₁ то начальная его температура t_нач равна