Co je potenciální teplota?

Potenciální teplota je teoretická hodnota používaná v meteorologii nebo předpovědi počasí a v oceánografii nebo studiu oceánů. Tato hodnota, zvaná theta v meteorologii, je teplota, kterou by měla hmota vzduchu, kdyby byla přivedena na standardní tlak. Důležitost použití standardní teploty je ta, že vzduch se chladí ve vyšších nadmořských výškách a oceány ve větších hloubkách, což ztěžuje přímé srovnání různých hmot vzduchu nebo vody.

Rovnice používaná pro definování potenciální teploty ve vzduchu je známá jako Poissonova rovnice. Pro přepočet skutečné teploty se používá standardní tlak rtuti 29,97 palce (1 000 milibarů). Tato rovnice je pojmenována pro francouzského matematika a fyzika Simeona Denise Poissona, který ji vyvinul. Výpočet předpokládá, že během přeměny tlaku není přidáváno ani odebíráno žádné teplo ani hmota, což je předpoklad zvaný adiabatická změna tlaku.

Meteorologové se dívají na vzdušné masy, když se pohybují po Zemi, a pokoušejí se určit, jaké účinky se v průběhu času objeví. Vzduch ochladzuje, když stoupá a zahřívá se, když padá, takže porovnání skutečných teplot v různých bodech může vést k chybám v předpovědích počasí. Potenciální teplota předpokládá, že všechny vzduchové masy jsou pod stejným tlakem a charakter nebo složení vzduchové masy se při pohybu nemění.

Tento efekt je také důležitý při pohledu na jednu vzdušnou hmotu. Jak vzduchové masy obíhají, mohou se setkat s horami nebo měnícím se terénem. Pokud se vzduchová hmota zvýší a zchladne, bude skutečná teplota vzduchu nižší. Potenciální teplota tuto skutečnost ignoruje a dívá se na hmotnost vzduchu při standardním tlaku, aby určila, zda se vlastnosti hmoty vzduchu mění.

Míra zániku je termín pro změnu teploty, ke které dochází při zvyšování nadmořské výšky. Standardní míra zanikání ve stabilním vzduchu může být odhadnuta na asi 3,5 ° F (asi 2 ° C) na 1000 stop (300 metrů) nadmořské výšky. Nestabilní vzduch, jako jsou oblasti s nízkým tlakem, bouřky nebo studené a teplé fronty, vytvářejí atmosférické podmínky, ve kterých nelze pro odhad teploty použít rychlost výpadku. Potenciální teplotu lze použít ke standardizaci těchto vzdušných hmot při jediném tlaku, což umožňuje srovnání.

Jedním důležitým hlediskem při použití tohoto výpočtu je rosný bod hmotnosti vzduchu. Uvažovanou zásilkou vzduchu musí být nenasycený vzduch nebo vzduch, který není v rosném bodě. To je důležité, protože výpočet předpokládá, že do vzorku vzduchu nevstoupí žádná hmota ani energie. Nasycený vzduch může vytvářet déšť, což je ztráta hmoty, která způsobí, že tento výpočet nebude použitelný.