Hvad er potentiel temperatur?
Potentiel temperatur er en teoretisk værdi, der bruges i meteorologi eller vejrprognose, og i oceanografi eller undersøgelse af havene. Denne værdi, kaldet theta i meteorologi, er den temperatur, en luftmasse ville have, hvis den blev bragt til et standardtryk. Betydningen af at bruge en standardtemperatur er, at luft afkøles i større højder og oceaner på større dybder, hvilket gør direkte sammenligning af forskellige luft- eller vandmasser vanskelig.
En ligning, der bruges til at definere potentiel temperatur i luft, er kendt som Poissons ligning. Standardtryk på 29,97 inches kviksølv (1000 millibar) bruges til at beregne den faktiske temperatur. Denne ligning er navngivet til Simeon Denis Poisson, en fransk matematiker og fysiker, der udviklede den. Beregningen antager, at der ikke tilføjes eller fjernes nogen varme eller masse under trykomdannelsen, en antagelse kaldet adiabatisk trykændring.
Meteorologer ser på luftmasser, når de bevæger sig rundt på jorden, og forsøger at bestemme, hvilke virkninger der vil ske over tid. Luften afkøles, når den stiger og opvarmes, når den falder, så sammenligning af faktiske temperaturer på forskellige punkter kan resultere i fejl i vejrprognoserne. Potentiel temperatur antager, at alle luftmasser har samme tryk, og luftmassens karakter eller sammensætning ændres ikke, når den bevæger sig.
Denne effekt er også vigtig for at se på en enkelt luftmasse. Når luftmasser cirkulerer, kan de støde på bjerge eller skiftende terræn. Hvis en luftmasse stiger og afkøles, vil luftens reelle temperatur være lavere. Potentiel temperatur ignorerer denne kendsgerning og ser på luftmassen ved standardtrykket for at bestemme, om luftmassens egenskaber ændrer sig.
Lapse rate er udtrykket for ændringen i temperatur, der forekommer når højden øges. Den normale forfaldsfrekvens i stabil luft kan estimeres til ca. 3,5 grader F (ca. 2 grader C) pr. 1000 fod (300 meter) højde. Ustabil luft såsom områder med lavt tryk med storme eller kolde og varme fronter skaber atmosfæriske forhold, hvor forfaldshastigheden ikke kan bruges til temperaturestimater. Potentiel temperatur kan bruges til at standardisere disse luftmasser ved et enkelt tryk, hvilket gør det muligt at foretage sammenligninger.
En vigtig overvejelse, når man bruger denne beregning, er luftmassens duggpunkt. Luftpakken, der overvejes, skal være umættet luft, eller luft, der ikke er på dens dugpunkt. Dette er vigtigt, fordi beregningen antager, at ingen masse eller energi kommer ind eller forlader luftprøven. Luft, der er mættet, kan skabe regn, hvilket er et tab af masse, der gør denne beregning ubrugelig.