潜在的な温度とは何ですか？

潜在温度は、気象学や天気予報、海洋学や海洋研究で使用される理論値です。 気象学のシータと呼ばれるこの値は、気団が標準圧力になった場合に気団が持つ温度です。 標準温度を使用することの重要性は、空気がより高い高度で冷却され、海洋がより深いところで冷却されるため、異なる空気または水塊の直接比較が困難になることです。

空気中の潜在的な温度を定義するために使用される方程式は、ポアソンの方程式として知られています。 29.97インチ水銀柱（1000ミリバール）の標準圧力は、実際の温度を変換する計算に使用されます。 この方程式は、それを開発したフランスの数学者であり物理学者であるSimeon Denis Poissonにちなんで名付けられました。 計算では、圧力変換中に熱または質量が追加または除去されないことを想定しています。これは断熱圧力変化と呼ばれます。

気象学者は、地球を動き回る気団を見て、時間の経過とともにどのような影響が生じるかを判断しようとします。 空気は上昇すると冷却し、下降すると加熱するため、異なるポイントで実際の温度を比較すると、天気予報に誤差が生じる可能性があります。 潜在的な温度は、すべての気団が同じ圧力にあると仮定し、気団の特性または組成は移動しても変化しません。

この効果は、単一の気団を見るためにも重要です。 気団が循環すると、山や地形の変化に遭遇する場合があります。 気団が上昇して冷却すると、空気の実際の温度は低くなります。 潜在的な温度はこの事実を無視し、標準圧力の気団を見て、気団の特性が変化しているかどうかを判断します。

経過速度は、高度が上昇するにつれて発生する温度変化の用語です。 安定した空気での標準的な失陥率は、高度1000フィート（300メートル）あたり約3.5度F（約2度C）と見積もることができます。 嵐のある低圧地域や寒冷前線などの不安定な空気は、気温の推定に経過率を使用できない大気条件を作り出します。 潜在的な温度を使用して、これらの気団を単一の圧力で標準化し、比較を行うことができます。

この計算を使用する際の重要な考慮事項の1つは、気団の露点です。 考慮される空気の区画は、不飽和空気、または露点にない空気でなければなりません。 計算では、空気サンプルに出入りする質量やエネルギーがないと想定されるため、これは重要です。 空気が飽和していると雨が降る可能性があり、これが質量の損失であるため、この計算が使用できなくなります。