Co to jest szybkość wygaśnięcia?
Większość ludzi wie, że balony pogodowe dokonują pewnego rodzaju pomiarów. W tych małych pudełkach zawieszonych na balonach jednym z wykonanych pomiarów jest tempo upływu atmosferycznego: tempo spadku temperatury wraz ze wzrostem wysokości. Te małe stacje monitorujące, każda mniejsza od pudełka na buty, wykonują odczyty temperatury upływu dwa razy dziennie dla dwóch rodzajów współczynników upływu: współczynnika upływu w środowisku i adiabatycznych. Tempo upływu temperatury jest ważne w meteorologii, która jest nauką o atmosferze odpowiedzialną za prognozowanie zmian pogody, badanie stabilności pionowej oraz monitorowanie tworzenia się chmur i zachowania.
Współczynnik upływu czasu w środowisku nigdy nie jest stały, ale zmienia się od czasu do czasu i miejsca. Gdy pomiary są wykonywane w danym miejscu i czasie, Międzynarodowa Organizacja Lotnictwa Cywilnego (ICAO) może zdefiniować międzynarodową standardową szybkość upływu, zapewniając odczyty, które różnią się identycznymi wysokościami, ponieważ warstwy inwersyjne mogą powodować odwrotny wzrost temperatury przy rosnących wysokościach. Te odczyty środowiskowe upływu czasu w porównaniu z suchymi lub wilgotnymi wskaźnikami adiabatycznymi mogą sygnalizować stabilność lub niestabilność, o których należy wiedzieć, ponieważ pakiety suchego powietrza nie mają wzrostu pakietów wilgotnego powietrza.
Suchy adiabatyczny wskaźnik upływu (DAR) znajduje się w pakiecie powietrznym, który jest uszczelniony i ma stałą masę. Izolowane od otaczającego środowiska ciśnienia suchego pakietu powietrza adiabatycznego, zarówno wewnątrz, jak i na zewnątrz, są zwykle dopasowane, a jedynym sposobem zmiany temperatury pakietu jest spowodowanie zmian tych ciśnień. Gdy pakiet powietrza unosi się, napotka mniej ciśnienia zewnętrznego ze wzrostu wysokości, a jego temperatura ostygnie. Szybkość rozszerzania się chłodzenia pakietu powietrza jest znana jako szybkość adiabatycznego suszenia na sucho. Zwiększone chłodzenie ostatecznie osiąga punkt rosy, kiedy kondensacja może zacząć tworzyć chmury. Kiedy paczka powietrza opada, ciśnienie rośnie, a ciepło powoduje wewnętrzne energie, które tworzą silne wiatry, takie jak suche wiatry Santa Ana, które czasami opadają, by przypalić Los Angeles w Kalifornii, przez kilka dni.
Nasycony adiabatyczny współczynnik upływu (SAR) zmienia się w zależności od ilości wilgoci w powietrzu. Wzrost wysokości chłodzi i wolniej rozszerza pakiety powietrza w wilgotnych kieszeniach powietrznych, gdy kondensacja wewnątrz nich ogrzewa je wewnętrznie. Uwalnianie ciepła podczas tworzenia się kondensacji jest czynnikiem wpływającym na rozwój burzy. Powietrze jest stabilne, gdy szybkość upływu otoczenia jest mniejsza niż wilgotność adiabatyczna.
Termodynamika atmosfery wyrażana jest w suchych i wilgotnych siłach adiabatycznych w paczkach powietrznych i stanowi podstawę prognoz pogody. Stabilna atmosfera ma miejsce, gdy wskaźnik upływu czasu w środowisku jest większy niż wskaźnik suchego adiabatycznego. W czasie intensywnego nagrzewania słonecznego powierzchni ziemi w południowo-zachodnich Stanach Zjednoczonych może wystąpić superadiabatyczny czas wygaśnięcia w cienkiej warstwie na powierzchni i są one niestabilne. Podobnie wiatry śnieżne działające na jezioro poruszające się po powierzchni jeziora tworzą superadiabatyczne płytkie warstwy, które wywołują burze, gdy w powietrzu jest wystarczająco dużo wilgoci.