Что такое потенциальная температура?

Потенциальная температура является теоретическим значением, используемым в метеорологии или прогнозировании погоды, а также в океанографии или изучении океанов. Это значение, называемое в метеорологии тэтой, представляет собой температуру, которую будет иметь масса воздуха, если ее довести до стандартного давления. Важность использования стандартной температуры заключается в том, что воздух охлаждается на больших высотах, а океан - на больших глубинах, что затрудняет прямое сравнение различных воздушных или водных масс.

Уравнение, используемое для определения потенциальной температуры в воздухе, известно как уравнение Пуассона. Стандартное давление в 29,97 дюймов ртути (1000 миллибар) используется в расчете для преобразования фактической температуры. Это уравнение названо в честь Симеона Дени Пуассона, французского математика и физика, который его разработал. При расчете предполагается, что во время преобразования давления тепло или масса не добавляются и не удаляются, это предположение называется изменением адиабатического давления.

Метеорологи смотрят на воздушные массы, которые движутся вокруг Земли, и пытаются определить, какие эффекты произойдут со временем. Воздух охлаждается по мере подъема и нагревания при падении, поэтому сравнение фактических температур в разных точках может привести к ошибкам в прогнозах погоды. Потенциальная температура предполагает, что все воздушные массы находятся под одним и тем же давлением, и характер или состав воздушной массы не изменяются при ее движении.

Этот эффект также важен для наблюдения за одной воздушной массой. Поскольку воздушные массы циркулируют, они могут столкнуться с горами или изменением ландшафта. Если воздушная масса поднимается и охлаждается, реальная температура воздуха будет ниже. Потенциальная температура игнорирует этот факт и смотрит на массу воздуха при стандартном давлении, чтобы определить, не меняются ли характеристики массы воздуха.

Скорость перерыва - это термин для изменения температуры, которое происходит при увеличении высоты. Стандартная скорость перерыва в стабильном воздухе может быть оценена примерно в 3,5 градуса F (около 2 градусов C) на 1000 футов (300 метров) высоты. Нестабильный воздух, такой как области низкого давления с штормами, или холодный и теплый фронты, создают атмосферные условия, где скорость отклонения не может использоваться для оценки температуры. Потенциальную температуру можно использовать для стандартизации этих воздушных масс при одном давлении, что позволяет проводить сравнения.

Одним из важных соображений при использовании этого расчета является точка росы воздушной массы. Рассматриваемый участок воздуха должен быть ненасыщенным воздухом или воздухом, который не находится в точке росы. Это важно, потому что в расчете предполагается, что масса или энергия не входят и не покидают пробу воздуха. Насыщенный воздух может создать дождь, который является потерей массы, что сделает этот расчет непригодным для использования.