Vad är potentiell temperatur?
Potentiell temperatur är ett teoretiskt värde som används i meteorologi eller väderprognos, och i oceanografi eller studier av hav. Detta värde, som kallas theta i meteorologi, är den temperatur som en luftmassa skulle ha om den fördes till ett standardtryck. Vikten av att använda en standardtemperatur är att luft kyls upp i högre höjder och hav på större djup, vilket gör direkt jämförelse av olika luft- eller vattenmassor svårt.
En ekvation som används för att definiera potentiell temperatur i luften kallas Poissons ekvation. Standardtryck på 29,97 tum kvicksilver (1000 millibar) används för att beräkna den faktiska temperaturen. Denna ekvation är uppkallad efter Simeon Denis Poisson, en fransk matematiker och fysiker som utvecklade den. Beräkningen antar att ingen värme eller massa läggs till eller tas bort under tryckomvandlingen, ett antagande som kallas adiabatisk tryckförändring.
Meteorologer tittar på luftmassor när de rör sig runt jorden och försöker bestämma vilka effekter som kommer att uppstå över tid. Luften svalnar när den stiger och värmer när den faller, så att jämföra faktiska temperaturer på olika punkter kan resultera i fel i väderprognoserna. Potentiell temperatur antar att alla luftmassor har samma tryck och luftmassans karaktär eller sammansättning förändras inte när den rör sig.
Denna effekt är också viktig för att titta på en enda luftmassa. När luftmassorna cirkulerar kan de stöta på berg eller förändra terräng. Om en luftmassa stiger och svalnar, kommer den verkliga temperaturen i luften att vara lägre. Potentiell temperatur ignorerar detta faktum och tittar på luftmassan vid standardtrycket för att bestämma om luftmassans egenskaper förändras.
Lapse rate är termen för den temperaturförändring som sker när höjden ökar. Standardförfallet i stabil luft kan uppskattas till cirka 3,5 grader F (cirka 2 grader C) per 300 fot höjd. Instabil luft som lågtrycksområden med stormar eller kalla och varma fronter skapar atmosfäriska förhållanden där förflutningsfrekvensen inte kan användas för temperaturberäkningar. Potentiell temperatur kan användas för att standardisera dessa luftmassor vid ett enda tryck, vilket gör det möjligt att göra jämförelser.
En viktig faktor vid användning av denna beräkning är luftmassans daggpunkt. Luftpaketet som ska beaktas måste vara omättad luft eller luft som inte är vid daggpunkten. Detta är viktigt eftersom beräkningen antar att ingen massa eller energi kommer in eller lämnar luftprovet. Luft som är mättad kan skapa regn, vilket är en massförlust som gör denna beräkning obrukbar.