الرسوم البيانية الثرموديناميكية
أدوات رسومية ترسم قياسات الغلاف الجوي مقابل خطوط مرجعية ثرموديناميكية لتحليل الاستقرار والرطوبة والإمكانات الحملانية.
Definition
الرسم البياني الثرموديناميكي هو مخطط تُرسَم عليه منحنيات درجة حرارة الغلاف الجوي والرطوبة مقابل خطوط إحداثيات ثرموديناميكية للسماح بالتحليل الرسومي السريع للعمليات الجوية.
Scope
يغطي المخططات الهوائية الرئيسية بما في ذلك مخطط الانحراف اللوغاريتمي لدرجة الحرارة والضغط (skew-T log-P diagram)، ومخطط درجة الحرارة والإنتروبيا (tephigram)، ومخطط ستوف (Stuve diagram)؛ وعائلات الخطوط المرجعية لخطوط تساوي درجة الحرارة (isotherms)، وخطوط تساوي الضغط (isobars)، والخطوط الأدياباتية الجافة والرطبة (dry and moist adiabats)، ونسبة خلط التشبع (saturation mixing ratio)؛ والتحديد الرسومي لكميات مثل مستوى تكثف الرفع (lifting condensation level)، وطاقة الحمل الحراري الكامنة المتاحة (convective available potential energy)، ومسارات الحزم الهوائية (parcel paths).
Core questions
- كيف تُمثَّل درجة الحرارة والضغط والرطوبة على المخططات الهوائية؟
- كيف يمكن قراءة الاستقرار والطاقة الحملانية بيانيًا من قياس جوي؟
- ما الذي يميز مخططات الانحراف اللوغاريتمي لدرجة الحرارة والضغط (skew-T)، ومخطط درجة الحرارة والإنتروبيا (tephigram)، ومخطط ستوف (Stuve)؟
Key theories
- المخططات الثرموديناميكية المتناسبة مع المساحة
- تُصمم المخططات بحيث تكون المساحات المحصورة بمنحنيات الحزمة الهوائية والبيئة متناسبة مع الطاقة، مما يسمح بتقدير الطاقة الحملانية والتثبيط عن طريق الفحص.
Mechanisms
في مخطط الانحراف اللوغاريتمي لدرجة الحرارة والضغط (skew-T log-P diagram)، يتناقص الضغط لوغاريتميًا إلى الأعلى، وتكون خطوط تساوي درجة الحرارة مائلة لتوزيع طبقة التروبوسفير. يتم رسم قياسات درجة الحرارة ونقطة الندى مقابل الخطوط الأدياباتية الجافة المرجعية، والخطوط الأدياباتية الرطبة، وخطوط نسبة الخلط. يؤدي رفع حزمة هوائية على طول هذه الخطوط إلى تحديد مستوى تكثف الرفع ومستوى الحمل الحراري الحر، وتعطي المساحة بين مسار الحزمة الهوائية ومنحنى درجة حرارة البيئة طاقة الحمل الحراري الكامنة المتاحة وتثبيط الحمل الحراري.
Clinical relevance
تُعد المخططات الهوائية أدوات قياسية في التنبؤات التشغيلية لتقييم عدم الاستقرار، والتنبؤ بقواعد السحب، وتشخيص احتمالية الطقس القاسي من بيانات المسبار اللاسلكي (radiosonde).
History
قدم نابير شو (Napier Shaw) مخطط درجة الحرارة والإنتروبيا (tephigram) في أوائل القرن العشرين، وأصبح مخطط الانحراف اللوغاريتمي لدرجة الحرارة والضغط (skew-T log-P diagram)، الذي طوره هيرلوفسون (Herlofson)، المعيار في الأرصاد الجوية التشغيلية لتصميمه الملائم لطبقة التروبوسفير.
Key figures
- Napier Shaw
- Julio Iribarne
Related topics
Seminal works
- iribarne1981
Frequently asked questions
- لماذا تُرسم خطوط تساوي درجة الحرارة مائلة في مخطط الانحراف اللوغاريتمي لدرجة الحرارة والضغط (skew-T diagram)؟
- يؤدي ميل خطوط تساوي درجة الحرارة إلى توزيع البيانات على مساحة أكبر ويجعل معدل التناقص، والاستقرار، والزاوية بين منحنيات الحزمة الهوائية والبيئة أسهل في القراءة.