پایداری جوی و همرفت
چگونگی تعیین صعود آزادانه هوا و حرکات همرفتی ناشی از آن توسط ساختار دمایی عمودی جو.
Definition
پایداری جوی تمایل جو به سرکوب یا تقویت جابجاییهای عمودی هوا است؛ همرفت حرکت عمودی ناشی از شناوری است که وقتی جو ناپایدار است رخ میدهد.
Scope
شامل معیارهای پایداری استاتیکی با مقایسه نرخ کاهش دمای بسته هوا و محیط، ناپایداری مطلق و مشروط، سطح همرفت آزاد و سطح تعادل، انرژی پتانسیل موجود همرفتی و مهار همرفتی، و سازماندهی همرفت شناوری به صورت ترمالها، ابرها و طوفانها.
Core questions
- چه زمانی جو در برابر حرکت عمودی مقاومت میکند و چه زمانی آن را تقویت میکند؟
- ناپایداری مشروط چیست و چرا برای همرفت مرطوب محوری است؟
- چگونه انرژی موجود برای همرفت از یک سوندینگ (sounding) کمیسازی میشود؟
Key theories
- معیارهای پایداری بسته هوا
- مقایسه نرخ کاهش دمای یک بسته هوای جابجا شده با نرخ کاهش دمای محیط، جو را به عنوان پایدار، خنثی یا ناپایدار طبقهبندی میکند، که حالت مرطوب منجر به ناپایداری مشروط میشود.
- انرژیزایی همرفتی
- انرژی پتانسیل موجود همرفتی، شناوری یکپارچهای را که یک بسته هوا میتواند در صعود به دست آورد، اندازهگیری میکند و شدت پتانسیل همرفت را کنترل میکند.
Mechanisms
یک بسته هوای جابجا شده به سمت بالا، در صورتی که گرمتر و در نتیجه کمچگالیتر از محیط اطراف خود باقی بماند، شناور است. هنگامی که نرخ کاهش دمای محیط بین نرخهای آدیاباتیک خشک و مرطوب قرار میگیرد، جو ناپایدار مشروط است: پایدار برای بستههای هوای اشباع نشده اما ناپایدار به محض شروع اشباع. انرژی پتانسیل موجود همرفتی، شناوری را که یک بسته هوا میتواند بالاتر از سطح همرفت آزاد کسب کند، کمیسازی میکند، در حالی که مهار همرفتی، مانع انرژی را که ابتدا باید بر آن غلبه کرد، اندازهگیری میکند.
Clinical relevance
شاخصهای پایداری و معیارهای انرژی همرفتی ابزارهای اصلی برای پیشبینی رعد و برق، آب و هوای شدید و اختلاط عمودی آلایندهها در لایه مرزی هستند.
History
روش بسته هوا و طبقهبندی پایداری در اوایل قرن بیستم توسط نورماند و دیگران پایهگذاری شد؛ رویکرد مدرن به انرژیزایی همرفتی مرطوب، از جمله انرژی پتانسیل موجود همرفتی، در تکنگاری امانوئل در سال 1994 نظاممند شد.
Key figures
- Kerry Emanuel
- Charles Normand
Related topics
Seminal works
- emanuel1994
Frequently asked questions
- ناپایداری مشروط چیست؟
- ناپایداری مشروط حالتی است که در آن جو برای هوای اشباع نشده پایدار است اما به محض اینکه یک بسته هوای در حال صعود به اشباع میرسد و آزادسازی گرمای نهان آن را شناور میکند، ناپایدار میشود.