پایداری جوی و همرفت
اینکه آسمان صاف بماند یا به طوفانهای تندری عظیم تبدیل شود، به پایداری بستگی دارد؛ کشمکشی بین شناوری توده هوای در حال صعود و مقاومت هوای اطراف.
Definition
پایداری جوی تمایل یک توده هوای جابجا شده را برای بازگشت به سطح اولیه خود یا شتاب گرفتن به دور از آن توصیف میکند، و همرفت واژگونی عمودی است که زمانی رخ میدهد که جو ناپایدار باشد و تودههای هوا شناور شوند.
Scope
این موضوع پایداری ایستا و نظریه توده هوا، شرایط ناپایداری مطلق، مشروط و همرفتی، انرژی موجود برای همرفت که با انرژی پتانسیل همرفتی موجود اندازهگیری میشود، و همرفت آزاد و اجباری حاصل را پوشش میدهد.
Core questions
- چگونه مقایسه نرخ کاهش دمای توده هوا با محیط، پایداری را تعیین میکند؟
- تفاوت بین ناپایداری مطلق، مشروط و همرفتی چیست؟
- چگونه انرژی پتانسیل همرفتی موجود، پتانسیل طوفانها را کمیسازی میکند؟
- چه چیزی همرفت جوی را آغاز و حفظ میکند؟
Key theories
- نظریه توده هوا در مورد پایداری
- یک توده هوای جابجا شده که گرمتر و کمچگالتر از محیط اطراف خود میشود، به بالا رفتن ادامه میدهد که نشاندهنده ناپایداری است، در حالی که تودهای که سردتر میشود به پایین بازمیگردد، این اساس مقایسه نرخ کاهش دمای توده هوا و محیط است.
- انرژی پتانسیل همرفتی موجود
- شناوری یکپارچهای که یک توده هوا در هنگام صعود از طریق لایه منطقه مثبت خود به دست میآورد، انرژی موجود برای همرفت را اندازهگیری میکند و به پیشبینی شدت طوفانهای تندری کمک میکند.
Mechanisms
پایداری با بالا بردن یک توده هوای فرضی و مقایسه دمای آن، که توسط نرخ کاهش دمای بیدررو خشک یا مرطوب کنترل میشود، با محیط اطراف سنجیده میشود. اگر محیط با افزایش ارتفاع سریعتر از توده هوا سرد شود، توده هوا شناور میماند و همرفت رخ میدهد؛ اگر کندتر سرد شود، توده هوا به پایین بازمیگردد و هوا پایدار است. ناپایداری مشروط زمانی ایجاد میشود که لایه برای صعود خشک پایدار باشد اما برای صعود اشباع ناپایدار باشد، به طوری که بالا بردن تا حد اشباع میتواند همرفت را آزاد کند، با انرژی موجود که توسط انرژی پتانسیل همرفتی موجود کمیسازی میشود.
Clinical relevance
ارزیابی پایداری و انرژی همرفتی از طریق اندازهگیریهای جوی برای پیشبینی طوفانهای تندری، آب و هوای شدید و خطرات هوانوردی محوری است؛ شاخصهای برگرفته از مفاهیم پایداری، انتشار روزانه پیشبینیهای همرفتی و هشدارهای طوفان را هدایت میکنند.
History
نظریه توده هوا و تحلیل ناپایداری مشروط در اواسط قرن بیستم در کنار مطالعه آب و هوای گرمسیری و همرفتی توسط ریل و سیمپسون به بلوغ رسید؛ بعدها، معیارهای مبتنی بر انرژی مانند انرژی پتانسیل همرفتی موجود، که در سنتز امانوئل مورد تأکید قرار گرفت، به ابزارهای استانداردی برای تشخیص همرفت تبدیل شدند.
Key figures
- Kerry Emanuel
- Joanne Simpson
- Herbert Riehl
Related topics
Seminal works
- emanuel1994
- wallace2006
Frequently asked questions
- چه چیزی جو را ناپایدار میکند؟
- جو زمانی ناپایدار است که دما با افزایش ارتفاع به سرعت کاهش یابد، به طوری که یک توده هوای در حال صعود گرمتر و سبکتر از محیط اطراف خود باقی بماند و به شتاب گرفتن به سمت بالا ادامه دهد، که این امر به تشکیل ابرها و طوفانهای تندری کمک میکند.
- CAPE چه اطلاعاتی به یک پیشبین میدهد؟
- انرژی پتانسیل همرفتی موجود، یا CAPE، میزان انرژی شناوری را که یک توده هوای در حال صعود میتواند به دست آورد، اندازهگیری میکند؛ CAPE بیشتر نشاندهنده پتانسیل برای جریانهای بالارونده قویتر و طوفانهای تندری شدیدتر است، اگرچه سایر عوامل نیز مورد نیاز هستند.