Proses Adiabatik Kering dan Lembap

Bagaimana parsel udara tak jenuh dan jenuh mengubah suhu saat naik atau turun tanpa pertukaran panas dengan lingkungannya.

Definition

Proses adiabatik adalah perubahan keadaan parsel udara tanpa pertukaran panas dengan lingkungan; proses ini kering ketika udara tidak jenuh dan lembap ketika kondensasi melepaskan panas laten selama kenaikan.

Scope

Mencakup laju selang adiabatik kering, laju selang adiabatik jenuh atau lembap, suhu potensial dan suhu potensial ekuivalen sebagai kuantitas yang kekal, tingkat kondensasi pengangkatan, dan peran pelepasan panas laten dalam memodifikasi pendinginan parsel.

Core questions

• Mengapa laju selang adiabatik kering memiliki nilai tetap sekitar 9,8 derajat Celsius per kilometer?
• Bagaimana pelepasan panas laten mengurangi laju pendinginan kenaikan jenuh?
• Kuantitas termodinamika apa yang kekal selama gerakan adiabatik?

Key theories

Laju selang adiabatik

Menerapkan hukum pertama pada parsel yang naik secara adiabatik menghasilkan laju selang kering yang konstan, dan menambahkan pelepasan panas laten pada kejenuhan menghasilkan laju selang lembap yang lebih kecil dan bergantung pada suhu.

Mechanisms

Saat parsel tak jenuh naik, ia mengembang dan mendingin pada laju adiabatik kering yang ditentukan oleh gravitasi dan panas spesifik udara. Suhu potensial, suhu yang akan dimiliki parsel jika dibawa secara adiabatik ke tekanan referensi, kekal dalam kenaikan kering. Setelah parsel mencapai kejenuhan pada tingkat kondensasi pengangkatan, kondensasi melepaskan panas laten yang sebagian mengimbangi pendinginan ekspansi, sehingga laju adiabatik lembap lebih kecil dan bervariasi dengan suhu; suhu potensial ekuivalen kekal melalui proses lembap ini.

Clinical relevance

Konsep adiabatik digunakan untuk memperkirakan ketinggian dasar awan, memprediksi pendinginan dan pemanasan konvektif, dan melacak massa udara pada diagram termodinamika.

History

Perbedaan antara proses adiabatik kering dan pseudo-adiabatik lembap serta kuantitas kekal suhu potensial ekuivalen dikembangkan oleh von Bezold dan Normand sekitar pergantian abad kedua puluh dan tetap menjadi dasar meteorologi konvektif.

Key figures

• Wilhelm von Bezold
• Craig Bohren

Seminal works

• bohren1998
• iribarne1981

Frequently asked questions

Mengapa laju selang adiabatik lembap lebih kecil daripada laju kering?

Ketika udara jenuh naik, uap air mengembun dan melepaskan panas laten, sebagian mengimbangi pendinginan akibat ekspansi, sehingga udara jenuh mendingin lebih lambat dengan ketinggian daripada udara kering.