Estabilidade Atmosférica e Convecção

Se o céu permanece limpo ou irrompe em imponentes tempestades depende da estabilidade, o cabo de guerra entre a flutuabilidade de uma parcela ascendente e a resistência do ar circundante.

Definition

A estabilidade atmosférica descreve a tendência de uma parcela de ar deslocada retornar ou acelerar para longe de seu nível original, e a convecção é a inversão vertical que ocorre quando a atmosfera é instável e as parcelas se tornam flutuantes.

Scope

Este tópico abrange a estabilidade estática e a teoria da parcela, as condições de instabilidade absoluta, condicional e convectiva, a energia disponível para convecção medida pela energia potencial convectiva disponível, e a convecção livre e forçada resultante.

Core questions

• Como a comparação da taxa de lapso de uma parcela com o ambiente determina a estabilidade?
• Qual é a diferença entre instabilidade absoluta, condicional e convectiva?
• Como a energia potencial convectiva disponível quantifica o potencial para tempestades?
• O que desencadeia e sustenta a convecção atmosférica?

Key theories

Teoria da parcela de estabilidade

Uma parcela deslocada que acaba mais quente e menos densa que o seu entorno continua a subir, sinalizando instabilidade, enquanto uma que acaba mais fria afunda de volta, a base para comparar as taxas de lapso da parcela e do ambiente.

Energia potencial convectiva disponível

A flutuabilidade integrada que uma parcela ganharia na ascensão através de sua camada de área positiva mede a energia disponível para a convecção e ajuda a antecipar o vigor das tempestades.

Mechanisms

A estabilidade é avaliada levantando uma parcela hipotética e comparando sua temperatura, governada pela taxa de lapso adiabático seco ou úmido, com o ambiente. Se o ambiente esfria com a altura mais rapidamente do que a parcela, a parcela permanece flutuante e a convecção ocorre; se mais lentamente, a parcela afunda de volta e o ar é estável. A instabilidade condicional surge quando a camada é estável para o ar seco, mas instável para a ascensão saturada, de modo que o levantamento até a saturação pode liberar a convecção, com a energia disponível quantificada pela energia potencial convectiva disponível.

Clinical relevance

A avaliação da estabilidade e da energia convectiva a partir de sondagens é central para a previsão de tempestades, tempo severo e perigos para a aviação; índices derivados de conceitos de estabilidade guiam a emissão diária de previsões de convecção e avisos de tempestade.

History

A teoria da parcela e a análise da instabilidade condicional amadureceram em meados do século XX, juntamente com o estudo do tempo tropical e convectivo por Riehl e Simpson; mais tarde, medidas baseadas em energia, como a energia potencial convectiva disponível, enfatizadas na síntese de Emanuel, tornaram-se ferramentas padrão para o diagnóstico da convecção.

Key figures

• Kerry Emanuel
• Joanne Simpson
• Herbert Riehl

Seminal works

• emanuel1994
• wallace2006

Frequently asked questions

O que torna a atmosfera instável?

A atmosfera é instável quando a temperatura diminui rapidamente com a altura, de modo que uma parcela de ar ascendente permanece mais quente e mais leve que o seu entorno e continua a acelerar para cima, o que favorece nuvens e tempestades.

O que o CAPE diz a um meteorologista?

A energia potencial convectiva disponível, ou CAPE, mede quanta energia flutuante uma parcela ascendente poderia ganhar; um CAPE maior indica o potencial para correntes ascendentes mais fortes e tempestades mais vigorosas, embora outros ingredientes também sejam necessários.