атм / 1kLect06
.pdf
Запомните!!
Подъем частицы воздуха ведет к ее охлаждению, а опускание – к нагреву со скоростью 10 градусов на каждый км!
Опускание частицы воздуха ведет к ее нагреву со скоростью 10 градусов на каждый км!
Помнить, что в реальной тропосфере изменение температуры с высотой только 6 0С/км, а 10 0С/км – сухоадиабатический
Нагрев (охлаждение) изолированной частицы ведет к появлению в ней силы Архимеда
В частице и окружающем воздухе температура падает с разной скоростью
Из-за этого частица либо теряет плавучесть, либо приобретает плавучесть
При адиабатическом подъеме (опускании) частицы, плотность будет отличаться от плотности окружающей атмосферы!
Если на исходном уровне температуры одинаковы, то
|
|
a |
g |
T1 |
T |
|
|
||
|
|
T |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||
g |
(T0 |
a z) (T0 |
z) |
||||||
|
|
|
|
Т |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
a |
g |
|
a |
z |
|
||
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
T |
|
||
На частицу действуют: 1) ее вес P V 1g
2) Сила Архимеда (вес вытесненного
окружающего воздуха) A |
|
V g |
||||||||||||||||
Тогда ускорение частицы равно: |
||||||||||||||||||
|
|
|
A |
P V g |
V |
1 |
g |
1 |
|
|||||||||
a |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
g |
|
||||
|
|
|
m |
|
|
V |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Поскольку давления равны, то |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
T1 |
|
, а значит, |
|
a |
|
g |
T1 |
T |
|
|
|
|||
|
1 |
|
T |
|
T |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Отсюда следует правило:
Если a g |
a |
z, то при |
|
a 0 (частица всплывает), |
|
|
a |
||||
|
T |
|
|
||
|
|
|
|
||
|
а при |
a |
a 0 (частица тонет) |
||
|
|
|
|
|
|
Если градиент температуры атмосферы больше сухоадиабатического, частица при подъеме ускоряется (неустойчивое состояние)
Если градиент температуры атмосферы меньше сухоадиабатического, частица при подъеме замедляется и останавливается (устойчивое состояние)
Если сила Архимеда тормозит частицу, атмосфера называется устойчивой
Если сила Архимеда ускоряет частицу, атмосфера
называется неустойчивой
Вот почему так называются состояния частицы:
Примеры адиабатических процессов в атмосфере: Конвекция и Фѐн
|
|
|
Конвективный подъем |
Фен: подъем воздуха на гору |
|
И охлаждение воздуха |
с охлаждением и выпадением осадков, |
|
|
|
А затем опускание и нагрев |
АДИАБАТИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС И ЭНТРОПИЯ
Адиабатический процесс
Свойство 2. Изменение температуры при изменении
давления
dQ/T = cP dT/T - RdP/P= 0
cP dT/T- RdP/P= cP(dlnT/T0–R/ cP dlnP/P0) = = cP [dln(T/T0) – dln(P/P0)R/ cP] = 0
Отсюда при адиабатическом процессе
(T/T0) = (P/P0)k k = R/cP=0.286
Это уравнение Пуассона для адиабаты Оно связывает изменения T и P.
Любое изменение Р мгновенно отражается наоборот
Симон Дени Пуассон
на Т и