Динамика атмосферы. Аргучинцев В.К. - 89 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ИГУ | Иркутск

Составители: 

Рубрика: 

89
Из уравнения адиабатических процессов (3.4.2) следует, что при вертикальных перемеще-
ниях, вследствие изменения давления, температура вертикально движущегося воздуха также
изменяется.
Поэтому в метеорологии для сравнения теплового состояния различных масс воздуха поль-
зуются понятием потенциальной температуры.
Потенциальной температурой называется температура, которую принимает сухой воздух,
если привести его адиабатически к стандартному давлению, равному 1000 гПа. Если принять за
стандартное давление
o
P =1000 гПа, то соответствующая этому давлению температура
o
T будет
являться потенциальной температурой
θ
. Тогда уравнение адиабатических процессов можно за-
писать в виде
p
c
R
PT
=
1000
θ
,
откуда получается выражение для потенциальной температуры
p
c
R
P
T
=
1000
θ
(3.4.3)
Важнейшим свойством потенциальной температуры является то, что она не изменяется при
сухоадиабатических процессах и при подъеме или опускании данной воздушной массы сохраняет
постоянное значение. Для доказательства этого свойства прологарифмируем выражение (3.4.3), а
затем продифференцируем и результат умножим на
p
c , тогда найдем
P
dP
R
T
dT
c
d
c
pp
−=
θ
θ
.
Сравнивая это уравнение с уравнением первого начала термодинамики (3.2.4), получим
)ln(
θ
θ
θ
pp
cd
d
c
T
dQ
==
.
Таким образом, если процесс адиабатический )0(
=dQ то потенциальная температура не
изменяется 
      Из уравнения адиабатических процессов (3.4.2) следует, что при вертикальных перемеще-
ниях, вследствие изменения давления, температура вертикально движущегося воздуха также
изменяется.
      Поэтому в метеорологии для сравнения теплового состояния различных масс воздуха поль-
зуются понятием потенциальной температуры.
      Потенциальной температурой называется температура, которую принимает сухой воздух,
если привести его адиабатически к стандартному давлению, равному 1000 гПа. Если принять за
стандартное давление Po =1000 гПа, то соответствующая этому давлению температура To будет
являться потенциальной температурой θ . Тогда уравнение адиабатических процессов можно за-
писать в виде

                                                           R
                                         T  P  cp
                                          =       ,
                                         θ  1000 

откуда получается выражение для потенциальной температуры

                                                               R
                                               1000  c p
                                         θ = T                                      (3.4.3)
                                               P 

      Важнейшим свойством потенциальной температуры является то, что она не изменяется при
сухоадиабатических процессах и при подъеме или опускании данной воздушной массы сохраняет
постоянное значение. Для доказательства этого свойства прологарифмируем выражение (3.4.3), а
затем продифференцируем и результат умножим на c p , тогда найдем


                                         dθ          dT    dP
                                    cp        = cp      −R    .
                                         θ           T      P

      Сравнивая это уравнение с уравнением первого начала термодинамики (3.2.4), получим

                                   dQ      dθ
                                      = cp    = d (c p ln θ ) .
                                   T       θ

      Таким образом, если процесс адиабатический (dQ = 0) то потенциальная температура не
изменяется




                                                      89

Страницы