Ποιο είναι το ποσοστό παρέκκλισης;

Οι περισσότεροι άνθρωποι γνωρίζουν ότι τα μετεωρολογικά μπαλόνια λαμβάνουν κάποιου είδους μετρήσεις. Σε αυτά τα μικρά κουτιά που αιωρούνται από μπαλόνια, μία από τις μετρήσεις που λαμβάνονται είναι ο ρυθμός ατμοσφαιρικής καθυστέρησης: ο ρυθμός μείωσης της θερμοκρασίας με τα ανοδικά ύψη. Αυτοί οι μικροί σταθμοί παρακολούθησης, ο καθένας μικρότερος από ένα κουτί παπουτσιών, λαμβάνουν μετρήσεις θερμοκρασίας δύο φορές την ημέρα για δύο τύπους ρυθμών: τους περιβαλλοντικούς και αδιαβατικούς ρυθμούς καθυστέρησης. Αυτοί οι ρυθμοί είναι σημαντικοί στη μετεωρολογία, η οποία είναι η ατμοσφαιρική επιστήμη που είναι υπεύθυνη για την πρόβλεψη καιρικών αλλαγών, τη μελέτη των κατακόρυφων σταθεροτήτων και την παρακολούθηση του σχηματισμού και της συμπεριφοράς των νεφών.

Το ποσοστό περιβαλλοντικής καθυστέρησης δεν είναι ποτέ σταθερό, αλλά ποικίλλει από καιρό σε χρόνο και τόπο σε τόπο. Όταν οι μετρήσεις γίνονται σε δεδομένο τόπο και χρόνο, ο Διεθνής Οργανισμός Πολιτικής Αεροπορίας (ICAO) μπορεί να ορίσει ένα διεθνές πρότυπο ποσοστό παρέκκλισης, παρέχοντας μετρήσεις που ποικίλλουν ανάλογα με τα ίδια ύψη, καθώς τα στρώματα αναστροφής μπορούν να προκαλέσουν αντίστροφη αύξηση θερμοκρασίας με τα ανοδικά ύψη. Αυτές οι περιβαλλοντικές μετρήσεις σε σύγκριση με τους ρυθμούς αδιαβατικού είτε ξηρού είτε υγρού αέρα μπορούν να σηματοδοτήσουν σταθερότητες ή αστάθειες που είναι σημαντικό να γνωρίζετε, καθώς τα πακέτα ξηρού αέρα δεν έχουν την ανύψωση πακέτων υγρού αέρα.

Ένας ξηρός ρυθμός αδιαβατικού σφάλματος (DAR) βρίσκεται σε ένα πακέτο αέρα που είναι σφραγισμένο και έχει σταθερή μάζα. Απομονωμένο από το περιβάλλον του, οι πιέσεις ενός πακέτου ξηρού αδιαβατικού αέρα, τόσο στο εσωτερικό όσο και στο εξωτερικό, συνήθως ταιριάζουν και ο μόνος τρόπος αλλαγής της θερμοκρασίας του πακέτου είναι να προκληθούν αλλαγές σε αυτές τις πιέσεις. Καθώς ένα πακέτο αέρα ανεβαίνει, θα αντιμετωπίσει λιγότερη εξωτερική πίεση από την αύξηση του υψομέτρου και η θερμοκρασία του θα κρυώσει. Ο ρυθμός διαστολής ψύξης ενός πακέτου αέρα είναι γνωστός ως DAR. Η αυξανόμενη ψύξη φτάνει τελικά στο σημείο δρόσου, όταν η συμπύκνωση μπορεί να αρχίσει να σχηματίζει σύννεφα. Όταν ένα δέμα αέρα κατεβαίνει, οι πιέσεις αυξάνονται και η θερμότητα προκαλεί εσωτερικές ενέργειες που σχηματίζουν ισχυρούς ανέμους, όπως οι ξηροί άνεμοι της Santa Ana που περιστασιακά κατεβαίνουν στο Λος Άντζελες της Καλιφόρνια, για μέρες κάθε φορά.

Ο ρυθμός κορεσμένου αδιαβατικού σφάλματος (SAR) ποικίλλει ανάλογα με την ποσότητα υγρασίας στον αέρα. Αυξάνει το υψόμετρο ψυχρά και διαστέλλονται πακέτα αέρα πιο αργά σε θύλακες υγρού αέρα καθώς η συμπύκνωση μέσα σε αυτά τα θερμαίνει εσωτερικά. Η απελευθέρωση θερμότητας όταν σχηματίζεται συμπύκνωση είναι ένας παράγοντας στην ανάπτυξη καταιγίδας. Ο αέρας είναι σταθερός όταν ο περιβαλλοντικός ρυθμός παρέλευσης είναι μικρότερος από τον SAR.

Η θερμοδυναμική της ατμόσφαιρας εκφράζεται σε ξηρές και υγρές αδιαβατικές δυνάμεις εντός των εναέριων δεμάτων και αποτελεί τη βάση για προβλέψεις καιρού. Οι σταθερές ατμοσφαιρικές συνθήκες λαμβάνουν χώρα όταν ο ρυθμός περιβαλλοντικής διακοπής είναι μεγαλύτερος από τον ξηρό αδιαβατικό ρυθμό. Σε περιόδους έντονης ηλιακής θέρμανσης της επιφάνειας της γης, ένας υπερ-αδιαβατικός ρυθμός παρέλευσης μπορεί να εμφανιστεί στις νοτιοδυτικές Ηνωμένες Πολιτείες σε ένα λεπτό στρώμα σε όλη την επιφάνεια και είναι μια ασταθής κατάσταση. Ομοίως, οι άνεμοι χιονιού με επίδραση λίμνης που κινούνται πάνω από μια επιφάνεια λίμνης δημιουργούν υπερ-αδιαβατικά ρηχά στρώματα που προκαλούν καταιγίδες, όταν υπάρχει αρκετή υγρασία στον αέρα.