Care este rata de pierdere?

Majoritatea oamenilor știu că baloanele meteorologice fac măsurători de vreun fel. În acele mici cutii suspendate de baloane, una dintre măsurătorile luate este rata de pierdere a atmosferei: rata de scădere a temperaturii cu înălțimile ascendente. Aceste mici stații de monitorizare, fiecare mai mică decât o cutie de pantofi, efectuează citiri de temperatură de două ori pe zi pentru două tipuri de rate: cele de mediu și adiabatice, ratele de pierdere. Aceste rate sunt importante în meteorologie, care este știința atmosferică responsabilă de prognoza schimbărilor meteorologice, studierea stabilităților verticale și monitorizarea formării și comportamentului norilor.

Rata de pierdere a mediului nu este niciodată fixă, ci variază de la un timp la altul și de la un loc la altul. Atunci când măsurătorile sunt efectuate într-un anumit loc și într-un anumit moment, Organizația Aviației Civile Internaționale (ICAO) poate defini o rată de depășire standard internațională, oferind citiri care variază cu înălțimi identice, deoarece straturile de inversare pot provoca o creștere inversă a temperaturii odată cu înălțimile ascendente. Aceste citiri de mediu în comparație cu ratele adiabatice uscate sau umede pot semnala stabilități sau instabilități importante de știut, deoarece pachetele de aer uscat nu au liftul pachetelor de aer umed.

O viteză adiabatică uscată (DAR) se găsește într-un pachet de aer care este sigilat și are o masă fixă. Izolat de mediul înconjurător, presiunile unui pachet de aer adiabatic uscat, atât în ​​interior, cât și în exterior, sunt de obicei egale și singura modalitate de a schimba temperatura pachetului este de a provoca modificări ale acestor presiuni. Pe măsură ce un pachet de aer se ridică, acesta va întâlni mai puțină presiune exterioară din cauza creșterii altitudinii și temperatura sa se va răci. Rata de expansiune de răcire a unui pachet de aer este cunoscută sub numele de DAR. Creșterea răcirii ajunge în cele din urmă la punctul de rouă, când condensul poate începe să formeze nori. Atunci când o parcelă de aer coboară, presiunile cresc, iar căldura provoacă energii interne care formează vânturi puternice, cum ar fi vânturile uscate de Santa Ana, care coboară ocazional pentru a pârjoli Los Angeles, California, zile la rând.

Rata de scurgere adiabatică saturată (SAR) variază în funcție de cantitatea de umiditate din aer. Crește altitudinea rece și extinde pachetele de aer mai lent în buzunarele de aer umed, deoarece condensul din interior le încălzește în interior. Degajarea de căldură la formarea condensului este un factor în dezvoltarea furtunii. Aerul este stabil atunci când rata de pierdere a mediului este mai mică decât SAR.

Termodinamica atmosferei este exprimată în forțe adiabatice uscate și umede în interiorul parcelelor de aer și formează baza pentru predicțiile meteorologice. Atmosferice stabile au loc atunci când rata de pierdere a mediului este mai mare decât rata adiabatică uscată. În perioadele de încălzire solară intensă a suprafeței pământului, o rată super-adiabatică poate apărea în sud-vestul Statelor Unite într-un strat subțire de-a lungul suprafeței și este o stare instabilă. În mod similar, vânturile de zăpadă cu efect de lac care se deplasează pe suprafața unui lac creează straturi super-adiabatice de mică adâncime care provoacă furtuni, atunci când există suficientă umiditate în aer.