logo
2

21. Сухоадиабатические изменения температуры при вертикальных движениях

В атмосфере расширение воздуха и связанное с ним падение давления и температуры происходят в наибольшей степени при восходящем движении воздуха. Такой подъем воздуха может происходить разными способами: в виде восходящих токов конвекции; над поверхностью фронта — при движении обширных слоев воздушной массы вверх по пологому клину другой, более холодной воздушной массы; при подъеме воздуха по горному склону. Аналогичным образом сжатие воздуха, сопровождаю­щееся повышением давления и температуры, происходит при опускании, при нисходящем движении воздуха. Отсюда важный вывод: восходящий воздух адиабатически охлаждается, нисхо­дящий воздух адиабатически нагревается.

Нетрудно подсчитать, на сколько метров должен подняться или опуститься воздух, чтобы температура в нем понизилась или повысилась на один градус. Вернемся к уравнению (25):

Значком i здесь указано, что температура относится к инди­видуальной вертикально движущейся массе воздуха. По основ­ному уравнению статики (13)

Значком а указано, что это температура в атмосферном столбе. Отсюда (25) перепишем так:

Знак минус перед правой частью показывает, что при адиа­батическом подъеме воздуха температура его падает, а при адиабатическом опускании возрастает.

Отношение в скобках всегда близко к единице, так как вер­тикально движущийся воздух мало отличается по абсолютной температуре от окружающего воздуха. Допустив, что оно равно единице, получим для изменения температуры в вертикально движущемся воздухе на единицу изменения высоты

Величина Ag/cp равна 0,98°/100 м. Итак, при адиабатическом подъеме сухого или ненасыщенного воздуха температура на каждые 100 м подъема падает почти точно на один градус, а при адиабатическом опускании на 100 м температура растет на ту же величину. Эта величина 1°/100 м называется сухоадиабатическим градиентом Гd. Еще раз напомним, что речь идет об изменении температуры с высотой в вертикально движущейся индивидуальной частице воздуха. Не следует смешивать термин «градиент» в этом значении с вертикальным градиентом темпе­ратуры в атмосферном столбе, о котором пойдет речь ниже.