Псевдоадиабатичен процес
Представете си, че първо се издига влажен ненаситен въздух. В този случай температурата му пада първо сухо адиабатно, след това, след достигане на нивото на кондензация, мокро адиабатно. Да предположим, че цялата вода, освободена по време на кондензацията, веднага е паднала от въздуха под формата на валежи. Да предположим, че след като достигне определена височина, въздухът започва да се спуска. защото в него няма продукти на кондензация, в този случай той ще се нагрява сухо адиабатно. Лесно е да се изчисли, че въздухът ще се върне на предишното ниво с температура, по-висока от тази, която първоначално е била в него.
В разглежданата въздушна маса протича необратим процес. Въпреки че масата на въздуха се върна към предишното си налягане, тя не се върна в първоначалното си състояние: крайната му температура беше по-висока от първоначалната. Такъв процес се нарича псевдоадиабатичен.
Вече казахме, че за сух и влажен ненаситен въздух потенциалната температура остава постоянна. За въздух, наситен с водна пара, промените в температурния градиент γa ´ и потенциалната температура нарастват с височина. И колкото по-голяма е височината от нивото на земята, толкова по-ниска е надеждността на потенциалната температура. В този случай се използва еквивалентната температура (Te).
Еквивалентната температура е условната температура на влажния въздух, която той може да приеме, ако всички съдържащи се в него изпарения кондензират и топлината се отделя за загряване на въздуха.
където e е еластичността на водната пара, mb;
q – специфична влажност, g/kg.
Ако въздух с еквивалентна температура Te се доведе адиабатично до стандартно налягане от 1000 mb, тогава получаваме температурната стойност, която се нарича еквивалентен потенциал:
Еквивалентната потенциална температура остава постоянна като присухоадиабатни и мокроадиабатни процеси.
Енергия на нестабилност, конвекция и ускорение на конвекция
По-горе беше доказано, че в реална атмосфера, като правило, γ≠γa, т.е. стратификационният градиент (γ) не е равен на сухия адиабатен градиент и следователно кривите на стратификацията и състоянието не съвпадат. В резултат на това частица, която се издига адиабатично, ще има температура и плътност (Te, ρi) на всяко ниво, които се различават от температурата и плътността (To, ρе) на околната среда.
Във вертикална посока, на всяко ниво, две сили действат върху частица въздух с единица обем:
гравитация, която е насочена надолу и е равна на gρi;
подемната сила на Архимед, която е равна на gρе и е насочена нагоре.
Резултатът от тези две сили g(ρе - ρі) се наричаподемна сила.