Влажная статическая энергия - Moist static energy

В влажная статическая энергия это термодинамический переменная, описывающая состояние воздушная посылка, и аналогичен эквивалентная потенциальная температура.^[1] Влажная статическая энергия представляет собой комбинацию энтальпия из-за авиапосылок внутренняя энергия и энергия, необходимая, чтобы освободить место для него, его потенциальная энергия из-за его высоты над поверхностью и скрытая энергия из-за водяного пара, присутствующего в воздушной посылке. Это полезная переменная для исследования атмосферы, потому что, как и несколько других подобных переменных, она приблизительно сохраняется во время адиабатический подъем и спуск.^[2]

Влажную статическую энергию S можно математически описать как:

${\displaystyle S=C_{p}\cdot T+g\cdot z+L_{v}\cdot q}$

где C_п это удельная теплоемкость при постоянном давлении, T - абсолютная температура воздуха, g - это гравитационная постоянная, z - высота над поверхностью, L_v - скрытая теплота парообразования, q - водяной пар удельная влажность.^[3][4] Обратите внимание, что во многих текстах используется соотношение смешивания r вместо удельной влажности q, потому что эти значения имеют тенденцию быть близкими (в пределах нескольких процентов) при нормальных атмосферных условиях, но это приблизительное значение и не совсем правильное.

Благодаря изучению влажных статических энергетических профилей, Герберт Риль и Джоанн Малкус в 1958 г. определил, что горячие башни, малые ядра конвекция примерно 5 километров (3,1 мили) в ширину, которые простираются от планетарный пограничный слой к тропопауза, были основным механизмом, который переносил энергию из тропиков в средние широты.^[5] Совсем недавно идеализированные модели тропиков показали, что в балансе влажной статической энергии преобладает адвекция с неглубоким притоком в самые нижние 2 километра (6600 футов) атмосферы с оттоком, сосредоточенным на высоте около 10 километров (33000 футов) над поверхностью.^[6] Влажная статическая энергия также использовалась для изучения Осцилляция Мэддена – Джулиана (MJO). Как и в тропиках в целом, в балансе влажной статической энергии в MJO преобладает адвекция, но также на него влияет ветровая составляющая потока скрытого тепла на поверхности. Взаимосвязь между компонентом адвекции и компонентом скрытой теплоты влияет на время MJO.^[7]

Смотрите также

• Горячая башня
• Скрытая теплота
• Теплый бассейн западного полушария

Рекомендации

1. Американское метеорологическое общество (2000 г.). «Влажная статическая энергия». Глоссарий AMS. Получено 28 февраля 2017.
2. Университетская корпорация атмосферных исследований (2010 г.). «Адиабатические процессы и вертикальное распределение влаги». Введение в тропическую метеорологию. Получено 25 июн 2010. [Требуется бесплатная регистрация]
3. Уоллес, Джон; Питер Хоббс (2006). Наука об атмосфере: вводный обзор (2-е изд.). Эльзевир. ISBN  0-12-732951-X.
4. Мэлони, Эрик Д. (2009). "Бюджет влажной статической энергии составного тропического внутрисезонного колебания в модели климата". Журнал климата. 22 (3): 711–729. Bibcode:2009JCli ... 22..711M. Дои:10.1175 / 2008JCLI2542.1.
5. Риль, Герберт; Малкус, Джоанна (1958). «О тепловом балансе в зоне экваториальной впадины». Геофизика. 6 (3–4).
6. Powell, S.W .; Нолан, Д. Расчет бюджета влажной статической энергии вокруг ITCZ ​​в идеализированном моделировании WRF. Седьмая ежегодная студенческая конференция AMS.
7. Мэлони, Эрик Д. (2009). "Бюджет влажной статической энергии составного тропического внутрисезонного колебания в модели климата". Журнал климата. 22 (3): 711–729. Bibcode:2009JCli ... 22..711M. Дои:10.1175 / 2008JCLI2542.1.