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不会增加潜在的温度随高度与对流层内绝热过程的本质?

我指的是这个问题,我问最近在物理委员会:

https://physics.stackexchange.com/questions/578308/doesnt-increase-of-potential-temperature-with-height-contradict-adiabatic-natur

它没有意义的类型,所以我链接到它。也许可以在这里回答的问题。

回答

也许你忘记了,压力也随高度(指数)。另外,因为P = \ρrt美元,美元\压裂{dP} {dT} = \ρ雷亚尔(即c_p没有出现美元)。但在回答你的问题我跑题了。让我们打破为什么潜在温度随高度增加。先方程:$ $ \θ= T \离开(\压裂{P_0} {P} \右)^{\压裂{R_d} {c_p}}{1} $ $ \标签现在,如果我们想问为什么\θ随高度增加,美元让我们改述(1)美元作为高度的函数:$ $ \θ(z)左= T (z) \[\压裂{P_0} {P (z)} \右]^{\压裂{R_d} {c_p}}{2} $ $ \标签现在如果你遵循(我的推导)[1]寻找$ $ \压裂{\部分\θ}{\部分z} = \压裂{\θ}{T} \离开(\压裂{\部分T}{\部分z} + \压裂{g} {c_p} \右)您可能会注意到,美元美元\压裂{\部分\θ}{\部分z} = 0美元敌我识别。$ \压裂{\部分T}{\部分z} = - \压裂{g} {c_p} = -9.8 \ textrm {K公里}^{1}$(干绝热温度梯度)。如果$ \压裂{\部分T}{\部分z} >——\压裂{g} {c_p}然后\美元压裂{\部分\θ}{\部分z} > 0美元。这并不意味着包裹不是绝热,。包裹真正的绝热,美元\压裂{\部分\θ}{\部分t} + u \压裂{\部分\θ}{x} \部分+ v \压裂{\部分\θ}{\偏y} + w \压裂{\部分\θ}{\部分z} = 0美元因此,唯一一次特定的位置可以被认为是绝热和美元\压裂{\部分\θ}{\部分z} = 0美元当没有加热($ \压裂{\部分\θ}{\部分t} = 0美元),也没有水平平流\θ美元(美元u \压裂{\部分\θ}{x} \部分+ v \压裂{\部分\θ}{\偏y} = 0美元)。注意,我不排除垂直平流\θ美元,因为这是隐含的条件是美元\压裂{\部分\θ}{\部分z} = 0美元。 I'll also take pause here and list a few diabatic processes, and why there may be some justification to ignore them for your mental image. - Radiation: with the exception of greenhouse gases, the atmosphere is mostly transparent. - Surface heating/ turbulent transport: more important near the surface (note that $\theta$ is a minimum at the surface). - Clouds/microphysical processes: discrete and are never everywhere all the time and moisture is a completely separate variable that varies all the time. There is a way around that (to some extent- the [equivalent potential temperature][2], for latent heat exchange). - Chemical processes: See below about how I remember $\theta$ increases with height. <hr> If you want a good reminder of why $\theta$ increases with height, it might be easier to remember that $sgn \left( \frac{\partial \theta}{\partial z}\right)$ is a good indicator of static stability. And thunderstorms need to stop at some point, even if that is the tropopause (where $\frac{\partial \theta}{\partial z}>0$ due to ozone heating). [1]: //www.hoelymoley.com/questions/19517/derivative-of-exner-function/19519#19519 [2]: https://en.wikipedia.org/wiki/Equivalent_potential_temperature#:~:text=%2C%20is%20a%20quantity%20that%20is,condenses%20during%20that%20pressure%20change.

编辑总结

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\ begingroup美元阅读时我发现我的问题:我困惑活跃的运输一个包裹从z z +Δz与两个地块1、2,空间被Δz同时分离。在前一种情况下,假设绝热状态改变θ不会改变,而T - g / c_p *Δz变化。然而,对于第二种情况没有限制限制关于θ1θ2,自2可以积极更多的“指控”比1。(我当然知道,积极的梯度θ(z)收益率静态稳定的层状结构,而负面分层大气结构本质上是不稳定的)。 \ endgroup美元
- - - - - -MichaelW
2020年9月9日20:14

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