我们如何衡量(或经验计算)在大气和海洋的熵?

Question

这是一个纸上的熵的预算¹,潮湿的熵方程(8)中定义

$ $ s = (1-q_t) (C_ {pd} \ ln T - R_d \ ln p_d) + q_t C_l \ ln T + \压裂{q_v L_v} {T} - q_v R_v \ ln \ mathcal {H} $ $

在这个表达式,q_v是水蒸气的比湿美元,美元C_ {pd} $的定压比热容是干燥的空气,C_l美元是液态水的比热,T是湿空气的温度,美元R_d R_v美元和美元是干燥的空气和水蒸气的气体常数,p_d干空气的分压是美元,美元\ mathcal {H} = e / e_s美元相对湿度,e是水蒸气压力,美元和e_s美元是饱和蒸汽压。

我只是好奇:熵直接测量,或间接地测量从其他来源?如果我们测量它,什么是时空分辨率的测量?

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¹Pauluis、奥利弗和艾萨克·m。“熵预算Radiative-Convective大气的平衡。第一部分:工作和摩擦耗散最大。”大气科学杂志》上59:125 - 139。

Answer 1

有一个约定,潮湿的空气熵熵由干空气在T = 273.15 k, P = 0 101325 pa,熵和液态水在三相点为0。看到这个NIST文档的编号47页:

http://www.nist.gov/calibrations/upload/5241.pdf

熵并不是直接测量。

熵定义为新元dS美元\枚dQ_{牧师}/新台币

因此,熵可以测量通过测量传热和温度。

看到计算熵变化的一些基本流程为更多的信息。

Answer 2

可以计算出相关的潮湿的空气通过使用第三定律值熵。慕尼黑,这已经完成第一次由Hauf叫喊(1987)。潮湿的空气潜在的温度被定义为Marquet(2011年,…,2017)。这潮湿的空气潜在温度是真正的同义词潮湿的空气发表的熵值和不同于之前的伊曼纽尔或Pauluis,因为第三定律值生成一个新学期物理影响大。

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Hauf, T。,和H. Höller, 1987: Entropy and potential temperature. J. Atmos. Sci., 44 (20), 2887–2901

Marquet, P。,20.11: Definition of a moist entropy potential temperature: application to FIRE-I data flights. Quart. J. Roy. Meteorol. Soc., 137 (9), 768–791

Marquet, P。,20.17: A third-law isentropic analysis of a simulated hurricane. J. Atmos. Sci., 74 (10), 3451–3471