云的递减率和空气的递减率如何比较?

Question

所以水分降低了温度递减率(相对于干绝热)。我的问题是:云降低下降率的速度是否与100%湿度降低的速度相同?还是取决于云的类型(例如层云vs积云)?

Answer 1

温度递减率不考虑云，它只关心$e/e_s < 1$(干)或$e/e_s >= 1$(湿)，其中$e$为蒸气压，$e_s$为饱和蒸气压。云是饱和的(在某些地方是过饱和的)，因此其递减率将与云外饱和空气相同。

在100%湿度下的理论包裹随后被举起(在云凝结核(CCN)存在的情况下)，本身将经历成核和凝结并成为云。在这方面，云外的饱和包和云内的饱和包之间没有区别，两者将经历相同的递减率。

话虽如此，某些类型的云会造成不同。考虑一个深对流云中处于自由对流(LFC)水平的包裹和一个远离云的包裹，在相同高度饱和在干净的空气中。

• 包裹在洁净空气中被提起时，会以湿润的递减率冷却，但会夹带周围的干燥空气，其结果将低于潮湿绝热。夹带也会限制包裹浮力的垂直范围。
• 云层深处的包裹将在潮湿的环境中饱和，并将以潮湿的绝热速率上升和冷却。因为它是在云中，我们会说夹带不重要。这一区域也将上升到足够高的高度，使冰过程变得重要，并由于升华和聚变的焓(蒸汽->固体和液体->固体转变释放的潜热)而经历额外的变暖。

从这个角度来看，云中的包裹与云外的包裹具有不同的温度分布。这并不是因为这些包裹之间的水分递减率有任何不同，甚至也不是热力学是如何工作的，而是因为夹带的动态效应。

另一个需要考虑的因素是云与干净空气的辐射特性。云会吸收地面的长波辐射和热量，潮湿空气中的水蒸气也会这样做。同样，在云的外围，也就是娱乐和蒸发发生的地方，会有一些来自相变的冷却。我对这两种影响都没有粗略的估计，我觉得它们可能与我们是否将云包裹的考虑限制在深云内部的问题无关。