我们如何测量(或凭经验计算)大气和海洋中的熵量?

Question

这是一篇关于熵的预算¹式(8)中湿熵定义为

$ $ 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} $ $

其中$q_v$为水蒸气比湿，$C_{pd}$为干空气定压比热，$C_l$为液态水比热，$T$为湿空气温度，$R_d$和$R_v$为干空气的气体常数，$p_d$为干空气的分压，$\mathcal{H} = e/e_s$为相对湿度，$e$为水蒸气压，$e_s$为饱和蒸汽压。

我只是好奇:熵是直接测量的，还是从其他来源间接测量的?如果我们测量它，这种测量的时空分辨率会是多少?

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¹Pauluis, Olivier和Isaac M. Held。辐射-对流平衡大气的熵预算。第一部分:最大功和摩擦耗散"大气科学杂志59: 125 - 139。

Answer 1

在T = 273.15K和P = 101325Pa时，由干空气熵构建的湿空气熵为0，液态水熵在其三点处为0，这是一个惯例。请参见NIST文档第47页:

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

熵不是直接测量的。

熵$S$定义为$dS \equiv dQ_{rev}/T$

因此，熵可以通过测量传热和温度来测量。

看到一些基本过程的熵变计算获取更多信息。

Answer 2

利用第三定律值可以计算相应的湿空气熵。Hauf和Höller(1987)首先做到了这一点。湿气势温度由Marquet(2011，…, 2017)。这个湿气势温实际上是湿气熵的同义词，与Emanuel或Pauluis先前发表的值不同，因为第三定律值产生了一个具有较大物理影响的新项。

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Hauf, T.和H. Höller, 1987:熵和势温。j .大气压。科学。，44(20), 2887–2901

Marquet, P.， 2011:湿熵势温的定义:应用于FIRE-I数据飞行。夸脱。j·罗伊。Meteorol。Soc。，13.7 (9), 768–791

马凯，P.， 2017:模拟飓风的第三定律等熵分析。j .大气压。科学。，74 (10), 3451–3471