Ρυθμοί υγρασίας έναντι αδιαβατικών: Διαφορά και σύγκριση

Ο αέρας στην ατμόσφαιρα ψύχεται ή θερμαίνεται με δύο διαφορετικούς ρυθμούς - υγρούς και ξηρούς αδιαβατικούς ρυθμούς καθυστέρησης. Ο ρυθμός παρέλευσης είναι όταν μια ατμοσφαιρική μεταβλητή τείνει να πέσει σε μεγαλύτερο υψόμετρο.

Ενώ οι υγροί και ξηροί αδιαβατικοί ρυθμοί μπορεί να φαίνονται συνώνυμοι, υπάρχουν πολλά σημεία διαφοράς μεταξύ τους.

Βασικές τακτικές

1. Ο ρυθμός υγρού αδιαβατικού διαλείμματος αναφέρεται στον ρυθμό με τον οποίο ο κορεσμένος αέρας ψύχεται καθώς ανεβαίνει, ενώ ο ρυθμός ξηρού αδιαβατικού σφάλματος περιγράφει τον ρυθμό ψύξης του ακόρεστου αέρα.
2. Ο ρυθμός υγρού αδιαβατικού σφάλματος είναι χαμηλότερος από τον ρυθμό ξηρού αδιαβατικού σφάλματος λόγω της απελευθέρωσης λανθάνουσας θερμότητας κατά τη συμπύκνωση.
3. Και τα δύο ποσοστά παρέλευσης είναι απαραίτητα για την κατανόηση της ατμοσφαιρικής σταθερότητας, επηρεάζοντας τα καιρικά μοτίβα και το σχηματισμό νεφών.

Υγροί έναντι ξηρών αδιαβατικών ρυθμών 

Ο ρυθμός υγρασίας είναι πιο αργός από τον αδιαβατικός τιμή. Είναι ο ρυθμός με τον οποίο ο κορεσμένος αέρας ανεβαίνει και ψύχεται, ενώ ο αδιαβατικός ρυθμός είναι όταν ο ακόρεστος αέρας ανεβαίνει και ψύχεται. Ο αδιαβατικός ρυθμός υποθέτει ότι δεν προστίθεται ή αφαιρείται θερμότητα από τον αέρα καθώς μεγαλώνει, επομένως ο ρυθμός ψύξης είναι ταχύτερος.

Το ποσοστό υγρού αδιαβατικού σφάλματος σχετίζεται με πακέτα αέρα που είναι κορεσμένα στη φύση. Τα κολλώδη κουτιά αέρα διαστέλλονται σε μεγαλύτερα υψόμετρα μετά από μείωση της πίεσης της ατμόσφαιρας.

Η πρακτική λειτουργία των δεμάτων κορεσμένου αέρα είναι να ψύχουν τα σύννεφα. Είναι επίσης υπεύθυνοι για την εμφάνιση καταιγίδων και τα παρόμοια. 

Ο ρυθμός ξηρού αδιαβατικού σφάλματος σχετίζεται με ακόρεστο αέρα. Αναφέρεται στον ρυθμό με τον οποίο ένα δέμα αέρα ψύχεται ή θερμαίνεται όταν κινείται κάθετα.

Σύμφωνα με εκτιμήσεις, ο ρυθμός ξηρής αδιαβατικής καθυστέρησης παρουσιάζει μια διακύμανση 5.5 βαθμών Φαρενάιτ σε σχέση με μια κατακόρυφη κίνηση 1000 ποδιών. 

Συγκριτικός πίνακας

Παράμετροι σύγκρισης	Υγρός αδιαβατικός ρυθμός	Ξηρός αδιαβατικός ρυθμός
Αέρας	Το Dry Adiabatic Rate μελετά δέματα αέρα με μικρή έως καθόλου περιεκτικότητα σε υγρασία.	Ένα άλλο όνομα για τον υγρό αδιαβατικό ρυθμό είναι κορεσμένος αδιαβατικός ρυθμός.
Εναλλακτικό όνομα	Ένας αδιαβατικός ρυθμός ξηρότητας είναι υπεύθυνος για σταθερές συνθήκες λόγω της απουσίας περιεκτικότητας σε νερό.	Ο υγρός αδιαβατικός ρυθμός είναι χαμηλότερος από τον ρυθμό ξηρού αδιαβατικού.
σχέση	Ο ξηρός αδιαβατικός ρυθμός είναι υψηλότερος από τον ξηρό αδιαβατικό ρυθμό στο	Ο ρυθμός ξηρού αδιαβατικού ποικίλλει ανάλογα με τη θερμοχωρητικότητα του αέρα σε μια συγκεκριμένη θερμοκρασία και την επιτάχυνση λόγω της βαρύτητας.
Καθοριστικοί Παράγοντες	Ο υγρός αδιαβατικός ρυθμός ποικίλλει ανάλογα με τη θερμοκρασία.	Ο υγρός αδιαβατικός ρυθμός είναι υπεύθυνος για ασταθείς συνθήκες λόγω υγρασίας.
Επίδραση στην Ατμόσφαιρα	Ένας ξηρός αδιαβατικός ρυθμός είναι υπεύθυνος για σταθερές συνθήκες λόγω της απουσίας περιεκτικότητας σε νερό.	Ο ξηρός αδιαβατικός ρυθμός είναι υπεύθυνος για σταθερές συνθήκες λόγω της απουσίας περιεκτικότητας σε νερό.

Τι είναι οι υγροί αδιαβατικοί ρυθμοί;

Το ποσοστό υγρού αδιαβατικού σφάλματος αναφέρεται στα πακέτα αέρα που είναι ήδη υγρά. Κατά συνέπεια, όταν τέτοια κουτιά αέρα ανεβαίνουν, γίνονται πιο ήρεμα και επεκτείνονται περαιτέρω.

Ο ρυθμός υγρού αδιαβατικού σφάλματος είναι επίσης γνωστός ως ποσοστό κορεσμένου αδιαβατικού σφάλματος. Αυτός ο τύπος αέρα έχει ρυθμό παρέλευσης 6 βαθμών Κελσίου ανά 1000 μέτρα.  

Το πακέτο αέρα που συνεπάγεται ο υγρός αδιαβατικός ρυθμός είναι βαρύτερο λόγω της υγρασίας που περιέχει. Ως αποτέλεσμα, ανεβαίνει με σχετικά πιο αργό ρυθμό. Καθώς το δέμα του αέρα ανεβαίνει, χάνει την εσωτερική του θερμότητα.

Η αύξηση της θερμοκρασίας προκύπτει λόγω της μείωσης της ατμοσφαιρικής πίεσης. Για να επιβεβαιωθεί περαιτέρω, η ατμοσφαιρική πίεση μειώνεται λόγω του μεγάλου υψομέτρου. 

Επομένως, καθώς το δέμα αέρα υφίσταται διαστολή σε μεγαλύτερα υψόμετρα, εργάζονται συνεχώς και, τελικά, οδηγούν στην ψύξη των νεφών.

Ωστόσο, ο ρυθμός παρέλευσης υγρασίας είναι μικρότερος από τον ρυθμό διαφυγής ξηρού λόγω της ενέργειας που διανέμεται κατά τη συμπύκνωση. Όταν η συμπύκνωση είναι υψηλή, το ποσοστό υγρού αδιαβατικού σφάλματος είναι σημαντικά μικρότερο. 

Σε βαθμούς Φαρενάιτ, ο υγρός αδιαβατικός ρυθμός καθυστέρησης είναι περίπου 3.3 βαθμούς Φαρενάιτ για κάθε αλλαγή 1000 ποδιών σε κάθετη κίνηση.

Είναι δυνατό να βρεθεί το ισοβαρικό θερμοχωρητικότητα υγρού ή κορεσμένου αέρα χρησιμοποιώντας την ειδική ενθαλπία h για ένα δέμα κορεσμένου αέρα. 

Τι είναι οι Ξηροί Αδιαβατικοί Ρυθμοί;

Ο ρυθμός ξηρού αδιαβατικού σφάλματος είναι ο ακόρεστος ρυθμός καθυστέρησης. Με άλλα λόγια, η περιεκτικότητα σε υγρασία απουσιάζει σε τέτοια δέματα αέρα. Καθώς τα δέματα του αέρα ταξιδεύουν εκατό μέτρα, εμφανίζονται τρεις βαθμοί Κελσίου ψύξης.

Για παράδειγμα, όταν ένα δέμα αέρα ανεβαίνει στα 500 μέτρα, θα κερδίσει 15 βαθμούς Κελσίου ψύξης. Αντίθετα, όταν η διάθεση κινείται προς τα κάτω, η μέση θερμοκρασία αποκαθίσταται.

Τα ποσοστά αστοχίας επηρεάζονται από την περιεκτικότητα σε νερό, το ηλιακό φως που πέφτει στην επιφάνεια της Γης και τα γεωγραφικά χαρακτηριστικά. Η σχετική υγρασία στον ακόρεστο αέρα είναι μικρότερη από 100%.

Επειδή η περιεκτικότητα σε υγρασία στον ξηρό αδιαβατικό αέρα είναι μικρότερη, εγγυάται σταθερές ατμοσφαιρικές συνθήκες. 

Όταν το ανερχόμενο δέμα αέρα έχει λιγότερη υγρασία, η συμπύκνωση εμφανίζεται με ονομαστικά χαμηλότερο ρυθμό. Ως αποτέλεσμα, το λανθάνουσα θερμότητα η συμπύκνωση που απελευθερώνεται είναι χαμηλή.

Με άλλα λόγια, υπάρχει λιγότερη πρόσθετη θερμότητα από το εσωτερικό. Εδώ, η λανθάνουσα θερμότητα αναφέρεται στη θερμότητα που απορροφάται κατά τη μετακίνηση από τη μια φάση στην άλλη. Κατά συνέπεια, η πτώση της θερμοκρασίας με την αύξηση των υψομέτρων είναι μεγαλύτερη. 

Ο παράγοντας που επηρεάζει το ρυθμό ξηρού αδιαβατικού σφάλματος είναι η θερμοχωρητικότητα του αέρα σε μια συγκεκριμένη θερμοκρασία και η επιτάχυνση λόγω της βαρύτητας.

Ο ρυθμός ακόρεστου αδιαβατικού σφάλματος είναι περίπου 9.8 βαθμοί Κελσίου ανά χιλιόμετρο. Ο σχηματισμός νεφών αποδίδεται στο ακόρεστο πακέτο αέρα. 

Κύριες διαφορές μεταξύ υγρών και ξηρών αδιαβατικών ρυθμών 

1. Ο υγρός αδιαβατικός ρυθμός μελετά το πακέτο αέρα που έχει υψηλή υγρασία. Από την άλλη πλευρά, οι ξηροί αδιαβατικοί ρυθμοί μαθαίνουν το πακέτο αέρα με σχετικά χαμηλή ή αμελητέα περιεκτικότητα σε υγρασία.
2. Οι υγροί αδιαβατικοί και οι ξηροί αδιαβατικοί ρυθμοί είναι επίσης γνωστοί ως κορεσμένοι και ακόρεστοι αδιαβατικοί ρυθμοί, αντίστοιχα. 
3. Ο υγρός αδιαβατικός ρυθμός είναι υπεύθυνος για τις διακυμάνσεις των ατμοσφαιρικών συνθηκών λόγω της περιεκτικότητας σε νερό. Αντίθετα, ο ξηρός αδιαβατικός ρυθμός δεν παίζει σημαντικό ρόλο στη δημιουργία αβέβαιων ατμοσφαιρικών συνθηκών λόγω της απουσίας υγρασίας. 
4. Ο υγρός αδιαβατικός ρυθμός ποικίλλει ανάλογα με τη θερμοκρασία και την περιεκτικότητα σε νερό. Από την άλλη πλευρά, ο ξηρός αδιαβατικός ρυθμός εξαρτάται από την επιτάχυνση λόγω της βαρύτητας και της ατμοσφαιρικής θερμότητας.
5. Ενώ ο υγρός αδιαβατικός ρυθμός προσεγγίζεται στους 8 βαθμούς Κελσίου ανά χιλιόμετρο, ο ξηρός αδιαβατικός ρυθμός είναι σχεδόν 4 βαθμοί Κελσίου ανά χιλιόμετρο.  

αναφορές

1. https://www.pmfias.com/adiabatic-lapse-rate-latent-heat-condensation/ 
2. https://www.sciencedirect.com/topics/earth-and-planetary-sciences/adiabatic-lapse-rate 

Τελευταία ενημέρωση: 30 Ιουνίου 2023