Mitrs un adiabātiskais līmenis: atšķirība un salīdzinājums

Gaiss atmosfērā atdziest vai sasilst divos dažādos ātrumos - mitrā un sausā adiabātiskā pazušanas ātrumā. Aiztures ātrums ir tad, kad atmosfēras mainīgajam ir tendence kristies lielākā augstumā.

Lai gan mitras un sausas adiabātiskās likmes var šķist sinonīmi, starp tām ir vairākas atšķirības.

Atslēgas

1. Mitra adiabātiskā pazušanas ātrums attiecas uz ātrumu, ar kādu piesātināts gaiss atdziest, kad tas paceļas, savukārt sausais adiabātiskais pazušanas ātrums raksturo nepiesātinātā gaisa atdzišanas ātrumu.
2. Mitrā adiabātiskā pazušanas ātrums ir mazāks nekā sausais adiabātiskais pazušanas ātrums, jo kondensācijas laikā izdalās latentais siltums.
3. Abi noilguma rādītāji ir būtiski, lai izprastu atmosfēras stabilitāti, ietekmētu laika apstākļus un mākoņu veidošanos.

Mitrs un sauss adiabātiskais līmenis 

Mitruma ātrums ir lēnāks nekā adiabātisks likme. Tas ir ātrums, ar kādu piesātināts gaiss paceļas un atdziest, savukārt adiabātiskais ātrums ir tad, kad nepiesātinātais gaiss paceļas un atdziest. Adiabātiskais ātrums pieņem, ka siltums netiek pievienots vai noņemts no gaisa, kad tas aug, tāpēc dzesēšanas ātrums ir ātrāks.

Mitra adiabātiskā noplūde attiecas uz gaisa gabaliem, kas ir piesātināti dabā. Lipīgās gaisa kastes izplešas lielākā augstumā pēc atmosfēras spiediena pazemināšanās.

Piesātināto gaisa paku praktiskā funkcija ir atdzesēt mākoņus. Viņi ir arī atbildīgi par pērkona negaisu un tamlīdzīgu lietu rašanos. 

Sausais adiabātiskais pazušanas ātrums ir saistīts ar nepiesātinātu gaisu. Tas attiecas uz ātrumu, ar kādu gaisa gabals atdziest vai sasilst, kad tas pārvietojas vertikāli.

Saskaņā ar aplēsēm sausā adiabātiskā nobīdes ātrums mainās par 5.5 grādiem pēc Fārenheita attiecībā pret vertikālo kustību 1000 pēdu augstumā. 

Salīdzināšanas tabula

Salīdzināšanas parametri	Mitrs adiabātiskais ātrums	Sausais adiabātiskais ātrums
Gaisa paka	Dry Adiabatic Rate pēta gaisa pakas ar mazu vai bez mitruma saturu.	Vēl viens mitrā adiabātiskā ātruma nosaukums ir piesātinātais adiabātiskais ātrums.
Alternatīvais vārds	Adiabātiskā sausuma pakāpe nodrošina stabilus apstākļus ūdens trūkuma dēļ.	Mitrais adiabātiskais ātrums ir zemāks par sausā adiabātisko ātrumu.
Saistība	Sausais adiabātiskais ātrums ir augstāks nekā sausais adiabātiskais ātrums pie	Sausais adiabātiskais ātrums mainās atkarībā no gaisa siltumietilpības noteiktā temperatūrā un gravitācijas izraisītā paātrinājuma.
Noteicošie faktori	Mitrs adiabātiskais ātrums mainās atkarībā no temperatūras.	Mitrs adiabātiskais ātrums ir atbildīgs par nestabiliem apstākļiem mitruma dēļ.
Ietekme uz atmosfēru	Sausais adiabātiskais ātrums nodrošina stabilus apstākļus ūdens trūkuma dēļ.	Dry Adiabatic ātrums ir atbildīgs par stabiliem apstākļiem ūdens trūkuma dēļ.

Kas ir mitrās adiabātiskās likmes?

Mitra adiabātiskā noplūde attiecas uz gaisa gabaliem, kas jau ir mitri. Līdz ar to, kad šādas gaisa kastes paceļas, tās kļūst mierīgākas un izplešas tālāk.

Mitrais adiabātiskais pazušanas ātrums ir pazīstams arī kā piesātinātā adiabātiskā pārtraukuma ātrums. Šāda veida gaisa noplūdes ātrums ir 6 grādi pēc Celsija uz 1000 metriem.  

Mitrā adiabātiskā ātruma radītais gaisa gabals ir smagāks tajā esošā mitruma dēļ. Rezultātā tas paceļas salīdzinoši lēnāk. Gaisa gabalam paceļoties, tas zaudē savu iekšējo siltumu.

Temperatūras pieaugums rodas atmosfēras spiediena pazemināšanās dēļ. Lai to vēl vairāk apstiprinātu, atmosfēras spiediens samazinās lielā augstuma dēļ. 

Tāpēc, tā kā gaisa gabals izplešas lielākā augstumā, tie pastāvīgi darbojas un galu galā noved pie mākoņu atdzišanas.

Tomēr mitruma padeves ātrums ir mazāks par sausās noplūdes ātrumu, jo kondensācijas laikā tiek izvadīta enerģija. Ja kondensāts ir augsts, mitrā adiabātiskā pārtraukuma ātrums ir ievērojami mazāks. 

Fārenheita grādos mitrā adiabātiskā nobīdes ātrums ir aptuveni 3.3 grādi pēc Fārenheita katrā vertikālā kustībā par 1000 pēdām.

Ir iespējams atrast izobarisku siltuma jauda mitra vai piesātināta gaisa, izmantojot specifisko entalpiju h piesātināta gaisa gabalam. 

Kas ir sausās adiabātiskās likmes?

Sausā adiabātiskā pazušanas ātrums ir nepiesātinātā nobīdes ātrums. Citiem vārdiem sakot, šādās gaisa pakās nav mitruma. Gaisa pakām ceļojot simts metrus, notiek atdzišana par trim grādiem pēc Celsija.

Piemēram, kad gaisa paka paceļas līdz 500 metriem, tā atdziest par 15 grādiem pēc Celsija. Un otrādi, kad garastāvoklis pazeminās, tiek atjaunota vidējā temperatūra.

Izsitumu ātrumu ietekmē ūdens saturs, saules gaisma, kas krīt uz Zemes virsmas, un ģeogrāfiskās īpatnības. Relatīvais mitrums nepiesātinātā gaisā ir mazāks par 100%.

Tā kā mitruma saturs sausā adiabātiskā gaisā ir mazāks, tas garantē stabilus atmosfēras apstākļus. 

Ja augošā gaisa pakā ir mazāk mitruma, kondensācija notiek nomināli mazākā ātrumā. Tā rezultātā, latentais siltums izdalītā kondensāta daudzums ir mazs.

Citiem vārdiem sakot, no iekšpuses ir mazāk papildu siltuma. Šeit latentais siltums attiecas uz siltumu, kas absorbēts, pārvietojoties no vienas fāzes uz nākamo. Līdz ar to temperatūras kritums, palielinoties augstumam, ir lielāks. 

Faktors, kas ietekmē sausā adiabātiskā pārtraukuma ātrumu, ir gaisa siltumietilpība noteiktā temperatūrā un gravitācijas izraisītais paātrinājums.

Nepiesātinātā adiabātiskā noplūdes ātrums ir aptuveni 9.8 grādi pēc Celsija uz kilometru. Mākoņu veidošanās ir saistīta ar nepiesātināto gaisa gabalu. 

Galvenās atšķirības starp mitru un sausu adiabātu 

1. Moist Adiabatic Rate pēta gaisa gabalu, kurā ir augsts mitrums. No otras puses, sausie adiabātiskie rādītāji apgūst gaisa gabalu ar relatīvi zemu vai nenozīmīgu mitruma saturu.
2. Mitra adiabātiskā un sausā adiabātiskā iedarbība ir attiecīgi zināma arī kā piesātinātā un nepiesātinātā adiabātiskā nobīde. 
3. Mitrs adiabātiskais ātrums ir saistīts ar atmosfēras apstākļu svārstībām ūdens satura dēļ. Turpretim sausajam adiabātiskajam ātrumam nav būtiskas nozīmes nenoteiktu atmosfēras apstākļu radīšanā mitruma trūkuma dēļ. 
4. Mitrā adiabātiskais ātrums mainās atkarībā no temperatūras un ūdens satura. No otras puses, sausais adiabātiskais ātrums ir atkarīgs no gravitācijas un atmosfēras karstuma radītā paātrinājuma.
5. Lai gan mitrā adiabātiskā ātrums ir aptuveni 8 grādi pēc Celsija uz kilometru, sausais adiabātiskais ātrums ir gandrīz 4 grādi pēc Celsija uz kilometru.  

Atsauces

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

Pēdējo reizi atjaunināts: 30. gada 2023. jūnijā