大気の熱力学約8分で読むLESSON 10
相当温位で、暖かさと湿りを読む
湿りの寄与まで、温度の物差しに。
H.うえいひろしの学習ノートから · 学習日
まず、これだけ。
上ほどθeが低い層は、持ち上げると不安定化しうる。
温位の考え方に、水蒸気が凝結して放出する熱も加えます。暖湿気が持つ性質を追う手がかりです。
この記事のゴール相当温位と対流不安定を理解し、CINや上昇のきっかけと組み合わせて説明できる。
上ほどθeが低い層は、持ち上げると不安定化しうる。- 01暖湿気を確認
- 02持ち上げる条件を見る
- 03CIN・LFCを確認
- 04浮力と発達を考える
考え方を整理する模式図。観測値や発生を保証する条件ではありません。
水蒸気が放出しうる熱も考える
相当温位θe(Equivalent Potential Temperature)は、水蒸気の凝結に伴う潜熱の寄与を含めた温度の指標で、単位はKです。空気塊を持ち上げて水蒸気を凝結・除去し、乾燥断熱的に1000 hPaへ戻す仮想過程で考えます。
同じ気圧・気温なら、水蒸気を多く含む空気ほど相当温位は高くなります。高い相当温位は暖湿気を追う手がかりですが、気温そのものでも、CAPEでもありません。
θとθeの保存を分ける
未飽和で混合・加熱などがなければ温位θは保存されます。凝結を伴う上昇では潜熱の影響を含めたθeが、適切な断熱過程の近似のもとでほぼ保存されます。周囲の空気との混合や放射、降水の扱いによって変わり、「いつでも完全に一定」ではありません。
上ほどθeが低い、の読み方
θeが高度とともに減少する層は、対流不安定(潜在不安定)の指標です。その層を持ち上げて飽和させる過程で不安定化しうる、という意味。すでに積乱雲が発生していることや、どの空気塊もすぐ自力上昇することを意味しません。
実際の発生は、空気塊がLFCへ到達できるか、CINがどれほど抑えるか、収束などのきっかけがあるかも調べます。CAPEは到達後に正の浮力から得られるエネルギーの指標として、役割を分けます。
850 hPaと500 hPaをつなぐ
850 hPaでは下層の暖湿気とその流入・収束、500 hPaでは上空の寒気などを確認します。下層が暖かく湿り、上空が冷たい組み合わせは対流の発達に有利なことがありますが、2高度の値だけで発生を断定しません。
空気塊を上昇させたあとの温度・仮温度と、その高度の周囲を比較するのが基本です。850 hPa面が地面より下になる山地などでは、地形と気圧面の関係にも注意します。
ここで迷わないために
答えだけでなく、理由まで。
θeの高度減少は、今すぐ積乱雲ができるという判定ではありません。CAPEとも別の量です。
CHECK YOUR UNDERSTANDINGオリジナル確認問題
ここで、一問。
θeが高度とともに減る層があるが、CINが大きく持ち上げるきっかけも弱い。どう読む?
正解と考え方を読む
正解:A · 対流不安定の指標はあるが、発生は抑えられることがある
層を持ち上げて不安定化する可能性と、空気塊がLFCへ到達できるかは別の確認です。条件がそろうまで対流が始まらない場合があります。
ひとことで覚えるθeは暖かさ+湿り。可能性と発生を分ける。
H.HIROSHI'S LEARNING MEMO
うえいひろしの、ここが転機。
相当温位の鉛直分布を学び、CINが大きい場合の抑制も復習。850 hPaの暖湿気と500 hPaの寒気を、収束・上昇とつなげて考えました。
Day 5の記録を読む ↗実際の学習ログをもとに編集しています。理解したら、思い出す練習へ。
このテーマの3枚を復習。
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