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[科普中国]-相当位温

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定义

相当位温(potential equivalent temperature)是指把气块从它所具有的相当温度高度绝热地移到1000hPa处所达到的温度。1

与相当温度的关系如以 表示相当温度,相当位温 可表示为1:

式中 为气块的气压。

与大气稳定度的关系在实际工作中,相当位温可作为饱和气团所处的大气稳定度指标。 如果相当位温随着高度而上升,即表示气团身处的大气是稳定的;反之,若相当位温随高度下跌,即表示所处的大气并不稳定。1

区别位温位温(用表示)是干空气的一个重要的温度参量,它在干绝热过程中具有守恒性,可用来比较不同气压下空气质块的热力差异。但是在伴有潜热释放的湿过程中,不再守恒。2

因此,相当位温(用 表示)被引入来对饱和湿大气进行研究, 在饱和湿绝热过程中是守恒的。由于 在饱和湿绝热过程中的守恒性,它被应用到分析湿大气的多个研究领域。与温度(用表示)相比,无论是干大气的位温还是饱和湿大气的相当位温,由于其守恒性,在大气动力和热力学研究领域都得到了广泛的应用。尽管如此,位温和相当位温都有各自的适应范围:位温适用干大气,而相当位温适用于饱和湿大气。2

广义位温实际大气既非完全是干空气,也不是处处达到饱和的湿空气,而是处于含有水汽但又不饱和的湿空气状态。即使是在暴雨系统中,湿空气的相对湿度也不一定达到100%,饱和湿空气相当位温的引入条件不能完全满足。2

而广义位温的定义用一个表达式就可以表示出干大气、未饱和湿大气以及饱和湿大气这3种大气状态的位温,位温和相当位温则是广义位温的特殊情况。当大气比湿为零时,广义位温就变成位温;当大气比湿达到饱和后,广义位温就变成相当位温。除了可以衔接干大气位温和饱和湿大气的相当位温外,广义位温包含了水汽由干到湿再到饱和的变化过程,更好地体现了大气中水汽的实际分布和变化特征。2