ما معنى درجة الحرارة الافتراضية؟

مثال 21.4 (الهواء في نورمان)

عند الأرض يعطي السبر $p = 971.1\,\mathrm{hPa}$ و$T = 19.0\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ ونقطة ندى قدرها $18.5\,{}^{\circ}\mathrm{C}$. وضغط البخار هو ضغط البخار المشبع عند نقطة الندى، $e = e_s(18.5\,{}^{\circ}\mathrm{C}) = 21.5\,\mathrm{hPa}$ (القضية 21.5 أدناه). ومن ثَمّ $r = 0.622 \times 21.5/(971.1 - 21.5) = 14.1\,\mathrm{g}/\mathrm{kg}$ و$q = 13.9\,\mathrm{g}/\mathrm{kg}$، و$T_v - T = 0.61 \times 0.0141 \times 292.15\,\mathrm{K} = 2.5\,\mathrm{K}$: فهذا الهواء خفيف خفّة هواء جاف أدفأ منه بدرجتين ونصف.

مثال 21.20 (الطاقة في سبر نورمان)

ارفع هواء السطح في المثال 21.4. إنه يتشبّع عند $964\,\mathrm{hPa}$، على ارتفاع $64\,\mathrm{m}$، ويتبع منحنًى أديباتيًّا رطبًا. وتحت $900\,\mathrm{hPa}$ يكون السبر نفسه قريبًا من التشبّع ويبقى الطرد أبرد من محيطه ببضعة أعشار الدرجة؛ ثم يأتي الانعكاس الحراري بين $908\,\mathrm{hPa}$ و$889\,\mathrm{hPa}$، حيث ترتفع الحرارة بمقدار $4.1\,\mathrm{K}$ في $178\,\mathrm{m}$ فيجد الطرد نفسه أبرد بمقدار $5\,\mathrm{K}$. ولا يصبح أدفأ من محيطه إلا عند $732\,\mathrm{hPa}$، على ارتفاع $2.4\,\mathrm{km}$ فوق الأرض، وهو مستوى حمله الحرّ، ويبقى أدفأ حتى مستوى توازنه عند $236\,\mathrm{hPa}$، على ارتفاع $10.9\,\mathrm{km}$ فوق مستوى البحر، مباشرةً تحت التروبوبوز الذي يسجّله السبر عند $235\,\mathrm{hPa}$. وعلى شبكة دقيقة من الضغوط تكون مساحات الشكل المائل CAPE $= 2100\,\mathrm{J}/\mathrm{kg}$ وCIN $= -200\,\mathrm{J}/\mathrm{kg}$ بدرجة الحرارة، و$2230\,\mathrm{J}/\mathrm{kg}$ و$-130\,\mathrm{J}/\mathrm{kg}$ بدرجة الحرارة الافتراضية: فرطوبة الطرد تضيف طفوها الخاصّ. وتعطي نظرية الطرد $w_{\max} = \sqrt{2 \times 2100} = 65\,\mathrm{m}/\mathrm{s}$.