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Sciences de la Terre et de l’Univers · 术语表

什么是 Énergie potentielle convective disponible ; inhibition convective?

又称: énergie potentielle convective disponible · inhibition convective

Définition 21.18 Sciences de la Terre et de l’Univers à l’université — 2e année · 第 21 章 — Thermodynamique de l’atmosphère

L’énergie potentielle convective disponible (CAPE) d’une particule est le travail de la force de flottabilité sur l’unité de masse de celle-ci entre son LFC et son EL,

CAPE=∫zLFCzELg Tv,particule−Tv,milieuTv,milieu dz,\text{CAPE} = \int_{z_{\text{LFC}}}^{z_{\text{EL}}} g\,\frac{T_{v,\text{particule}} - T_{v,\text{milieu}}}{T_{v,\text{milieu}}}\,\mathrm{d}z ,

et son inhibition convective (CIN) est la même intégrale, négative, du niveau de départ jusqu’à son LFC.

示例

Exemple 21.20 (L’énergie du radiosondage de Norman)

Soulevons l’air de surface de l’Exemple 21.4. Il sature à 964 hPa964\,\mathrm{hPa}, 64 m64\,\mathrm{m} plus haut, et suit une adiabatique humide. Sous 900 hPa900\,\mathrm{hPa}, le radiosondage est lui-même presque saturé et la particule reste quelques dixièmes de degré plus froide que son environnement ; vient ensuite l’inversion entre 908 hPa908\,\mathrm{hPa} et 889 hPa889\,\mathrm{hPa}, où la température monte de 4.1 K4.1\,\mathrm{K} sur 178 m178\,\mathrm{m} et où la particule se trouve 5 K5\,\mathrm{K} trop froide. Ce n’est qu’à 732 hPa732\,\mathrm{hPa}, 2.4 km2.4\,\mathrm{km} au-dessus du sol, qu’elle devient plus chaude que son environnement : c’est son LFC ; elle le reste jusqu’à son EL, à 236 hPa236\,\mathrm{hPa}, 10.9 km10.9\,\mathrm{km} au-dessus du niveau de la mer, juste sous la tropopause que le radiosondage situe à 235 hPa235\,\mathrm{hPa}. Sur une grille fine de pressions, les aires du diagramme skew-T donnent une CAPE =2100 J/kg= 2100\,\mathrm{J}/\mathrm{kg} et une CIN =−200 J/kg= -200\,\mathrm{J}/\mathrm{kg} avec la température, et 2230 J/kg2230\,\mathrm{J}/\mathrm{kg} et −130 J/kg-130\,\mathrm{J}/\mathrm{kg} avec la température virtuelle : l’humidité de la particule ajoute sa propre flottabilité. La théorie de la particule donne wmax⁡=2×2100=65 m/sw_{\max} = \sqrt{2 \times 2100} = 65\,\mathrm{m}/\mathrm{s}.

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