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Ciências da Terra e do espaço · 术语表

什么是 Temperatura virtual?

Definição 21.3 Ciências da Terra e do espaço universitárias — 2.º ano · 第 21 章 — Termodinâmica da atmosfera

A temperatura virtual TvT_v do ar úmido é a temperatura que o ar seco precisaria ter, à mesma pressão, para ter a mesma densidade:

Tv=T 1+r/ε1+r≈T (1+0.61 r).T_v = T\,\frac{1 + r/\varepsilon}{1 + r} \approx T\,(1 + 0.61\,r) .

示例

Exemplo 21.4 (O ar de Norman)

No solo a sondagem dá p=971.1 hPap = 971.1\,\mathrm{hPa}, T=19.0 ∘CT = 19.0\,{}^{\circ}\mathrm{C} e um ponto de orvalho de 18.5 ∘C18.5\,{}^{\circ}\mathrm{C}. A pressão de vapor é a pressão de vapor de saturação no ponto de orvalho, e=es(18.5 ∘C)=21.5 hPae = e_s(18.5\,{}^{\circ}\mathrm{C}) = 21.5\,\mathrm{hPa} (Proposição 21.5 adiante). Então r=0.622×21.5/(971.1−21.5)=14.1 g/kgr = 0.622 \times 21.5/(971.1 - 21.5) = 14.1\,\mathrm{g}/\mathrm{kg}, q=13.9 g/kgq = 13.9\,\mathrm{g}/\mathrm{kg}, e Tv−T=0.61×0.0141×292.15 K=2.5 KT_v - T = 0.61 \times 0.0141 \times 292.15\,\mathrm{K} = 2.5\,\mathrm{K}: este ar é tão leve quanto um ar seco dois graus e meio mais quente.

Exemplo 21.20 (A energia na sondagem de Norman)

Levante-se o ar da superfície do Exemplo 21.4. Ele se satura a 964 hPa964\,\mathrm{hPa}, 64 m64\,\mathrm{m} acima, e segue uma adiabática úmida. Abaixo de 900 hPa900\,\mathrm{hPa} a sondagem está ela própria quase saturada e a parcela fica alguns décimos de grau mais fria que o ambiente; vem então a inversão entre 908 hPa908\,\mathrm{hPa} e 889 hPa889\,\mathrm{hPa}, onde a temperatura sobe 4.1 K4.1\,\mathrm{K} em 178 m178\,\mathrm{m} e a parcela se vê 5 K5\,\mathrm{K} fria demais. Ela só fica mais quente que o ambiente a 732 hPa732\,\mathrm{hPa}, 2.4 km2.4\,\mathrm{km} acima do solo, seu NCE, e continua mais quente até seu NE a 236 hPa236\,\mathrm{hPa}, 10.9 km10.9\,\mathrm{km} acima do nível do mar, logo abaixo da tropopausa que a sondagem indica a 235 hPa235\,\mathrm{hPa}. Numa grade fina de pressões as áreas da figura skew-T são CAPE =2100 J/kg= 2100\,\mathrm{J}/\mathrm{kg} e CIN =−200 J/kg= -200\,\mathrm{J}/\mathrm{kg} com a temperatura, e 2230 J/kg2230\,\mathrm{J}/\mathrm{kg} e −130 J/kg-130\,\mathrm{J}/\mathrm{kg} com a temperatura virtual: a umidade da parcela acrescenta seu próprio empuxo. A teoria da parcela dá wmax⁡=2×2100=65 m/sw_{\max} = \sqrt{2 \times 2100} = 65\,\mathrm{m}/\mathrm{s}.

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