Frage:
Wie messen (oder berechnen) wir die Entropie in der Atmosphäre und in den Ozeanen empirisch?
InquilineKea
2014-04-16 03:05:27 UTC
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Hier ist ein Artikel über das Entropiebudget 1 sup>, in dem die feuchte Entropie in Gleichung (8) als

$$ s definiert ist = (1-q_t) (C_ {pd} \ ln T - R_d \ ln p_d) + q_t C_l \ ln T + \ frac {q_v L_v} {T} - q_v R_v \ ln \ mathcal {H} $$

In diesem Ausdruck ist $ q_v $ die spezifische Feuchtigkeit für Wasserdampf, $ C_ {pd} $ ist die spezifische Wärme bei konstantem Druck trockener Luft, $ C_l $ ist die spezifische Wärme von flüssigem Wasser, $ T. $ ist die Temperatur der feuchten Luft, $ R_d $ und $ R_v $ sind die Gaskonstanten von trockener Luft und Wasserdampf, $ p_d $ ist der Partialdruck der trockenen Luft, $ \ mathcal {H} = e / e_s $ ist die relative Luftfeuchtigkeit, $ e $ ist der Wasserdampfdruck und $ e_s $ ist der Sättigungsdampfdruck.

Ich bin nur neugierig: Wird die Entropie direkt oder indirekt aus anderen Quellen gemessen? ? Wenn wir es messen würden, wie groß wäre die räumlich-zeitliche Auflösung einer solchen Messung?


1 sup> Pauluis, Olivier und Isaac M. Held. "Entropiebudget einer Atmosphäre im strahlungskonvektiven Gleichgewicht. Teil I: Maximale Arbeit und Reibungsdissipation." Journal of the Atmospheric Sciences 59: 125-139.

Ist die Antwort nicht in der Zeitung oder ihren Referenzen?
Es ist eine sehr theoretische Arbeit, daher wird nicht viel über Messung gesprochen. Es ist auch aus dem Jahr 1991, daher vermute ich, dass es jetzt mehr Möglichkeiten gibt, es zu messen. Aber es scheint immer noch kein sehr gut recherchiertes Thema zu sein.
Ich weiß es nicht, aber ich gehe davon aus, dass es * nicht * direkt gemessen wird.
Ich verstehe nicht wirklich, warum dieses Papier mit der Frage verknüpft ist. Gibt es etwas, das die Frage ergänzt? Wenn ja, könnten Sie vielleicht dieses Bit zitieren, anstatt nur auf das gesamte Papier zu verlinken?
Zwei antworten:
#1
+6
DavePhD
2014-05-20 18:04:37 UTC
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Es gibt eine Konvention für feuchte Luftentropie, die aus trockener Luftentropie aufgebaut ist und 0 bei T = 273,15 K und P = 101325 Pa beträgt, und flüssige Wasserentropie, die an ihrem Tripelpunkt 0 ist. Siehe die Seite mit der Nummer 47 dieses NIST-Dokuments:

http://www.nist.gov/calibrations/upload/5241.pdf

Entropie ist nicht direkt gemessen.

Entropie $ S $ ist definiert als $ dS \ äquiv. dQ_ {rev} / T $

Daher kann die Entropie durch Messen des Wärmeübergangs und der Temperatur gemessen werden.

Weitere Informationen finden Sie unter Berechnung der Entropieänderung in einigen grundlegenden Prozessen.

#2
+2
Pascal Marquet
2018-05-18 18:32:02 UTC
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Es ist möglich, die relevante Feuchtentropie unter Verwendung der Werte des dritten Gesetzes zu berechnen. Dies wurde zuerst von Hauf und Höller (1987) getan. Eine potentielle Feuchtlufttemperatur wurde von Marquet (2011, ..., 2017) definiert. Diese potentielle Feuchtlufttemperatur ist wirklich ein Synonym für die Feuchtluftentropie und unterscheidet sich von den vorherigen von Emanuel oder Pauluis veröffentlichten Werten, da die Werte des dritten Gesetzes einen neuen Begriff erzeugen, der große physikalische Auswirkungen hat.


Hauf, T. und H. Höller, 1987: Entropie und potentielle Temperatur. Atmos. Sci., 44 (20), 2887–2901

Marquet, P., 2011: Definition einer potentiellen Temperatur für feuchte Entropie: Anwendung auf FIRE-I-Datenflüge. Quart. J. Roy. Meteorol.Soc., 137 (9), 768–791

Marquet, P., 2017: Eine isentropische Analyse eines simulierten Hurrikans nach dem dritten Gesetz. J. Atmos. Sci., 74 (10), 3451–3471



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