Frage:
Gibt es Größen, die analog zur virtuellen Temperatur definiert sind, jedoch für andere Gase?
gerrit
2014-04-15 23:56:43 UTC
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Die virtuelle Temperatur ist eine Pseudotemperatur, bei der Wasserdampf in der Atmosphäre so berücksichtigt wird, dass die resultierende Menge mit dem idealen Gasgesetz und der Molmasse für trockene Luft verwendet werden kann . Obwohl Wasserdampf in der Troposphäre am bedeutendsten ist, ist er nicht das einzige Spurengas, dessen Konzentration in der Atmosphäre variiert. Gibt es ähnlich definierte Pseudotemperaturen, die unterschiedliche Volumenmischungsverhältnisse für andere Spurengase berücksichtigen?

Ich mochte Ihren Kommentar zu Methanatmosphären auf Titan. Ohne viel über das Thema zu wissen, scheinen diese Gleichungen für jeden Dampf geeignet zu sein. Ist es so, dass sie für Berechnungen in der Erdatmosphäre nur für Wasser verwendet werden, weil dies der einzige wirklich signifikante atmosphärische Dampf für die Zwecke von CAPE ist?
@naught101 Ja, andere Gase haben einen vernachlässigbaren Einfluss auf die Masse eines Luftpakets, denke ich.
Einer antworten:
#1
+4
casey
2014-04-25 07:38:45 UTC
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Es ist wahr, dass Wasser nicht der einzige variable Bestandteil der Atmosphäre ist, aber es kann große Schwankungen aufweisen (0-5% +), von denen ich nicht sicher bin, ob andere Spurenbestandteile außerhalb von Schornsteinfahnen / vorhanden sind. Autos / Fabriken / usw. Eine virtuelle Temperatur für andere Gase wäre nur dann sinnvoll, wenn ihre Variabilität eine signifikante Änderung der Masse in einem Paket bewirkt, so dass dies für den Auftrieb wichtig wird.

Davon abgesehen könnten Sie dies leicht tun Leiten Sie eine solche virtuelle Temperatur ab, da die virtuelle Temperatur nur ein Proxy für Dichteänderungen ist und wir diese leicht berechnen können.

Für jedes Gasbestandteil können Sie das ideale Gasgesetz als

$$ p_i = \ rho_i R_i T $$

, so dass jede Gasdichte $ i $

$$ \ rho_i = \ dfrac {p_i} {R_i T} $ ist $

und summiere diese dann mit trockener Luft ($ p_d $)

$$ \ rho = \ dfrac {p- \ sum p_i} {R_d T} + {\ large \ sum} \ dfrac {p_i} {R_i T} $$

und dann nach $ p $ in Bezug auf $ \ rho $, $ R_d $ auflösen und den Rest der Begriffe in einer Var sammeln iable und nennt es $ T_v $.

Mit diesem Verfahren kann generisch eine virtuelle Temperatur für eine beliebige Anzahl von Spurengasen (einzeln oder mehrfach) definiert werden, sofern Sie deren Mischungsverhältnisse mit trockener Luft kennen. Mir ist nicht bekannt, dass jemand (auf der Erde) eine virtuelle Temperatur für etwas anderes als Wasserdampf und suspendierte Hydrometeore verwendet (z. B. Dichtepotentialtemperatur, $ \ theta_ \ rho $), aber das bedeutet sicherlich nicht, dass dies niemand ist.



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