Meteorologie der Ausfallrate

Zeitrafferrate, Änderungsrate der Temperatur, die beobachtet wird, wenn man sich durch die Erdatmosphäre nach oben bewegt. Die Zeitrafferrate wird als positiv angesehen, wenn die Temperatur mit der Höhe abnimmt, als Null, wenn die Temperatur mit der Höhe konstant ist, und als negativ, wenn die Temperatur mit der Höhe ansteigt (Temperaturinversion). Die Zeitrafferrate von nicht aufsteigender Luft - üblicherweise als normale oder Umwelt-Zeitrafferrate bezeichnet - ist sehr variabel und wird durch Strahlung, Konvektion und Kondensation beeinflusst. In der unteren Atmosphäre (Troposphäre) beträgt der Durchschnitt etwa 6,5 ​​° C pro Kilometer. Es unterscheidet sich von der adiabatischen Zeitrafferrate, bei der Temperaturänderungen aufgrund des Auf- oder Absteigens eines Luftpakets auftreten. Adiabatische Ausfallraten werden normalerweise als trocken oder feucht unterschieden.

Die trockene adiabatische Abfallrate für Luft hängt nur von der spezifischen Wärmekapazität der Luft bei konstantem Druck und der Erdbeschleunigung ab. Die trockene adiabatische Abfallrate für die Erdatmosphäre beträgt 9,8 ° C pro Kilometer (28,3 ° F pro Meile); Somit würde die Temperatur eines Luftpakets, das 5 km (3 Meilen) auf- oder absteigt, um 49 ° C (85 ° F) fallen oder steigen.

Wenn ein mit Wasserdampf gesättigtes Luftpaket aufsteigt, kondensiert ein Teil des Dampfes und gibt latente Wärme ab. Durch diesen Vorgang kühlt das Paket langsamer ab als ohne Sättigung. Die feuchte adiabatische Abfallrate variiert erheblich, da die Menge an Wasserdampf in der Luft sehr unterschiedlich ist. Je größer die Dampfmenge ist, desto geringer ist die adiabatische Abfallrate. Wenn ein Luftpaket aufsteigt und abkühlt, kann es schließlich durch Kondensation seine Feuchtigkeit verlieren. seine Zeitrafferrate steigt dann an und nähert sich dem trockenen adiabatischen Wert.

Der Unterschied zwischen der normalen Zeitrafferrate in der Atmosphäre und der trockenen und feuchten adiabatischen Zeitrafferrate bestimmt die vertikale Stabilität der Atmosphäre, dh die Tendenz eines Luftpartikels, in seine ursprüngliche Position zurückzukehren oder danach von seiner ursprünglichen Position weg zu beschleunigen eine leichte vertikale Verschiebung gegeben. Aus diesem Grund ist die Zeitrafferrate für Meteorologen von größter Bedeutung, um bestimmte Arten von Wolkenformationen, das Auftreten von Gewittern und die Intensität atmosphärischer Turbulenzen vorherzusagen.