「相当温位」の版間の差分

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'''相当温位'''(そうとうおんい、{{Lang-en-short|equivalent potential temperature}})とは、[[気圧]] <math>P</math> の[[空気塊]]を[[断熱過程|断熱的]]に圧力降下させて、[[飽和]]した後さらに空気塊がもつ[[水蒸気]]をすべて[[凝結]]させて完全に乾燥させ、その後は圧力を上昇させて標準的な参照圧力 <math>P_{0}</math>(通常1000は1,000[[ヘクトパスカル|hPa]])まで戻すという変化を与えたときに想定される温度である。主に[[気象学]]で用いられる。
 
相当温位は、空気自体が持つ[[熱]]と空気中の水蒸気が持つ[[潜熱]]を足した熱の総量を、同じ参照気圧に換算することで比較できるようにした値である。空気塊の中で凝結・[[降水]]により水が分離してもその空気塊の相当温位は変化しない、つまり保存される。そのため、空気塊が持つ上昇力を知るために非常に適した値で、[[大気安定度|大気の安定度]]を示す値の1つとして利用されている。
: <math> \theta_{e} = \theta \exp\left(\frac{L w_{s}}{C_{p} T_{d}}\right)</math>
 
このとき <math>\theta</math>は温位、Lは凝結により放出される潜熱の定数値(約2500000)(2,500,000 [[ジュール|J]]/[[キログラム|kg]])、w<sub>s</sub>は空気塊が[[持ち上げ凝結高度]]に達した時の[[飽和混合比]]、T<sub>d</sub>は空気塊の[[露点温度]]([[ケルビン|K]])、そしてC<sub>p</sub>は一定圧力での[[比熱容量]](J(J K<sup>-1</sup> kg<sup>-1</sup>)である。
 
上記式を温位を使わずに表すと以下の通り。
:<math>\theta_e = T \exp \left( \frac{L w_s}{C_p T_d} \right) \left( \frac{p_0}{p} \right)^{\frac{R}{C_p}}</math>
 
Tは空気塊の現在の気温([[ケルビン|K]])、Rは大気の[[気体定数]](8.31447)(31447 J K<sup>-1</sup> mol<sup>-1</sup>)、pは現在気圧(hPa)(hPa)、p<sub>0</sub>は参照気圧1000(hPa)1,000(hPa)である。
 
また、[[相当温度]]T<sub>e</sub>を使って表すと以下の通りとなる。