假絕熱過程

假絕熱過程

飽和濕空氣微團在絕熱上升過程中,一旦有水汽凝結,凝結物隨即脫離微團,這是一個不可逆的絕熱過程。

基本介紹

  • 中文名:假絕熱過程
  • 外文名:pseudo-adiabaticprocess
  • 相關術語:熱力學
  • 學科分支:動力氣象
描述,熱力學方程,

描述

未飽和濕空氣團在上升過程中,先按乾絕熱上升,直至水汽達到飽和(即達到凝結高度),此後空氣團開始假絕熱上升,即空氣團中一旦有凝結水形成就全部從氣團中降落,並帶走極少的熱量,由於氣團中凝結的水在上升過程中全部脫落,氣團處於未飽和狀態,所以在氣團下沉時必然會沿著乾絕熱線變化,無法再回到抬升前的狀態。
飽和空氣團上升過程中,其內部的水汽就開始凝結並釋放潛熱,釋放的潛熱能加熱氣團,使氣團的溫度遞減率小於乾絕熱溫度遞減率。這是一個不可逆的過程,嚴格來說該過程不是絕熱的,所以稱為假絕熱過程。

熱力學方程

氣團在假絕熱上升過程,雖然水汽凝結後立即降落,並帶著極少的熱量,但是水相變產生的潛熱留在了氣團內,因此可視為近似的絕熱過程,熵近似不變。假絕熱方程為:
(1)
一般情況下
,所以上式可簡化為
(2)
若將
當做常數處理,則高階小量
可省略,方程(2)可進一步簡化為
(3)
式(3)是飽和氣塊作上升運動時常用的熱力學方程,式中三項分別代表顯熱膨脹功潛熱
3 焚風
焚風是氣流過山在背風坡形成的一種乾而暖的地方性風。
潮濕氣流越過高大山脈的過程中被迫抬升,到達凝結高度後,水汽凝結形成雲並釋放潛熱,氣流繼續爬升按假絕熱過程變化,凝結出的水全部或大部分以降水的形式脫離。氣流過山頂後,由於水分已經全部或大部分降落,在氣流下降過程中將按乾絕熱下沉,或先按濕絕熱下沉待剩餘水分全部蒸發再按乾絕熱下沉。因此,山前山後同一高度上的氣流溫度、濕度都不同,背風面出現了溫度高、濕度小的乾熱風。
焚風形成原理示意圖焚風形成原理示意圖
焚風形成原理示意圖
在冬季焚風能促使冰雪融化,在溫暖季節能促使農作物早熟,但若是焚風過強就會使植物乾枯而死,也容易發生森林火災
假絕熱過程

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