Псевдоадіабатичний процес
Уявімо, що вологе ненасичене повітря спочатку піднімається. Його температура при цьому падає спочатку сухоадіабатично, потім після того, як досягнуть рівень конденсації, вологоадіабатично. Припустимо, що вся вода, що виділяється під час конденсації, одразу ж випала з повітря у вигляді опадів. Припустимо, що потім, досягнувши деякої висоти, повітря починає опускатися. Т.к. продуктів конденсації в ньому немає, він при цьому нагріватиметься сухоадіабатично. Легко розрахувати, що на колишній рівень повітря прийде з температурою вищою, ніж та, що була в ньому спочатку.
У масі повітря, що розглядається, стався незворотний процес. Хоча маса повітря повернулася під колишній тиск, вона не повернулася у вихідний стан: її кінцева температура виявилася вищою, ніж початкова. Такий процес називається псевдоадіабатичним.
Ми вже говорили про те, що для сухого та вологого ненасиченого повітря потенційна температура залишається постійною. Для насиченого водяними парами повітря зміни градієнта температури γа ´ та потенційною температурою зростає з висотою. І чим більша висота від рівня землі, тим нижча достовірність потенційної температури. І тут використовується еквівалентна температура (Те).
Еквівалентна температура - це умовна температура вологого повітря, яку він може прийняти, якщо всі пари, що містяться в ньому, конденсуються і виділяється тепло на нагрівання повітря.
де е - пружність водяної пари, мегабайт;
q – питома вологість, г/кг.
Якщо повітря з еквівалентною температурою Те привести адіабатично до стандартного тиску 1000 мб, то отримаємо значення температури, яка називається еквівалентно-потенційною:
Еквівалентно-потенційна температура залишається постійною як присухоадіабатичних, так і при вологоадіабатичних процесах.
Енергія нестійкості, конвекція та прискорення конвекції
Вище доведено, що у реальній атмосфері, зазвичай, γ≠γа, тобто градієнт стратифікації (γ) не дорівнює сухоадиабатичному градієнту, отже, криві стратифікації та стану не збігаються. Внаслідок цього частинка, яка адіабатичне піднімається, на кожному рівні матиме температуру та щільність (Ті, ρі), які відрізняються від температури та щільності (То, ρе) навколишнього середовища.
У вертикальному напрямку кожному рівні на повітряну частинку одиничного обсягу діють дві сили:
сила тяжіння, яка спрямована вниз і дорівнює gρі;
виштовхує сила Архімеда, яка дорівнює gρе і спрямована вгору.
Результуюча цих двох сил g(ρе - ρі) називаєтьсясилою плавучості.