大気の熱力学④エマグラム
週末は大体勉強カフェで勉強しているのですが、今日は台風が接近していることもあってお家でまったり勉強〜♪
※勉強カフェとは
大人のための自習室です。いつもお世話になっています☕️
今回は、気象で扱う物理量をグラフで示していきます。
■前回のおさらい
①熱力学第一法則とは
エネルギーとは仕事に変換できるもの。外部からエネルギーが与えられると、それを仕事に変換する。その残りが内部エネルギー。内部エネルギーは温度だけに依存する。
②乾燥断熱過程と湿潤断熱過程
熱力学第一法則や静力学平衡の式、状態方程式を用いて、
・乾燥断熱減率
・温位
・湿潤断熱減率
・相当温位
を導出した。
③大気の水分を表す物理量
・相対湿度
・混合比
・比湿
・露点温度
を紹介した。
今回はこれらをエマグラムという図にしていきます。
↑らくらく突破 気象予報士 かんたん合格テキスト 学科一般 P148より
天気の解析に使うグラフです。
横軸が気温、縦軸が高度の代わりに気圧の自然対数をとってあります。
あらかじめ、
▼乾燥断熱線
▼湿潤断熱線
▼等飽和混合比線
が書かれてあります。
混合比とは、このような物理量でした。
飽和混合比は、このようになります。
y＝ax+bという関数をy-xグラフに描くのは簡単ですよね。
エマグラムはそのようなグラフとはちょっと違います。
エマグラムは、縦軸も横軸もパラメーターになっていて、点で結果を表しています。（こういうグラフを散布図とか分布図と言います）
ここが難しいポイントだと思います。
飽和とは、相対湿度が100％になる状態のことであり、そのときの温度が露点温度です。ですから、等飽和混合比線は、気圧変化に対応した露点温度であると解釈できます。同じ気温であれば、気圧が低いほど露点温度は高いということです。
ある地点ある高度における空気塊に関して、気温と気圧がわかっていれば、エマグラムを使うことにより、
▼温位
▼露点温度
▼相当温位
▼湿球温位
がわかります。
エマグラムを使って、空気塊の気温減率と安定性について考えてみます。
安定性については、こちらを参考に↓
対流の起こりにくさ＝安定度です。
少し持ち上げた空気塊がさらに上昇しようとするとき→不安定
下降しようとするとき→安定
空気塊だけでなくて、周りの空気も大気層が変化する場合、どうなるでしょうか。
条件付不安定であるが飽和していない大気中の空気塊を考えます。
対流の起こりやすさを示す指標としてCAPE(Convective Available Potential Energt)があります。↑の水色で塗った面積がそれです。この面積が大きいほど対流は活発になりやすいと言えます。
