Конвективное торможение
Конвективное торможение ( CIN или CINH ) [1] — числовая мера в метеорологии , указывающая количество энергии, которое не позволит воздушной массе подняться от поверхности до уровня свободной конвекции .
CIN — это количество энергии, необходимое для преодоления отрицательной плавучей энергии, которую окружающая среда оказывает на воздушный пакет. В большинстве случаев при наличии КИН она охватывает слой от земли до уровня свободной конвекции (СКС). Энергия отрицательной плавучести, действующая на воздушный пакет, является результатом того, что воздушный пакет холоднее (плотнее), чем воздух, который его окружает, что заставляет воздушный пакет ускоряться вниз. Слой воздуха, в котором преобладает ЦИН, теплее и стабильнее, чем слои выше или ниже него.
Ситуация, в которой измеряется конвективное торможение, — это когда слои более теплого воздуха находятся над определенной областью воздуха. Эффект наличия теплого воздуха над пакетом более холодного воздуха заключается в предотвращении подъема пакета более холодного воздуха в атмосферу. Это создает стабильную область воздуха. Конвективное торможение указывает на количество энергии, которое потребуется, чтобы заставить более холодный пакет воздуха подняться. Эта энергия исходит от фронтов , нагревания, увлажнения или границ мезомасштабной конвергенции, таких как границы оттока и морского бриза или орографический подъем .
Обычно область с высоким показателем подавления конвекции считается стабильной и вероятность возникновения грозы очень мала . Концептуально это противоположность CAPE .
CIN препятствует восходящим потокам воздуха, необходимым для создания конвективной погоды, например грозы. Однако, когда большое количество CIN снижается за счет нагрева и увлажнения во время конвективного шторма, шторм будет более сильным, чем в случае, когда CIN отсутствовал. [ нужна ссылка ]
CIN усиливается за счет адвекции сухого воздуха на малых высотах и охлаждения приземного воздуха. Охлаждение поверхности приводит к образованию небольшой перекрывающей инверсии вверху, позволяя воздуху стабилизироваться. Приходящие погодные фронты и короткие волны влияют на усиление или ослабление CIN.
CIN рассчитывается на основе измерений, записанных в электронном виде с помощью Rawinsonde ( метеорологического зонда ), на котором установлены устройства, измеряющие параметры погоды, такие как температура воздуха и давление . Единое значение CIN рассчитывается для одного подъема воздушного шара с использованием приведенного ниже уравнения. Нижний и верхний пределы интегрирования по z в уравнении представляют собой нижнюю и верхнюю высоту (в метрах) одного слоя CIN. — виртуальная температура конкретной посылки и — виртуальная температура окружающей среды. Во многих случаях нижнее значение z — это земля, а верхнее значение z — это LFC. CIN — это энергия на единицу массы, а единицы измерения — джоули на килограмм (Дж/кг). CIN выражается как отрицательное энергетическое значение. Значения CIN более 200 Дж/кг достаточны для предотвращения конвекции в атмосфере.
Значение энергии CIN является важным показателем на диаграмме асимметрии T log-P и полезным значением при оценке серьезности конвективного явления. На диаграмме асимметрии T log-P CIN представляет собой любую область между профилем виртуальной температуры более теплой среды и профилем виртуальной температуры более холодного участка.
CIN — фактически отрицательная плавучесть , выражаемая B- ; противоположность доступной конвективной потенциальной энергии (CAPE) , которая выражается как B+ или просто B. Как и CAPE, CIN обычно выражается в Дж/кг, но также может быть выражен как м 2 /с 2 , поскольку значения эквивалентны. Фактически, CIN иногда называют отрицательной плавучей энергией ( NBE ).
См. также
[ редактировать ]- Атмосферная термодинамика
- Конвективная неустойчивость
- Уровень равновесия
- Термодинамические диаграммы
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Колби, Фрэнк П. младший (1984). «Ингибирование конвекции как предиктор конвекции во время AVE-SESAME II» . Пн. Веа. Преподобный . 112 (11): 2239–2252. Бибкод : 1984MWRv..112.2239C . doi : 10.1175/1520-0493(1984)112<2239:CIAAPO>2.0.CO;2 .
- «Глоссарий Национальной метеорологической службы - C» . 21 апреля 2005 года . Проверено 22 августа 2006 г.
- Хаби, Джефф (28 февраля 2004 г.). «Ингредиенты для гроз и сильных гроз» . Прогноз погоды.Com . Проверено 22 августа 2006 г.
- Бол, Алан (2002). «Плавучесть и КЕЙП» . Принципы конвекции I. Университетская корпорация по исследованию атмосферы . Проверено 22 августа 2006 г.
- «Мастерство Skew-T» . Университетская корпорация по исследованию атмосферы . Проверено 24 апреля 2007 г.
- Дэвид О. Бланшар (сентябрь 1998 г.). «Оценка вертикального распределения доступной конвективной потенциальной энергии» . Погода и прогнозирование . 13 (3): 870–877. Бибкод : 1998WtFor..13..870B . doi : 10.1175/1520-0434(1998)013<0870:ATVDOC>2.0.CO;2 . S2CID 124375544 .