Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Скачиваний:
40
Добавлен:
15.04.2015
Размер:
4.88 Mб
Скачать

Altostratus

Nimbostratus

12

Chimney clouds

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Cb

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Cu hum

Cu med

Cu cong

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13

Meso – scale convective complexes (MCC)

14

Chimney cloud formation

p z

E

zE E

Convection level

 

 

 

(FCL)

zdW

0

0°C

dt

E

 

 

Condensation

 

zk

level (LCL)

 

 

T

 

 

Three important levels: lifting condensation level (Zk)

 

practically coincides with cloud bottoms, zero isotherm level (Z0)

 

that separates super cooled (upper) part of the cloud water from

 

non-super cooled (lower) one, free convection level (Zc)

 

practically coincides with the cloud top.

15

Lifting condensation level

 

 

 

 

Determination of the lifting condensation level

 

 

 

 

 

 

S 0,622 e

P

;

 

 

 

 

 

 

ln S ln 0,622 ln e ln P

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 dS

1 de

 

1 dp

 

 

 

 

 

 

 

In case of adiabatic ascent

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S const;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dS

 

 

 

 

 

 

 

dz e dz

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

S

 

P dz

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dz

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 de

 

1

dp

 

 

dP g

P

g

 

Using Clausius Clapeyron equation

 

 

 

 

e dz

P dz

 

 

RT

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dz

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dE

 

L

dT

 

 

 

 

de

 

L

d

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L

 

 

d

 

 

 

 

1 dP

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

E R

T 2

 

 

 

 

 

 

 

 

e R

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Rw

2

 

P dz

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

w

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

w

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dz

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L

d

1

Pg

 

 

 

 

 

d

gRw 2

 

 

gRw

 

 

9,8 461

 

6,3 10 6

 

 

 

 

 

 

 

 

287 2,5 10

6

 

 

 

2

 

 

 

 

 

P RT

 

 

 

 

 

 

Rw

dz

 

 

 

 

 

 

dz

 

 

RL

 

T

 

 

RL

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

16

 

 

gRw

 

2

6.3 10 6 2

 

 

 

 

RL T

T

 

 

0 Zk T0 a Zk

According to results of calculation dew point lapse rate in the conditions typical for the atmosphere in the extratropical latitudes, the value of this lapse rate can be adopted with the accuracy of 10% 0,17°/100m =const.

(T

 

) ( )Z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

k

 

 

 

 

 

 

 

T0 0

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

Zk С

 

 

 

 

 

 

Zk

 

 

T0 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С

 

1

 

 

 

1,23

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

0,98

 

0,17

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

h. m.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m

 

 

 

 

Z

k

1,23 T

0

 

 

Z

k

 

123 T

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

An example

 

Zk

123 15 9 738 m

 

Pk P0 13,6 T0 0

 

T 150 C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

Zk

1,23 15 9 7,4 h. m.

Tk 1,22 0 0,22T0

 

 

0 90 C

 

 

 

 

 

 

 

 

17

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Free Convection level

 

 

Free convection

W 0

Z3

'dz

level

E E

E g

 

Z 2

 

 

 

 

W 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z '

dW 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dt

E g ' dz

 

 

 

 

 

 

 

Z 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z1

 

 

 

Lifting condensation level

18

Level T=0°C determination

p

z

Temperature

 

in the cloud

 

 

Temperature variation within an ascending particle

ZT 0

T 0°C

19

Entrainment

 

 

 

 

 

 

 

 

Ascending particle (thermic) is not

 

 

 

 

 

 

 

 

isolated. It exchanges mass, momentum,

 

 

 

 

 

 

 

 

heat, moisture etc with ambient air

 

 

 

 

 

 

Thermic

Ascending cloud air is (a) warmer, (b)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

saturated; ambient air is not saturated.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

In the course of the exchange, the

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

entrained air make the cloud air

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

temperature lower ad drier. As result

 

p

 

z

 

some droplets evaporate, that makes the

 

 

temperature even more lower, and energy

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m

4

R3

of instability decreases.

 

 

 

 

 

 

dm

 

4

 

 

 

dR

 

2 dR

 

 

 

 

 

 

 

3

 

1 dm

 

R

2

3

4 R

 

 

 

 

 

 

a

 

 

dz

3

 

dz

 

dz

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

T

m dz

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20

entrainment index