概念と仕組み
空気の塊が上昇すると、周囲の圧力の低下により膨張します。外部との熱交換が、断熱をわずかな近似としての場合、膨張に伴い温度が低下します。
空気の温度が露点に近づくと、相対湿度が増加します。空気の乾燥状態と比較して、温度が低下する割合の差は、飽和に伴う潜熱の放出によるものです。
関係式と成立条件
飽和状態の前に、シミュレーションは、気温が10℃/km、露点温度が2℃/kmずつ低下することを想定しています。凝結高度は、（T−Td）/8 kmと近似されます。これは、2つの間の差がその速度で減少するためです。
表面の濡れやすさと熱抵抗は、温度、圧力、および湿度によって変化します。この単純なモデルは、全ての雲の高さや降雨量を予測するものではありません。
仮想実験で読み取る変化
結露前は空気10℃/km・露点2℃/km、結露後は空気5℃/kmで冷やす区間近似を使用します。
乾燥・露点・湿潤減率をそれぞれ10・2・5℃/kmの定数で置く区間近似です。混合・コピー・気圧による減率変化を省略します。安定・不安定は、その高さで周囲と温度を比較した浮力判定であり、大気全体の安定度や実際の雲・降水予報ではありません。
重要な関係式と記号
結露高度 = (T−Td)/8 km
| 記号 | 意味 | 単位 |
|---|---|---|
| T, Td | 初期の気温・露点 | °C |
| 気温減率 | 高度に対する温度変化率 | °C/km |
例で確かめる
凝結高度 1.5 km で、空気の塊の気温は何ですか。
(25−13)/(10−2)=1.5kmです。凝結前には10℃/kmずつ冷えるので25−10×1.5=10℃です。
よくある誤解
- 空気があがるという現象を、単に「より高い場所が、空気の温度を下げて熱を奪う」というプロセスだけで説明することはできません。