پایداری و ناپایداری جو

دسامبر 18, 2018

پایداری و ناپایداری جو

صعود هوا در جو تا ارتفاعی ادامه دارد که سبکتر، یعنی گرم تر از هوای محیط خود باشد. در چنین شرایطی هوا ناپایدار است و چنین حالتی را ناپایداری می گویند.
توده هوای صعودکننده، در یک ارتفاعی، سردتر و در نتیجه سنگین تر از هوای بالای خود خواهد شد و دیگر نمی تواند صعود کند. در این حالت آن را هوای پایدار می نامند.

تعریف تغيير آدياباتيكي :
هر گاه توده هوايي چنان تغيير كند كه با محيط اطراف خود هيچ گونه مبادله گرمايي انجام ندهد اين تغيير را آدياباتيكي مي گويند . به تعبير ديگر يعني درجه حرارت آن توده هوايي فقط در اثر انبساط و تراكم كم يا زياد گردد.
*اگر مقدار افت محیطی دما بیشتر از افت آدیاباتیک آن باشد، هوا ناپایدار و اگر کمتر از آن باشد، هوا پایدار است.

نا پایداری مشروط:
گاهی ممکن است قسمتی از هوای یک منطقه پایدار و قسمتی دیگر از آن ناپایدار باشد. این حالت را ناپایداری مشروط می نامند.

انواع پايداري

1- پايداري مطلق (positive stability or absolute stability):
با مقايسه كاهش حقيقي دما در لايه هاي مختلف جو ، با كاهش دما نسبت به افزايش ارتفاع در هواي خشك و هواي مرطوب ، درجه پايداري جو قابل تخمين خواهد بود.
هنگامي كه ميزان كاهش حقيقي دما با ارتفاع كمتر از كاهش دما با ارتفاع در مرحله آدياباتيكي مرطوب باشد ، هوا را پايدار مطلق گويند .
يك بسته هوا در حالت پايداري مطلق اگر تحت تأثير نيرويي به سمت بالا صعود نمايد نسبت به محيط اطراف خود سردتر شده و به محض آنكه نيروي محركه از ميان برود مجدداً به سمت پائين و به محل اوليه خود بر مي گردد ؛ به همين صورت اگر نيرويي باعث نزول بسته هواي پايدار مطلق شود اين بسته هوا نسبت به محيط خود گرم تر شده و به محض آنكه نيروي محركه خارجي كه باعث نزول آن شده است از بين برود هوا به فوريت به محل اصلي خود صعود مي كند.

2 - پايداري خنثي (neutral stability) :
اگر كاهش حقيقي دما با ارتفاع محيط بين كاهش دما با ارتفاع در مرحله آدياباتيكي خشك و مرحله آدياباتيكي مرطوب قرار گيرد هوا به طور مشروط پايدار مي باشد . اگر هوا به حالت اشباء باشد در اين صورت آن هوا ناپايدار و اگر غير از اشباء باشد آن هوا پايدار خواهد بود . به عبارت ديگر پايداري و ناپايداري هوا بستگي به ميزان رطوبت موجود در هوا دارد.

3- پايداري منفي يا نا پايداري (negative stability) :
هنگامي كه كاهش حقيقي دما با ارتفاع در لايه اي از جو بزرگتر از كاهش دما با ارتفاع در مرحله آدياباتيك خشك باشد ، بدون توجه به مقدار رطوبت بسته هوا كه ممكن است داشته باشد، در اين صورت هوا ناپايدار مطلق خواهد بود.

نشانه های ناپایداری جو:
• ابرهای کومولوس(جوششی)
• دودی که مستقیما به بالا صعود می کند
• پدیده هوایی نظیر تنوره دیو (Dust devil)
• تند باد های آنی (Gusty wind)
• توربولانس
• دید خوب

نشانه های پایداری جو:
• ابرهای استراتوس
• پدیده وارونگی هوا
• صعود دود تا ارتفاع مشخص و سپس گسترش پیدا کردن به اطراف