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湿潤静エネルギーは、空気塊の状態を表す熱力学変数であり、等価温位に似ています。[1]湿潤静エネルギーは、空気塊の内部エネルギーとスペースを作るために必要なエネルギーによるエンタルピー、地表からの高さによる位置エネルギー、および空気塊内に存在する水蒸気による潜熱エネルギーの組み合わせです。これは、他のいくつかの同様の変数と同様に、断熱上昇および下降中にほぼ保存されるため、大気を研究するための有用な変数です。[2]
湿潤静的エネルギー S は、数学的には次のように記述できます。
ここで、C pは定圧比熱、T は絶対気温、g は万有引力定数、z は海抜高度、L vは蒸発潜熱、q は水蒸気の比湿度です。[3] [4]多くの文献では、比湿度 q の代わりに混合比 r を使用していますが、これは、これらの値が通常の大気条件下では近い（数パーセント以内）傾向があるためですが、これは近似値であり、厳密には正確ではありません。
1958年、ハーバート・リールとジョアン・マルクスは湿潤静的エネルギープロファイルの研究を通じて、惑星境界層から対流圏界面まで広がる幅約5キロメートル（3.1マイル）の小さな対流コアであるホットタワーが、熱帯から中緯度へエネルギーを輸送する主要なメカニズムであることを突き止めました。[5]最近では、熱帯の理想化されたモデルシミュレーションにより、湿潤静的エネルギー収支は移流によって支配されており、大気の最下層2キロメートル（6,600フィート）に浅い流入があり、流出は地表から約10キロメートル（33,000フィート）上に集中していることが示されています。[6]湿潤静的エネルギーは、マッデン・ジュリアン振動（MJO）の研究にも使用されています。熱帯全体と同様に、MJOの湿潤静的エネルギーの予算は移流によって支配されていますが、地表潜熱フラックスの風駆動成分の影響も受けます。移流成分と潜熱成分の関係は、MJOのタイミングに影響を与えます。[7]
参照
参考文献
- ^ アメリカ気象学会 (2000). 「湿潤静エネルギー」. AMS 用語集. 2017 年2 月 28 日閲覧。
- ^ 大気研究大学協会 (2010)。「断熱過程と水分の垂直分布」熱帯気象学入門。2010年6月25日閲覧。【無料登録が必要です】
- ^ ウォレス、ジョン、ピーター・ホッブス（2006年）。大気科学：入門調査（第2版）。エルゼビア。ISBN 0-12-732951-X。
- ^ マロニー、エリック D. (2009)。「気候モデルにおける複合熱帯季節内振動の湿潤静的エネルギー収支」。Journal of Climate。22 ( 3): 711–729。Bibcode : 2009JCli ... 22..711M。doi : 10.1175 / 2008JCLI2542.1。S2CID 54613006 。
- ^ Riehl, Herbert; Malkus, Joanne ( 1958). 「赤道トラフ帯の熱バランスについて」Geophysica 6 (3–4).
- ^ Powell, SW; Nolan, DS 理想化された WRF シミュレーションにおける ITCZ 周辺の湿潤静的エネルギー収支の計算。第 7 回 AMS 学生会議。
- ^ マロニー、エリック D. (2009)。「気候モデルにおける複合熱帯季節内振動の湿潤静的エネルギー収支」。Journal of Climate。22 ( 3): 711–729。Bibcode : 2009JCli ... 22..711M。doi : 10.1175 / 2008JCLI2542.1。S2CID 54613006 。