温位

温位（おんい、英語: potential temperature）とは、気圧 P {\displaystyle P} 、温度 T {\displaystyle T} の空気塊を圧力 P 0 = 1000 {\displaystyle P_{0}=1000} hPaに断熱変化させたときの温度のことである[1]。

温位を θ {\displaystyle \theta } とすると、

θ = T ( P 0 P ) R d C p {\displaystyle \theta =T\left({\frac {P_{0}}{P}}\right)^{\frac {R_{d}}{C_{p}}}} （ R d {\displaystyle R_{d}} は気体定数、 C p {\displaystyle C_{p}} は定圧比熱）

として表される[2]。

大気の静的安定度

詳細は「大気安定度#静的安定度」を参照

温位の高度方向（ z {\displaystyle z} 方向）の変化は大気の安定度を考察する上で有用である[1]。

温位と大気の静的安定性

気温変化が乾燥断熱減率に基づく状況を考える。このとき、温位 θ {\displaystyle \theta } は一定であり、「大気は中立である」という[1]。温位について、

∂ θ ∂ z = 0 {\displaystyle {\frac {\partial \theta }{\partial z}}=0}

が成立する。

もし、高度が上昇するときに温位 θ {\displaystyle \theta } が増加する場合、大気は安定であり、温位について

∂ θ ∂ z > 0 {\displaystyle {\frac {\partial \theta }{\partial z}}>0}

が成立する。一方、高度上昇時に温位 θ {\displaystyle \theta } が減少するときは、大気は不安定であり、

∂ θ ∂ z < 0 {\displaystyle {\frac {\partial \theta }{\partial z}}<0}

となる[1]。

事情

温位の概念はあらゆる成層流体に適用される。特に大気科学と海洋学で使用される[3]。

脚注

[脚注の使い方]
  1. ^ a b c d 田中 2017, p. 114.
  2. ^ 小倉 2016, p. 53.
  3. ^ TAMU

参考文献

  • 小倉義光『一般気象学』（第2版補訂版）東京大学出版会、2016年。ISBN 978-4-13-062725-2。 
  • 田中博『地球大気の科学』共立出版〈現代地球科学シリーズ〉、2017年。ISBN 978-4-320-04711-2。 

関連項目

外部リンク

  • 大気の安定度
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