در معادله فوق:EL تراز تعادلی بستههوا، نیروی جاذبه (متر بر مجذور ثانیه)، LFC تراز آزاد همرفتی، PT دمای پتانسیل بستههوا (دمای مجازی ) وEPT دما پتانسیل محیط (دمای مجازی محیط) و dz ارتفاع صعود بستههوا (متر) است (سیدلسکی،۲۰۰۹:۸۷).
ناحیه مثبت، ناحیه ای است که دمای بسته فرضی از دمای واقعی محیط در هر سطح فشاری تروپوسفر بالاتر است و نمودار بسته در سمت راست (گرمتر) نمودار محیط قرار دارد. ناحیه مثبت بیشتر، انرژی پتانسیل در دسترس همرفتی بیشتر را در پی خواهد داشت.
مقادیر بالاتر از صفر CAPE، نشان دهنده وجود ناپایداری بوده و هر چه این شاخص زیادتر باشد، اختلاف دمای محیط و دمای بستههوای بالارونده بیشتر است و نیروی شناوری قوی تر و در نتیجه شتاب بالارو بیشتر خواهد شد. مقادیر بالای این شاخص به این معنی است که توفان به سرعت در راستای قائم در حال توسعه است.
واحد شاخص انرژی پتانسیل در دسترس همرفتی، ژول بر کیلوگرم (انرژی بر واحد جرم) است و مقدار آن میتواند خیلی سریع طی زمان و مکان، بالا و پایین رود.
تصویر (۳-۹) نحوی محاسبه شاخص انرژی پتانسیل همرفتی (CAPE) از سایت met office
جدول ۳-۶ احتمال وقوع توفان تندری بر اساس شاخص CAPE (زاهدی و چوبدار,۱۳۸۶)
ردیف |
مقادیر شاخص CAPE |
احتمال وقوع توفان تندری |
۱ |
کمتر از صفر |
پایدار |
۲ |
صفر تا ۱۵۰۰ |
ناپایداری متوسط |
۳ |
۱۵۰۰ تا ۲۵۰۰ |
ناپایداری شدید |
۴ |
بیش از ۲۵۰۰ |
ناپایداری بسیار شدید |
مقادیر فوق بر اساس میانگین دما و رطوبت در لایه زیر ۵۰ تا ۱۰۰ میلی باری (لایهمرزی) از جو به دست آمدهاند. مقدار CAPE بستگی به ترازی دارد که از آن تراز بستههوا صعود می کند. به همین جهت بستههای صعود کرده از سطح زمین معمولاً CAPE بالاتری را از بستههایی که از لایهمرزی میانه صعود می کنند دارند (عبدالمنافی،۱۳۸۳).
به کمک این شاخص میتوان حداکثر سرعت پتانسیل همرفت در یک توفان تندری را در سطح تعادل محاسبه نمود.
۴-۳ (۶-۱-۱)
۳-۵-۱-۷ شاخص بازدارندگی همرفتی CIN
شاخص CIN نشان دهنده میزان انرژی شناوری منفی در دسترس برای منع یا توقف شتاب قائم بالاسو است. مقدار این شاخص برابر اندازه ناحیه منفی بین دمای بسته و دمای محیط از سطح زمین تا سطح همرفت آزاد LFC است. ناحیه منفی، ناحیه ای است که نمودار بسته فرضی در سمت چپ (سردتر) نمودار محیط قرار دارد . اگر CIN خیلی کوچک باشد یا اصلاً وجود نداشته باشد، همرفت در مراحل اولیه ناپایداری شروع میشود. مقادیر زیاد CIN در حالتی که صعود وجود نداشته باشد و یا کم باشد میتواند توسعهی همرفتی را بهطور کلی منع کند، حتی اگر مقادیر CAPE بالا وجود داشته باشد (گوتلیب،۲۰۰۹). شاخص بازدارندگی با بهره گرفتن از معادله زیر قابل محاسبه است.
(۷)
آستانههای شاخص مذکور به صورت جدول زیر قابل استفاده است .
جدول ۳-۷ وضعیت احتمالی جو بر اساس شاخص CIN (گوتلیب,۲۰۰۹ )
موضوعات: بدون موضوع
[پنجشنبه 1400-07-29] [ 06:33:00 ب.ظ ]