Gradient suchoadiabatyczny i wilgotnoadiabatyczny, czytanie emagramu, LCL, CAPE i CIN — instrukcja obsługi dla samouka.
Wznosząca się porcja powietrza stygnie, bo się rozpręża i wykonuje pracę przeciw otoczeniu. Jeśli nie ma w niej skraplania, tempo tego stygnięcia jest stałe i wynika wprost ze stałych fizycznych:
Zwróćmy uwagę, że nie ma tu nic o pogodzie, porze roku ani wilgotności. 9,8°C na kilometr to stała — i to jest powód, dla którego w Rozdziale 11 mogliśmy porównywać ją z profilem otoczenia jak z linijką.
Gradient wilgotnoadiabatyczny jest inny, bo skraplanie oddaje ciepło utajone i spowalnia stygnięcie. Nie jest stały — zależy od tego, ile wody się skrapla, a to zależy od temperatury:
Meteorolodzy przedstawiają profil atmosfery na wykresie zwanym emagramem (albo skew-T). Oś pozioma to temperatura, pionowa — ciśnienie, rosnące w dół, co odpowiada wysokości rosnącej ku górze.
Rysuje się na nim dwie krzywe pomiarowe z balonu sondażowego:
Krzywa temperatury — jak zmienia się temperatura otoczenia z wysokością.
Krzywa punktu rosy — jak zmienia się wilgotność. Im bliżej obu krzywych, tym wilgotniej; gdy się stykają, powietrze jest nasycone i tam jest chmura.
Trzy poziomy warto umieć odczytać:
LCL (poziom kondensacji) — gdzie wznoszona porcja osiąga nasycenie. To jest dno chmury z Rozdziału 12.
LFC (poziom swobodnej konwekcji) — gdzie porcja staje się cieplejsza od otoczenia i przestaje potrzebować popychania.
EL (poziom równowagi) — gdzie znowu robi się chłodniejsza od otoczenia. To wysokość kowadła.
CAPE (Convective Available Potential Energy) to pole między krzywą porcji a krzywą otoczenia, na odcinku od LFC do EL — czyli zapas energii dostępny dla konwekcji. Podaje się go w dżulach na kilogram.
CIN (Convective Inhibition) to pole po drugiej stronie — energia, którą trzeba włożyć, żeby porcja w ogóle dotarła do LFC. To jest liczbowy opis „czapy” z Rozdziału 11.
Ta para tłumaczy, dlaczego burze wybuchają nagle. Duże CAPE i duże CIN to sytuacja naładowanej strzelby z bezpiecznikiem: cały dzień nic się nie dzieje, a po południu, gdy nagrzewanie zje CIN, wszystko rusza naraz.