Fuktig statisk energi
Den fuktiga statiska energin är en termodynamisk variabel som beskriver tillståndet för ett luftpaket och liknar den ekvivalenta potentiella temperaturen . Den fuktiga statiska energin är en kombination av ett pakets entalpi på grund av ett luftpakets inre energi och energi som krävs för att göra plats åt det, dess potentiella energi på grund av dess höjd över ytan och den latenta energin på grund av vattenånga som finns i luften paket. Det är en användbar variabel för att undersöka atmosfären eftersom den, liksom flera andra liknande variabler, är ungefär bevarad under adiabatisk uppstigning och nedstigning.
Den fuktiga statiska energin, S, kan matematiskt beskrivas som:
där C p är den specifika värmen vid konstant tryck, T är den absoluta lufttemperaturen , g är gravitationskonstanten , z är höjden över ytan, L v är det latenta förångningsvärmet och q är vattenångans specifik fuktighet . Observera att många texter använder blandningsförhållande r istället för specifik luftfuktighet q eftersom dessa värden tenderar att vara nära (inom några få procent) under normala atmosfäriska förhållanden, men detta är en approximation och inte strikt korrekt.
Genom studiet av fuktiga statiska energiprofiler fastställde Herbert Riehl och Joanne Malkus 1958 att heta torn , små konvektionskärnor på cirka 5 kilometer (3,1 mi) breda som sträcker sig från det planetariska gränsskiktet till tropopausen , var den primära mekanismen som transporterade energi från tropikerna till de mellersta breddgraderna. På senare tid indikerar idealiserade modellsimuleringar av tropikerna att den fuktiga statiska energibudgeten domineras av advektion , med grunt inflöde i de lägsta 2 kilometerna (6 600 fot) av atmosfären med utflödet koncentrerat cirka 10 kilometer (33 000 fot) över ytan. Fuktig statisk energi har också använts för att studera Madden-Julian-oscillationen (MJO). Liksom för tropikerna som helhet domineras budgeten för fuktig statisk energi i MJO av advektion, men påverkas också av den vinddrivna komponenten av ytlatensvärmeflödet. Relationen mellan advektionskomponenten och den latenta värmekomponenten påverkar tidpunkten för MJO.