Калькулятор виртуальной температуры

Виртуальная температура — это температура, которую должен иметь сухой воздух, чтобы при том же давлении его плотность совпадала с плотностью образца влажного воздуха. Молекулярная масса водяного пара меньше, чем у основных компонентов сухого воздуха, поэтому добавление пара снижает плотность воздушной частицы. Метеорологи учитывают этот эффект, заменяя фактическую температуру немного более высокой виртуальной в уравнениях, предполагающих сухой воздух. Поправка важна в термодинамике атмосферы, расчётах связи давления и высоты, анализе плавучести и численных моделях погоды. Сначала калькулятор оценивает давление насыщенного пара по температуре воздуха с помощью выражения типа формулы Магнуса. Умножение на относительную влажность даёт фактическое давление пара. Затем по давлению воздуха и пара вычисляется отношение смеси водяного пара. Виртуальная температура рассчитывается в кельвинах как Tv = T(1 + 0.61w), где w — отношение смеси в килограммах пара на килограмм сухого воздуха, а для отображения переводится в градусы Цельсия. Это приближение достаточно точное при обычном атмосферном влагосодержании. Точка росы также выводится из фактического давления пара. Это температура, до которой нужно охладить воздух при примерно постоянных давлении и содержании пара, чтобы достичь насыщения. При относительной влажности 100 процентов точка росы равна температуре воздуха. При снижении влажности она становится ниже температуры воздуха. Точка росы часто более непосредственно характеризует влагосодержание, чем относительная влажность, поскольку последняя меняется с температурой даже при неизменном количестве пара. Потенциальная температура — температура, которую имела бы ненасыщенная воздушная частица при адиабатическом перемещении к опорному давлению 1,000 гектопаскалей. Калькулятор использует theta = T(1000 / p)^0.286 с абсолютной температурой в кельвинах. Потенциальная температура позволяет сравнивать частицы, наблюдаемые при разных давлениях, и широко применяется для оценки устойчивости атмосферы. Её рост с высотой обычно указывает на устойчивую стратификацию, а снижение может указывать на неустойчивость. При анализе частицы на её фактической высоте используйте давление на станции, а не приведённое к уровню моря давление из сводки погоды. Для конечного значения точки росы относительная влажность должна быть выше нуля; в этой упрощённой модели ненасыщенного или насыщенного воздуха она не может превышать 100 процентов. Давление воздуха должно превышать давление пара. Уравнения дают практические оценки для обычных погодных условий, но упрощают насыщение над льдом, экстремальные температуры и пересыщение. В исследованиях, авиации и прогнозировании следует использовать качественные инструментальные наблюдения и термодинамические соглашения, принятые в соответствующей организации.