Suha adijabata prikazuje promjenu temperature u suhoadijabatskom procesu i može se prikazati jednadžbom:
p acpd/cvd = konst.,
gdje je p tlak, a je specifični volumen, a cpd i cvd su specifične topline pri konstantnom tlaku i volumenu. U meteorologiji suha adijabata prikazuje dizanje česti zraka pri suhoadijabatskom procesu. Kako je suhoadijabatski proces ujedino i izentropni proces, suha adijabata je izentropa, odnosno krivulja konstantne potencijalne temperature suhog zraka qd.
Mokra adijabata prikazuje promjene temperature u mokroadijabatskom procesu. Na većini termodinamičkih dijagrama mokre adijabate su nacrtane za pseudoadijabatski proces.
Za suhu ili vodenom parom nezasićena čest d = dd, gdje je dd suhoadijabatska stopa:
g je akceleracija sile teže, a cpd je specifična toplina suhog zraka pri konstantnom tlaku.
Za zasićenu čest d = ds, gdje je ds mokroadijabatska stopa koja je manja od suhoadijabatske:
gdje je Llv latentna toplina isparavanja, cpm je specifična toplina vlažnog zraka pri konstantnom tlaku, a rs je omjer miješanja zasićene česti.
Vidi sastav atmosfere.
Ponekad su altokumulusi poredani u pruge ili redove, što ukazuje na postojanje valova u atmosferi (vidi sliku 1). Katkad imaju oblik leće ili badema (tzv. altokumulus lenticularis) ukazujući na laminarno strujanje u atmosferi (vidi sliku 5).
Slika 1. Pri prijelazu statički stabilnog zraka preko planinske prepreke nastaju valovi. Oblaci poredani u pruge nalaze se u brijegovima valova (tamo gdje se zrak diže). U dolovima se zrak spušta pa nema oblaka. Na vrhu planine često se može naći altokumulus castellanus (vidi slike 2 i 3).
Slika 2. Altokumulus castellanus nad Velebitom. Pogled iz Borika pored Zadra 26. svibnja 2005. Kod castellanusa bar dio oblaka ima donekle vertikalno razvijene kumuliformne (grudaste) protuberancije, koje podsjećaju na tornjeve utvrde, prema kojoj je altokumulus castellanus i dobio ime. Vertikalno razvijene grudaste protuberancije najbolje se vide ako se oblak gleda sa strane. (Snimila: Z. Bencetić Klaić).
Slika 3. Altokumulus lenticularis nad Mosorom. (Snimila Lj. Vilibić).
Slika 4. Altokumulus nad Kornatima (udesno od duge), listopad 2004 (Snimio I. Allegretti).
Slika 5. Lećasti oblik altokumulusa lenticularisa ukazuje na laminarno strujanje.
Slika 6. Altokumulusi lenticularis nad estuarijem rijeke Krke. (Snimila Lj. Vilibić).
Slika 7. Altokumulusi nad Njivicama na otoku Krku, 19. srpnja 2005 (snimila Z. Bencetić Klaić).
U analizi skala uobičajeno je karakteristične skale varijabli promatranog fluida (atmosfere, oceana ili nekog drugog fluida) označiti ovako:
U | skala horizontalne brzine (ms-1) |
W | skala vertikalne brzine (ms-1) |
L | skala duljine (~ (valna duljina)/(2p)) (m) |
H | skala visine (dubine) (m) |
dP/r | skala horizontalnih fluktuacija tlaka (m2s-2) |
L/U | horizontalna skala vremena (s) |
H/W | vertikalna skala vremena (s) |
Tipične skale duljine i vremena za neke atmosferske procese prikazane su na donjoj slici.
Tipične skale duljine i vremena pojedinih atmosferskih pojava i strujanja na temelju klasifikacije Orlanskog iz 1975. godine (prema Schneider, 1996).
Slika 1. Shematski prikaz anticiklone na sjevernoj hemisferi. U prostranom središnjem djelu vjetar je slab. Područje najvišeg tlaka označeno je slovom H. Vrijednosti tlaka prikazane su u hektopaskalima (hPa).
Pri spuštanju, zrak se u anticikloni adijabatski grije te stoga u njemu ne može biti oblaka. Vrijeme u anticikloni je mirno i stabilno, a vjetar je slab. Ljeti je vedro (slika 2) i toplo, a u poslijepodnevnim satima mogu se razviti kumulusi. Zimi je u anticikloni hladno, a pri tlu u srednišnjem dijelu anticiklone postoji temperaturna inverzija. Ako ima dovoljno vlage u zraku, tada se unutar inverzionog sloja razvija dugotrajna magla.
Slika 2. Satelitska slika ukazuje na izrazito vedro vrijeme u zapadnoj Europi i Mediteranu. Nad velikim dijelom Jadrana također je vedro. Ovo prostrano područje vedrine nalazi se u polju visokog tlaka.
Izobarne plohe u anticikloni imaju karakterističnu topografiju (slika 3, gore). Međutim, trodimenzionalni prikaz oblika izobarnih ploha, poput ovog prikazanog na gornjem dijelu slike, nije praktičan. Stoga se u meteorologiji topografija odabrane izobarne plohe prikazuje dvodimenzionalno, kartom apsolutne topografije, koja je prikazana na donjem dijelu slike 3.
Slika 3. Gornji dio slike prikazuje shematski topografiju dviju izobarnih ploha u anticikloni, gdje je p tlak a z nadmorska visina. Plohe su ispupčene, što znači da je u središtu anticiklone tlak viši nego u okolnim točkama na istoj nadmorskoj visini. Na donjem dijelu slike prikazana je apsolutna topografija izobarne plohe na kojoj je tlak p. U središtu anticiklone vrijednosti geopotencijala su veće, dakle taj dio izobarne plohe nalazi se na većoj nadmorskoj visini te stoga ima veću potencijalnu energiju s obzirom na polje sile teže.
Slika 1. Topografija izobarne plohe na kojoj je tlak p. Pogledajmo tri točke (A, B i C) koje se nalaze na toj izobarnoj plohi. Točka A je najudaljenija je od srednje razine mora, a točka B joj je najbliža (zA > zC > zB). Stoga je i geopotencijal u točki A najveći a u točki B najmanji.
Prikažemo li polje geopotencijala promatrane izobarne plohe izolinijama geopotencijala, dobiti ćemo njenu apsolutnu topografiju. Geopotencijal se najčešće izražava u geopotencijalnim metrima (gpm), gdje porast geopotencijala za 1 gpm približno odgovara geometrijskom pomaku u vis za 1 metar. Slika 2 prikazuje apsolutnu topografiju izobarne plohe p = 850 hPa nad Europom za 6. siječnja 2002. godine. Ovakav prikaz nazivamo visinska karta. U praksi se često koriste visinske karte za tlakove 850, 700, 500 hPa. Prosječne nadmorske visine tih izobarnih ploha su 1.5 km (850 hPa), 3.5 km (700 hPa) i 5.5 km (500 hPa). Meteorološka polja koja su na njima prikazana određena su na temelju visinskih mjerenja koja nazivamo visinske radiosondaže.
Vidi geopotencijal, izobarna ploha, relativna topografija.
Slika 2. Apsolutna topografija izobarne plohe p = 850 hPa za 6. siječnja 2002. godine u 12 UTC (13 h srednjeeuropskog vremena). Geopotencijal je dan u geopotencijalnim dekametrima. Nad zapadnom Europom nalazi se polje visokog tlaka sa središtem nad sjeverozapadnom Francuskom – gdje je geopotencijal veći od 1600 gpm. Jadran se također nalazi u polju visokog tlaka, ali nad njim izobarna ploha ima vrijednosti geopotencijala između 152 gpdkm i 160 gpdkm. Uz izolinije geopotencijala prikazano je i polje vjetra, te su dani podaci o temperaturi i rosištu (vidi sliku 3).
Slika 3. Podaci koji se prikazuju na visinskim kartama, a dobiveni su putem visinske radiosondaže. Položaj postaje prikazan je kružićem. Smjer vjetra poklapa se sa smjerom zastavice tako da se zupci, gledajući u smjeru strujanja prema postaji, nalaze ulijevo. (Za primjer na ovoj slici smjer vjetra je približno sjeveroistočni.) Brzina vjetra prikazana je brojem i duljinom zubaca. Dulji zubac znači brzinu od 5 m s-1, a kraći brzinu od 2.5 m s-1. Brzina od 25 m s-1 prikazuje se punim trokutićem. (U ovom primjeru brzina vjetra je 12.5 m s-1.) Temperatura i rosište prikazani su u desetinkama oC. (Ovdje je temperatura 0oC, a rosište -2.5oC). Geopotencijal je prikazan u geopotencijalnim dekametrima, ali bez prve znamenke. Ako se radi o 850 hPa plohi, prva znamenka je 1. (U ovom primjeru geopotencijal je 159 gpdkm). Ako se radi o 700 hPa plohi, prva znamenka je 2 ili 3, a za 500 hPa plohu prva znamenka je 5.
Izraz za apsolutnu vlažnost dobiva se iz jednadžbe stanja idealnog plina za vodenu paru:
e av = RvT,
gdje je e tlak vodene pare, av je specifični volumen vodene pare, Rv je specifična plinska konstanta za vodenu paru, a T je temperatura (K).
Uvrštavanjem u gornju jednadžbu av = V/mv gdje je V volumen, a mv masa vodene pare, dobivamo
mv = eV/ RvT.
Za V = 1 m3 prema definiciji apsolutne vlažnosti mv mora biti jednako a. Odatle uz Rv = 461 J kg-1 K-1 slijedi izraz za apsolutnu vlažnost:
a = 217 e/T (g m-3).
NA = 6.022 . 1023 mol-1 = 6.022 . 1026 kmol-1.
Vidi molarna masa.