未饱和湿空气团在上升过程中,先按干绝热上升,直至水汽达到饱和(即达到
凝结高度),此后空气团开始假绝热上升,即空气团中一旦有凝结水形成就全部从气团中降落,并带走极少的热量,由于气团中凝结的水在上升过程中全部脱落,气团处于未饱和状态,所以在气团下沉时必然会沿着干绝热线变化,无法再回到抬升前的状态。
饱和空气团上升过程中,其内部的水汽就开始凝结并释放潜热,释放的潜热能加热气团,使气团的温度递减率小于干绝热温度递减率。这是一个不可逆的过程,严格来说该过程不是绝热的,所以称为假绝热过程。
式(3)是饱和气块作上升运动时常用的热力学方程,式中三项分别代表
显热、
膨胀功和
潜热。
潮湿气流越过高大山脉的过程中被迫抬升,到达凝结高度后,水汽凝结形成云并释放潜热,气流继续爬升按假绝热过程变化,凝结出的水全部或大部分以降水的形式脱离。气流过山顶后,由于水分已经全部或大部分降落,在气流下降过程中将按干绝热下沉,或先按湿绝热下沉待剩余水分全部蒸发再按干绝热下沉。因此,山前山后同一高度上的气流温度、湿度都不同,背风面出现了温度高、湿度小的干热风。