夹卷
积云中的上升气流不断地有环境空气由侧向卷入并与之混合的过程
积云中的上升气流不断地有环境空气由侧向卷入并与之混合的过程。
描述
气流在上升过程中不断地由侧向卷入一些外部空气与之混合,也可能空气自上升气流中流出,总之并非封闭系统。这种混合过程称为夹卷过程。
这种过程会使上升气流与周围空气的温差,以及由这种温差产生的促使空气微团加速上升的浮力减小。对于饱和空气,因为夹卷过程会使周围较干的空气进入上升气流,将减少上升气流中液态水的含量。故作气层稳定性判据时,应考虑此过程。
夹卷过程产生的物理原因:
(1)湍流混合作用,即湍流夹卷。通过云顶和侧边界,云内外进行热量、动量、水分和质量的湍流交换。
(2)动力原因造成的补偿性流动,即动力夹卷。由于云内气流的加速上升,根据质量连续性的要求,四周空气必然会流入云中进行补偿。
注:湍流混合和动力夹卷同时起作用,都不可忽略。
在夹卷过程中,由于掺入了未饱和的较冷的空气,因此在云体上升凝结的同时也有一部分液体水蒸发,引起云体降温。飞行观测表明,在淡积云和中积云的下部,动力夹卷和湍流夹卷强度相当,云的中上部以湍流夹卷为主 。
夹卷率
描述夹卷强度的参量。指上升单位距离卷入的周围空气质量与空气质量的比率:
其中,I为夹卷率;Z为上升高度;M为饱和空气微团质量。
把上升气流看作是一个对流气柱,气柱内的要素呈定常状态,气柱的横截面积也不随高度改变。因为气流上升是不稳定能量释放的过程(加速过程),气流速度随高度增加,于是气柱内在垂直方向有质量辐散,从而要求有补偿性的水平辐合,故空气从四周流入。
参考资料
最新修订时间:2022-08-25 11:07
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