Definição geral de estabilidade e instabilidade

[rmssantos]

Olá a todos,
Sou novo por estas bandas e espero aprender muito com a vossa partilha de conhecimento.
Estou com alguma dificuldade em compreender a estabilidade e instabilidade, bem como os gradieantes adiabáticos.
Pesquisei por estabilidade / instabilidade, devolve alguma matéria mas creio que a mesma é mais direcionada para quem já esta mais á frente com esta matéria.
Podem ajudar a perceber este conceito?

Um abraço a todos.

 

[JTavares]

1. Estabilidade Atmosférica:
   • Quando uma parcela de ar na atmosfera é mais fria e densa do que o ar circundante, ela é considerada estável.
   • O ar frio tende a ficar no lugar, não sobe facilmente, e impede a formação de nuvens de convecção.
   • Isso resulta em condições atmosféricas mais calmas e céu claro.
2. Instabilidade Atmosférica:
   • Quando uma parcela de ar na atmosfera é mais quente e menos denso do que o ar circundante, ela é considerada instável.
   • O ar quente tem a tendência de subir, criar convecção e formar nuvens de tempestade.
   • Isso pode resultar em condições meteorológicas instáveis, com a possibilidade de chuvas fortes, trovoadas e condições climáticas turbulentas.

Gradientes Adiabáticos:

Os gradientes adiabáticos referem-se às mudanças na temperatura de uma parcela de ar à medida que ela sobe ou desce na atmosfera. Existem dois gradientes adiabáticos principais:

1. Gradiente Adiabático Seco:
   • Este gradiente aplica-se quando o ar está seco (sem saturação de vapor de água).
   • Quando uma parcela de ar se eleva na atmosfera, ela arrefece a uma taxa de cerca de 1°C a cada 100 metros de altitude. Este é o gradiente adiabático seco.
2. Gradiente Adiabático humido:
   • Este gradiente aplica-se quando o ar está saturado de vapor de água e a condensação ocorre à medida que o ar sobe.
   • Quando ocorre a condensação, o ar arrefece a uma taxa mais lenta, de cerca de 0,5°C a cada 100 metros de altitude. Este é o gradiente adiabático humido.

 

[rmssantos]

1. Estabilidade Atmosférica:
   • Quando uma parcela de ar na atmosfera é mais fria e densa do que o ar circundante, ela é considerada estável.
   • O ar frio tende a ficar no lugar, não sobe facilmente, e impede a formação de nuvens de convecção.
   • Isso resulta em condições atmosféricas mais calmas e céu claro.
2. Instabilidade Atmosférica:
   • Quando uma parcela de ar na atmosfera é mais quente e menos denso do que o ar circundante, ela é considerada instável.
   • O ar quente tem a tendência de subir, criar convecção e formar nuvens de tempestade.
   • Isso pode resultar em condições meteorológicas instáveis, com a possibilidade de chuvas fortes, trovoadas e condições climáticas turbulentas.

Gradientes Adiabáticos:

Os gradientes adiabáticos referem-se às mudanças na temperatura de uma parcela de ar à medida que ela sobe ou desce na atmosfera. Existem dois gradientes adiabáticos principais:

1. Gradiente Adiabático Seco:
   • Este gradiente aplica-se quando o ar está seco (sem saturação de vapor de água).
   • Quando uma parcela de ar se eleva na atmosfera, ela arrefece a uma taxa de cerca de 1°C a cada 100 metros de altitude. Este é o gradiente adiabático seco.
2. Gradiente Adiabático humido:
   • Este gradiente aplica-se quando o ar está saturado de vapor de água e a condensação ocorre à medida que o ar sobe.
   • Quando ocorre a condensação, o ar arrefece a uma taxa mais lenta, de cerca de 0,5°C a cada 100 metros de altitude. Este é o gradiente adiabático humido.

Obrigado pela excelente explicação.

 

[Paulo H]

Se com ar seco (0% HR) o gradiente é de 1 grau por cada 100m, e se com ar saturado (100% HR) o gradiente é de 0,5 graus por cada 100m, então a que % HR corresponde o gradiente de 0,65 graus por cada 100 m?

Existe alguma equação para o cálculo do gradiente, visto que aparentemente não é uma equação linear que se resolva com uma regra de 3 simples?

Nota: ensinam nas escolas que o gradiente médio é de 0,65C/100m.

 

[JTavares]

O gradiente adiabático seco (para ar seco) e o gradiente adiabático saturado (para ar saturado) são valores padrão utilizados na meteorologia para descrever como a temperatura do ar muda com a altitude. O gradiente adiabático seco é geralmente assumido como 1°C a cada 100 metros, enquanto o gradiente adiabático saturado é de 0,5°C a cada 100 metros.

Se tem um gradiente de 0,65 graus por cada 100 metros, pode ser um valor específico para uma determinada região ou situação, ou pode ser uma média ponderada entre os dois gradientes mencionados.

Para encontrar a humidade relativa (HR) correspondente, não existe uma fórmula simples, já que o gradiente adiabático não é linearmente dependente da humidade relativa. A relação entre gradiente adiabático, temperatura, pressão e humidade relativa é complexa e depende de vários fatores.

Se tiver acesso a dados adicionais, como a temperatura inicial e a pressão, pode ser possível calcular a humidade relativa usando fórmulas mais avançadas, como a equação de estado do ar húmido ou diagramas termodinâmicos específicos, como o diagrama de Stüve.