Ero sivun ”Stabiilisuus” versioiden välillä
| [arvioimaton versio] | [arvioimaton versio] |
Poistettu sisältö Lisätty sisältö
p fix |
Lisätty Schmidtin stabiilisuus. Kohta lisää tietoa. |
||
Rivi 1:
'''Stabiilisuus''' on [[meteorologia]]ssa ja yleisemminkin [[hydrostatiikka|hydrostatiikassa]] käytetty määre, joka kuvaa [[ilmakehä]]n (tai muiden [[fluidi]]en) herkkyyttä [[pystysuuntainen sekoittuminen|pystysuuntaiseen sekoittumiseen]].
== Meteorologiassa ==
Stabiilissa ilmakehässä liikahtamaan pakotettu ilmapaketti pyrkii palaamaan lähtötilaansa, kun taas instabiilissa eli labiilissa tilanteessa pieni pakotettu liike saa aikaan samansuuntaisen kiihtyvän liikkeen. Ilmakehän stabiilisuuden määrää sen [[lämpötila]]n pystyrakenne, koska [[kaasu]]n [[tiheys]] riippuu sen lämpötilasta. Toisaalta kaasun kokema [[hydrostaattinen paine]] riippuu sen yläpuolella olevan kaasun [[massa]]sta.<ref>{{Verkkoviite | Osoite = http://www4.uwsp.edu/geo/faculty/ritter/geog101/textbook/atmospheric_moisture/lapse_rates_2.html | Nimeke = Stability of Air | Tekijä =Ritter, Michael E | Selite = | Julkaisu =The Physical Environment: an Introduction to Physical Geography. | Julkaisija = | Viitattu =2.6.2012 | Kieli = }}</ref>
Rivi 16 ⟶ 17:
* [[Total totals -indeksi]]
==
Wilhelm Schmidt määritteli vuonna 1928 järven tai muun vesialtaan stabiilisuuden ''S'' sen pohjalta, paljonko tuulityötä on tehtävä sen vesikerrosten sekoittamiseksi homogeeniseen vakiotiheyteen.
*[[Tasapainolajit]] yleisemmin statiikan kannalta▼
Olkoon järven potentiaalienergia Birgen (1916) esittämään tapaan<ref>Birge, E.A. (1916): The work of the wind in warming a lake. Trans. Wis. Acad. Sci. 18:341-391</ref>
<math>E_p = -\frac{g}{A_0} \int_0^h \rho A z\textrm{ d}z</math>
missä ''ρ''(''z'') on syvyydellä ''z'' (> 0) olevan (infinitesimaalisen) vesikerroksen tiheys, ''A''<sub>0</sub> järven pinta-ala, ''A''(''z'') syvyydellä ''z'' sijaitsevan, järven horisontaalisen poikkileikkauksen pinta-ala, ''g'' putoamiskiihtyvyys ja ''h'' järven suurin syvyys.
Jotta tällainen kerrostuneisuus voitaisiin saavuttaa vapaasti valitusta homogeenisestä alkutiheydestä ''ρ''<sub>0</sub>'' ''alkaen, on tehtävä tuulityö
<math>W = E_p - E_{p,0} = \frac{g}{A_0}\int_0^h (\rho_0-\rho)Az\textrm{ d}z</math>
Jos nyt määritellään järven keskitiheys
<math>\langle\rho\rangle = \frac{1}{V}\int_0^h \rho A\textrm{ d}z</math>
sekä järven geometrisen keskipisteen syvyys
<math>z_g = \frac{1}{V}\int_0^h zA\textrm{ d}z</math>
on Schmidtin stabiilisuus ''S'' ilmaistavissa keskitiheyttä vastaavan tuulityön ja alkutilaa vastaavan tuulityön erotuksena eli
<math>S = \frac{g}{A_0}\int_0^h (\rho_0-\langle\rho\rangle)Az\textrm{ d}z - \frac{g}{A_0}\int_0^h (\rho_0-\rho)Az\textrm{ d}z = \frac{g}{A_0}\int_0^h (z_g-z)(\rho_0-\rho)\textrm{ d}z</math>
Vaikka stabiilisuuden lausekkeessa esiintyy alkutiheys ''ρ''<sub>0</sub>, ei sen arvolla ole merkitystä itse laskun kannalta. Monesti on järkevää käyttää esimerkiksi veden tiheysmaksimin arvoa ''ρ''(4,00 °C).
== Katso myös ==
== Lähteet ==
{{Viitteet}}
| |||