1. Построим график для изменения температуры при адиабатическом
процессе в вертикально движущейся массе воздуха, откладывая по оси
абсцисс температуру, а по оси ординат высоту. Кривая, графически
представляющая это изменение температуры, называется адиабатой.
Выше мы нашли, что при сухоадиабатическом процессе изменение
температуры на единицу изменения высоты есть величина постоянная,
равная почти 1 °С/100 м. Поэтому если температура и высота отложены
по осям в линейной шкале, то сухие адиабаты должны представляться
прямыми линиями. Но изменение температуры при влажноадиабатическом
процессе есть величина переменная. Поэтому кривые, представляющие
влажноадиабатическое изменение в осях координат температура- высота,
т. е. влажные адиабаты, являются уже кривыми, а не прямыми линиями.
Они наклонены к оси абсцисс меньше, чем сухие адиабаты. Но в высоких
слоях, где влажноадиабатический градиент приближается к
сухоадиабатическому, наклон влажных адиабат приближается к наклону
сухих адиабат. Поэтому на графике влажные адиабаты будут иметь
выпуклость вверх.
Аналогичным образом можно построить адиабаты в осях координат
температура - давление, поскольку температура при адиабатических
процессах меняется в зависимости от изменения давления.
2. Аэрологической диаграммой называют график, на который нанесены
семейства сухих и влажных адиабат для различных значений температуры
и высоты (или давления). Наиболее целесообразно отложить по оси
ординат не высоту, a lgp, т. е. давление
в логарифмической шкале (рис. 5). Если по оси, ординат отложен lgp, то сухие адиабаты немного отличаются от прямых линий.
С помощью аэрологической диаграммы можно графически определить
изменение состояния при адиабатических процессах. Например, зная
температуру Т0 и давление р0 в начальный момент, найдем на диаграмме
соответствующую точку. Если затем воздух меняет свое состояние по
сухоадиабатическому закону, пока не достигнет давления р, следуем по
сухой адиабате, проходящей через начальную точку, до тех пор, пока
она (адиабата) не пересечется с ординатой р. Тогда сразу же
определим по диаграмме, каково будет значение температуры воздуха
при давлении р. Если при каком-то давлении р воздух стал насыщенным,
нужно дальше прослеживать его состояние по влажной адиабате,
проходящей через точку, соответствующую давлению р.
Рис. 5. Аэрологическая диаграмма. Сплошные
линии с большим углом наклона - сухие адиабаты, с Меньшим углом
наклона - влажные адиабаты, пунктирные линии - изолинии массовой
доли водяного пара для состояния насыщения.
Рис. 6. Псевдоадиабатический процесс на
аэрологической диаграмме. От точки А до точки В температура воздуха
падает сухоадиабатически, от точки В до точки С -
влажноадиабатически, от точки С до точки D растет сухоадиабатически.
На рис. 6 представлен на аэрологической диаграмме
псевдоадиабатический процесс, рассмотренный в предыдущем параграфе.
Наряду с рассмотренной в службах разных стран используются
аэрологические диаграммы с другими осями координат. В Советском
Союзе широко распространена диаграмма, по осям координат которой
отложены температура и давление в степени 0,286. На такой диаграмме
сухие адиабаты представляют собой прямые линии.
Аэрологические диаграммы позволяют делать еще много графических
определений характеристик состояния воздуха и особенностей их
распределения в вертикальном направлении.
