Нижняя граница облачности

Рассматривается задача о нижней границе облачности над океаном. Эта проблема играет важную роль в теории циклонов, а также является предметом изучения в метеорологии и предсказании погоды. Общепринято, что перенос влаги осуществляется из нижних более теплых, и потому с большей абсолютной влажностью, воздушных слоев. Таким образом, возникает вопрос о конечном равновесном распределении влаги по высоте, к которому стремится система. Известно, что температура воздуха в атмосфере спадает с высотой. Плотности (или парциальные давления) двух составляющих атмосферы (воздух и пар) также спадают по высоте, но по разным законам.
В работе построена модель определения нижней границы облачности в атмосфере в зависимости от относительной влажности и температуры атмосферного воздуха вблизи подстилающей поверхности. Рассматривается стационарная задача о распределении парциального давления пара в адиабатической атмосфере и исследуется равновесное распределение влаги по высоте, к которому стремится система при наличии или отсутствии конвекции с учетом естественного понижения температуры воздуха в атмосфере с высотой. Получено, что температурная зависимость высоты облачности выражена незначительно, поскольку термодинамическая температура измеряется в абсолютной шкале. Что же касается параметра относительной влажности воздуха, то этот параметр оказывает существенное влияние на образование облачности в атмосфере. Это связано с тем, что максимальный вклад в абсолютную влажность воздуха приходится на самый теплый, то есть приземный, слой. Отметим, что, согласно нашим результатам, явно наблюдается понижение границы облачности с увеличением влажности воздуха одновременно с конвективным профилем температуры, что соответствует штормовым условиям в океане, особенно на низких широтах, создавая благоприятные условия для возникновения тайфунов. Подобные явления, как известно, характеризуются очень низкой и плотной облачностью.