1. Пусть на какой-то высоте в атмосфере имеется воздух с
давлением р и температурой Т. Если бы этот воздух сухоадиабатически
опустился на уровень, где существует давление р0, то температура его
тоже изменилась бы по уравнению Пуассона.
Назовем эту температуру, которую воздух получил бы при давлении 1000
гПа, его потенциальной температурой. Фактическую температуру
воздуха, в отличие от потенциальной, будем называть просто
температурой. Очевидно, что потенциальная температура равна
температуре воздуха при давлении 1000 гПа.
Потенциальную температуру можно с достаточным приближением
определить, если известно, на какой высоте воздух находится. Пусть,
например, эта высота равна 3000 м. Допустим, что на уровне моря
давление равно 1000 гПа (в среднем оно близко к этому значению).
Тогда потенциальная температура, т. е. температура, с которой он
пришел бы на уровень моря, равна его начальной температуре плюс 30
°С, так как на каждые 100 м спуска температура воздуха должна
возрастать на один градус. Таким образом, приближенно 0 = 7 + 0,01 z,
где г - высота точки (в метрах) над уровнем моря (в общем случае-
над изобарической поверхностью 1000 гПа).
С помощью потенциальной температуры можно сравнивать тепловое
состояние масс воздуха, находящихся на разных высотах над уровнем
моря, т. е. при разных давлениях. Вычисляя потенциальную температуру
этих масс, мы как бы опускаем их на один уровень.
2. При изменении состояния воздуха по сухоадиабатическому закону
потенциальная температура воздуха не меняется.
Пусть, например, воздух с температурой 10 °С находится на высоте
3000 м. Его потенциальная температура, согласно сказанному выше,
будет около 40 °С. Допустим теперь, что воздух сначала адиабатически
поднялся с уровня 3000 м на уровень 3200 м. При этом его температура
понизится на 2 °С и станет 8°С. Но если теперь адиабатически
опустить воздух на уровень моря, то он нагреется уже на 32 °С и,
следовательно, придет на уровень моря с той же температурой 40°С,
которая и является его потенциальной температурой.
Только когда начинается конденсация и выделяется теплота
конденсации, потенциальная температура возрастает.
3. Сухие адиабаты представляют собой изолинии равной потенциальной
температуры воздуха. В самом деле, при сухо-адиабатическом изменении
точка, изображающая состояние воздуха, перемещается по одной и той
же сухой адиабате. Следовательно, данная сухая адиабата
характеризует определенную потенциальную температуру. Значение этой
потенциальной температуры мы найдем в точке пересечения данной
адиабаты с изобарой 1000 гПа.
