Виртуелна температура

Во атмосферската термодинамика, **виртуелната температура** ( T_v ) на флуиден дел е температурата на која теоретскиот дел со сув воздух би имала вкупен притисок и густина еднаква на влажниот флуиден дел.  Виртуелната температура на незаситениот влажен воздух е секогаш поголема од апсолутната температура на воздухот, бидејќи постоењето на суспендирани облаци ја намалува виртуелната температура.

Виртуелниот температурен ефект е познат и како ефект на пловност на пареа.  Опишано е дека ја зголемува топлинската емисија на Земјата со загревање на тропската атмосфера.  

## Вовед

### Опис
Во атмосферските термодинамички процеси, често е корисно да се претпостави дека флуидните делови се однесуваат приближно адијабатски и приближно идеално . Специфичната гасна константа за стандардизирана маса од еден килограм одреден гас е променлива и математички е опишана како

: R_x = \frac{R^*}{M_x},

каде R^* е константата на моларниот гас и M_x е привидната моларна маса на гас x во килограми по мол. Очигледната моларна маса на теоретски влажна парцела во атмосферата на Земјата може да се дефинира во компонентите на водена пареа и сув воздух како

: M_\text{air} = \frac{e}{p} M_v + \frac{p_d}{p} M_d,

каде e делумен притисок на водата, p_d притисок на сув воздух и M_v и M_d што ги претставува моларните маси на водена пареа и сув воздух соодветно. Вкупниот притисок p е опишан со Далтоновиот закон за парцијални притисоци :

: p = p_d + e.

### Цел
Наместо да се вршат овие пресметки, погодно е да се скалира друга количина во рамките на идеалниот закон за гас за да се изедначат притисокот и густината на сува флуиден дел со влажен флуиден дел. Единствената променлива количина на идеалниот закон за гас, независно од густината и притисокот е температурата. Оваа намалена количина е позната како виртуелна температура и овозможува користење на состојбената равенка сув воздух за влажен воздух.  

## Изведување
На пример, за флуиден дел со влажен воздух што содржи маси m_d и m_v сув воздух и водена пареа во даден волумен V . Густината е дадена со

: \rho = \frac{m_d + m_v}{V} = \rho_d + \rho_v,

каде \rho_d и \rho_v се густините што би ги имале сувиот воздух и водената пареа соодветно кога го зафаќаат волуменот на флуидниот дел. Преуредувањето на стандардната равенка за идеален гас со овие променливи дава

: e = \rho_v R_v T и p_d = \rho_d R_d T.

Решавањето на густините во секоја равенка и комбинирањето со законот за делумни притисоци дава

: \rho = \frac{p - e}{R_dT} + \frac{e}{R_v T}.

Потоа, решавање за p и користење \epsilon = \tfrac{R_d}{R_v} = \tfrac{M_v}{M_d} е приближно 0,622 во Земјината атмосферата:

: p = \rho R_d T_v,

каде што виртуелната температура T_v е

: T_v = \frac{T}{1 - \frac{e}{p}(1 - \epsilon)}.

Сега се добива нелинеарен скалар за температура зависен чисто од вредноста без единица e/p, овозможувајќи различни количини на водена пареа во воздушниот флуиден дел. Оваа виртуелна температура T_v во единици на келвин може да се користи беспрекорно во која било термодинамичка равенка што го бара тоа.

:

## Употреба
Виртуелната температура се користи за приспособување на сондажите на CAPE за проценка на достапната конвективна потенцијална енергија од дијаграмите на skew-T log-P. Грешките поврзани со игнорирањето на виртуелната корекција на температурата за помали CAPE вредности може да бидат доста значајни.  

## Наводи

Категорија:Атмосферска термодинамика