Pseudo-adiabatic Process

 

Saturated ആയ ഒരു air parcel എടുക്കുക. അങ്ങിനെയുള്ള parcel നെ adiabatic ആയി മുകളിലേക്ക് കൊണ്ടുപോകുക. സ്വാഭാവികമായും, temperature കുറഞ്ഞ്, അതിലെ കുറച്ച് വാട്ടർ വേപ്പർ condense ചെയ്യുമല്ലോ. ഇങ്ങനെ condensation സംഭവിക്കുന്നതു കൊണ്ട് ഉണ്ടാവുന്ന latent heat, lapse rate ൽ വ്യത്യാസം വരുത്തുമെന്നും മുന്പ് പറഞ്ഞത് ഓർക്കുന്നുണ്ടല്ലോ (See section സ്റ്റാറ്റിക് സ്റ്റെബിലിറ്റി). lapse rate-നെയാണ് saturated adiabatic lapse rate എന്നുപറയുന്നത്.

 

ഇവിടെ നമ്മൾ parcel നെ adiabatic ആയിട്ടാണ് ഉയർത്തുന്നത്, അതായത് കൂൾ ചെയ്യുന്നത്. അതിനാൽ ഒരു രീതിയിലുമുള്ള energy transfer ഉം നടക്കുന്നില്ല. ഇനി, ഇവിടെ രണ്ടു സാധ്യതകളാണ് ഉള്ളത്. അതായത്, cooling വഴി ഉണ്ടായ condensate particles (liquid water, ice അങ്ങിനെ എന്തെങ്കിലും) parcel ൽ തന്നെ നിൽക്കാം; അതല്ലെങ്കിൽ ഇവ parcel ൽ നിന്ന് പുറത്തേക്കു പോകാം. ഈ രണ്ടു സാധ്യതകളും നമുക്കൊന്ന് പരിശോധിക്കാം.

 

ഇത്തരം particles പുറത്തേക്കു പോകാതിരുന്നാൽ, parcel ൽ ആദ്യം ഏതൊക്കെ constituents ഉണ്ടായോ അതൊക്കെ തന്നെ അവസാനവും ഉണ്ടാകും. (കാരണം, ആകെ വ്യത്യാസം കുറച്ച് vapour phase ൽ ഉള്ള water liquid phase ലേക്കോ solid phase ലേക്കോ മാറി എന്നതല്ലേ ? )അതായത് constitution നു change വരുന്നില്ല എന്നർത്ഥം. parcel നെ തിരിച്ച് താഴേക്കു കൊണ്ടുവന്നാൽ, parcel warm ചെയ്യുകയും, പഴയ അവസ്ഥയിലേക്ക് തിരിച്ചുവരുകയും ചെയ്യുമല്ലോ. ചുരുക്കി പറഞ്ഞാൽ ഈ process reversible ആണ്.

 

ഇനി, അടുത്ത സാധ്യത ഒന്ന് നോക്കാം; അതായത്, condensate particles parcel നു പുറത്തേക്ക് പോകുന്ന അവസ്ഥ. ഇങ്ങനെ ഇവ പുറത്തേക്കു പോകുന്നതിലൂടെ എന്താണ് സംഭവിക്കുന്നത്‌? തീർച്ചയായും, condensate particles നു ഒരു internal energy ഉണ്ടാകും. energy ഇത്തരം particles പുറത്തേക്കു പോകുന്നതിലൂടെ സിസ്റ്റത്തിൽ നിന്ന് നഷ്ടപ്പെടുകയല്ലേ ? മാത്രമല്ല, ഇവ പുറത്തേക്കു പോകുന്നതിലൂടെ parcel ന്റെ constitution മാറുകയാണല്ലോ. അതുകൊണ്ട് ഈ process reversible അല്ല, അഥവാ irreversible ആണ്.

 

ഇങ്ങനെ, condensate particles പുറത്തേക്കു പോകുന്നതിലൂടെ parcel ൽ നിന്ന് കുറച്ചു energy നഷ്ടപ്പെടുന്നത് കൊണ്ട് മേൽ പറഞ്ഞ process purely adiabatic അല്ല. അതുകൊണ്ട് ഇതിനെ pseudo-adiabatic process എന്ന് വിളിക്കുന്നു.

 

Strictly speaking, pseudo adiabatic process ന്റെ lapse rate-ലും വ്യത്യാസമുണ്ടാകും. പക്ഷെ, particles ന്റെ കൂടെ പുറത്തേക്കു പോകുന്ന എനർജി വളരെ കുറവായതുകൊണ്ട്, saturated adiabatic lapse rate ഉം pseudo-adiabatic lapse rate ഉം ഏതാണ്ട് തുല്യമാണ്.

 

മേൽ സൂചിപ്പിച്ചത് രണ്ട് extreme situations ആണ്. Real atmosphere ൽ കാര്യങ്ങൾ ഈ രണ്ട് extreme നും ഇടയിലായിരിക്കും.  കുറച്ചു condensate particles പുറത്തേക്കുപോവുകയും കുറച്ച് cloud particle ആയി തന്നെ നില്ക്കുകയും ചെയ്യും.

 

 

Further reading:

  • Atmospheric Science: An Introductory Survey – Wallace and Hobbs

  • An Introduction to Theoretical Meteorology – S L Hess

Advertisements

3 thoughts on “Pseudo-adiabatic Process

    1. “Real atmosphere ൽ കാര്യങ്ങൾ ഈ രണ്ട് extreme നും ഇടയിലായിരിക്കും. കുറച്ചു condensate particles പുറത്തേക്കുപോവുകയും കുറച്ച് cloud particle ആയി തന്നെ നില്ക്കുകയും ചെയ്യും.”

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s