| 持上凝結高度の計算 |
| 未飽和の空気塊が断熱的に上昇すると、気圧、気温だけでなく水蒸気圧や露点も低下します。未飽和の空気塊が断熱的に100ｍ上昇する時の露点の減率(-∂τ/∂z)は、 -∂τ/∂z=(g/RT)/{(1/E)dE/dT} と表すことが出来ます。ここで、τは露点、Tは気温(K)、ｇは重力加速度、Rは乾燥空気の気体定数、Eは飽和水蒸気圧です。この値は、厳密には、温度に依存しますが、通常の気象現象の温度環境においては、大きな変動はなく、ほぼ0.172℃/100ｍです。つまり、未飽和空気塊が断熱的に上昇する時、気温は0.976℃/100ｍの減率で低下するとともに、露点は0.172℃/100ｍの減率で低下します。気温の減率が露点の減率より大きいので、気温と露点の差はほぼ0.8℃/100ｍの割合で減少します。 したがって、地上では必ず気温T0が露点τ0を上回っていますが、未飽和空気塊が断熱的に上昇を続ければ、必ず、気温と露点が等しくなり、飽和状態に達っする高度が存在します。この高度を、持上凝結高度と呼びます。 -∂τ/∂zを℃/100ｍ単位で表すと、持上凝結高度H(m)は、 H=(T0-τ0)/(0.976+∂τ/∂z)×100、 として求めることが出来ます。気温と露点の差の減率が0.8℃/100ｍで温度によらず一定であると仮定できれば、持上凝結高度H(m)は、 H=125×(T0-τ0) と表現することが出来ます。この式はHenningの持上凝結高度の公式と呼ばれています。 未飽和空気塊が持上凝結高度以高まで上昇すると飽和に達し凝結が発生し、微水滴（雲粒子）が形成されます。つまり、持上凝結高度は下層雲の雲底高度のよい近似になります。山の上や飛行機から下層雲を見た時、雲底が揃っているように見えるのは、地上の気象状態に対応した持上凝結高度が存在し、下層雲の雲底高度を規定しているからです。 |