طبقة الحمل الحراري الحر

في علوم الغلاف الجوي ، تُعرف طبقة الحمل الحراري الحر ( FCL ) بأنها طبقة عدم الاستقرار المشروط أو المحتمل في طبقة التروبوسفير . وهي طبقة يمكن أن يتعرض فيها الهواء الصاعد لقوة طفو موجبة (PBE)، مما يسمح بحدوث حمل حراري رطب عميق (DMC). في قياسات الغلاف الجوي ، تقع هذه الطبقة بين مستوى الحمل الحراري الحر (LFC) ومستوى التوازن (EL). وتُعد طبقة الحمل الحراري الحر (FCL) مهمة للعديد من عمليات الحمل الحراري وللتنبؤ بالعواصف الرعدية الشديدة.

هي طبقة عدم الاستقرار، أو "المنطقة الموجبة" على المخططات الديناميكية الحرارية، حيث تكون كتلة الهواء الصاعدة أكثر دفئًا من محيطها. يُعطي تكامل طاقة الطفو من طبقة التدفق السطحي (LFC) إلى طبقة التمدد (EL) مقدار طاقة الوضع الحملية المتاحة (CAPE)، وهو تقدير لأقصى طاقة متاحة للحمل الحراري . ويُعبّر عن عمق طبقة التدفق السطحي (FCL) بالصيغة التالية:

FCL = Z _EL - Z _LFC

أو

FCL = P _EL - P _LFC

الحمل الحراري الرطب العميق هو في جوهره عاصفة رعدية أو سحابة رعدية، مع أن بعض أنواع هذا الحمل لا تُنتج برقًا وبالتالي لا تُنتج رعدًا. وهي سحب ركامية متراكمة أو سحب ركامية مزنية . يجب على كتلة الهواء الصاعدة من الطبقة القريبة من السطح ( الطبقة المختلطة أو الطبقة الحدية ) أن تخترق طبقة تثبيط الحمل الحراري المستقرة ، إن وُجدت. وينتج هذا الجهد عن زيادة عدم الاستقرار في المستويات الدنيا بشكل كافٍ عن طريق رفع درجة الحرارة أو نقطة الندى ، أو عن طريق الرفع الميكانيكي. بدون مساعدة الرفع الميكانيكي، يجب أن تصل كتلة الهواء إلى درجة حرارتها الحملية (Tc ₎ قبل أن يبدأ الحمل الحراري الرطب ( السحابة ) بالقرب من مستوى التكثيف الحملي (CCL)، بينما مع الرفع الديناميكي، تبدأ قاعدة السحابة بالقرب من مستوى التكثيف المرفوع (LCL). عند وجود طبقة انعكاس حراري ، تبقى هذه الطبقة على شكل حمل حراري رطب ضحل ( سحب ركامية صغيرة ) حتى تخترق طبقة تثبيط الحمل الحراري، وبعدها يبدأ الحمل الحراري الرطب عندما تصطدم كتلة هوائية بطبقة السحب الركامية السفلية وتدخل طبقة السحب الركامية العلوية، إذا استمر التأثير الحراري أو الميكانيكي (وتوفرت رطوبة كافية في طبقة التدفق الداخل ). عند مستوى الطفو المحايد، تكون الكتلة الهوائية أبرد من البيئة المحيطة ومستقرة ديناميكيًا حراريًا، وتستمر في الارتفاع بفعل الزخم ، وبالتالي تتباطأ حتى تتوقف عن الصعود عند أقصى مستوى للكتلة الهوائية ، والذي قد يظهر بصريًا على شكل قمة متجاوزة . وبغض النظر عن التأثيرات الأخرى، فإن ارتفاع كمية الطاقة الكامنة المتاحة للحمل الحراري في طبقة السحب الركامية العلوية، وخاصة زيادة سمك هذه المنطقة الموجبة، والتي يمكن قياسها كمؤشر رفع عند ارتفاع معين، يؤدي إلى تيارات صاعدة أقوى وصعود أسرع للكتلة الهوائية.

• الديناميكا الحرارية للغلاف الجوي

• بلانشارد، ديفيد أو. (سبتمبر 1998). تقييم التوزيع الرأسي للطاقة الكامنة المتاحة للحمل الحراري. الطقس والتنبؤ ، 13 (3): 870-877.

• المؤشرات الجوية ( خدمة الأرصاد الجوية الوطنية ، سانت لويس)