Пока были введены уравнения для двух видов энергий: внутренней (уравнение (4.4.4)) и кинетической (уравнение (4.6.3)). Если последнее уравнение используется в форме со штрихами, то добавляются еще два уравнения. Член р Т-и отсутствует, так как он представляет скорость преобразования внутренней энергии в кинетическую. То же справедливо и для члена ре (учитывающего вклад С2н). Другой член, который требуется интерпретировать как скорость преобразования энергии из одного вида в другой, это плавучесть —wgp/ в (4.6.3). Он характеризует работу силы тяжести, когда жидкость протекает через поверхности геопотенциала, а соответствующий вид энергии единицы массы представляет геопотенциал Ф, определенный согласно (4.5.6).[ ...]
Здесь через Р®6 обозначена уходящая через поверхность объема компонента потока энергии, а через ¿5 — элемент поверхности. Поэтому этот интеграл равен общей скорости переноса энергии через поверхность объема. Как было установлено в предыдущем разделе, это уравнение применимо как к фиксированному объему, через который жидкость может протекать, так и для материального объема, который может иметь движущуюся поверхность, но состоит все время из одних и тех же частиц.[ ...]
Изложенные выше рассуждения об энергии состоятельны и удовлетворительны, если отсутствуют фазовые превращения (или химические превращения и т. д.); тогда фн равно нулю.[ ...]
Оценки величин К, /, Р и I для атмосферы были сделаны в [602] для каждого месяца года, а также подсчитаны потоки энергии через широтные круги. Наибольший вклад в полную среднюю энергию дают / (73 %), согласно определениям (4.7.6) и (3.2.7), и Р (25%), согласно определению (4.7.7). Однако, согласно упомянутым определениям, / + Р представляет энергию, которая получается, если понизить температуру атмосферы до абсолютного нуля и отнести массу атмосферы к уровню моря. Так как небольшая часть этой энергии может быть получена от процессов, действительно происходящих, то Лоренц (1955) [483] ввел понятие доступной потенциальной энергии как той части энергии, которая может быть получена от некоторых определенных процессов. Обычно рассматриваемые процессы являются адиабатическими, с перераспределением массы без фазовых переходов в статически устойчивое состояние покоя (см. разд. 3.5 и 3.6). Согласно этому определению, доступная потенциальная энергия атмосферы оценивается [645] в 23 X Ю20 Дж, чт® в среднем при делении на площадь поверхности Земли дает 4,5 X Ю6 Дж/м2.[ ...]
Вернуться к оглавлению