تراز همرفت آزاد

نموداری که مسیر یک بسته هوا را هنگام بالا آمدن در امتداد B-C-E در مقایسه با توده هوای اطراف نشان می‌دهد. دما (T) و رطوبت (Tw)؛ انرژی پتانسیل دسترس‌پذیر همرفتی (CAPE) را ببینید.

تراز همرَفت آزاد (انگلیسی: Level of free convection؛ به اختصار LFC) ارتفاعی در اتمسفر زمین است که در آن یک بسته هوا که به‌طور بی‌دررو تا رسیدن به اشباع بالا رفته، از هوای محیط در همان تراز گرم‌تر می‌شود؛ به‌گونه‌ای که شناوری مثبت می‌تواند همرفت خودپایدار را آغاز کند.

یافتن تراز همرفت آزاد

روش معمول برای یافتن تراز همرفت آزاد این است که یک بسته هوا از تراز پایین‌تر در امتداد شیب دمایی بی‌دررو خشک بالا برده شود تا از خط نسبت آمیختگی اشباع بسته عبور کند: این تراز، تراز میعان بالابری (LCL) نام دارد. از آن نقطه به بعد، مسیر شیب دمایی بی‌دررو مرطوب دنبال می‌شود تا دمای بسته به دمای توده هوا در تراز تعادل (EL) برسد. اگر دمای بسته در امتداد بی‌دررو مرطوب، با بالا رفتن بیشتر، از دمای محیط گرم‌تر باشد، به این معناست که LFC یافت شده است.

کاربرد

از آنجا که طبق قانون گاز آرمانی (PV = nRT) حجم بسته هوا پس از تراز همرفت آزاد از هوای اطراف بزرگ‌تر می‌شود، چگالی آن کمتر شده و شناور می‌گردد و بالا می‌رود تا دمای آن (در EL) با توده هوای اطراف برابر شود. اگر توده هوا یک یا چند LFC داشته باشد، به‌طور بالقوه ناپایدار است و ممکن است به ابرهای همرفتی مانند ابر کومولوس و ابر کومولونیمبوس بینجامد.

از تراز همرفت آزاد تا نقطه‌ای که بسته صعودکننده دوباره از محیط اطراف خود سردتر می‌شود، یعنی تراز تعادل (EL)، هر بسته هوا انرژی جنبشی به دست می‌آورد که با انرژی پتانسیل دسترس‌پذیر همرفتی (CAPE) آن محاسبه می‌شود و پتانسیل هوای شدید را فراهم می‌کند.

جستارهای وابسته

• همرفت جوی
• ترمودینامیک جوی