Question:
Comment mesurer (ou calculer empiriquement) la quantité d'entropie dans l'atmosphère et les océans?
InquilineKea
2014-04-16 03:05:27 UTC
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Voici un article sur le budget d'entropie 1 , où l'entropie humide est définie dans l'équation (8) comme

$$ s = (1-q_t) (C_ {pd} \ ln T - R_d \ ln p_d) + q_t C_l \ ln T + \ frac {q_v L_v} {T} - q_v R_v \ ln \ mathcal {H} $$

Dans cette expression, $ q_v $ est l'humidité spéci fi que de la vapeur d'eau, $ C_ {pd} $ est la chaleur spéci fi que à pression constante de l'air sec, $ C_l $ est la chaleur spéci fi que de l'eau liquide, $ T $ est la température de l'air humide, $ R_d $ et $ R_v $ sont les constantes de gaz de l'air sec et de la vapeur d'eau, $ p_d $ est la pression partielle de l'air sec, $ \ mathcal {H} = e / e_s $ est le humidité relative, $ e $ est la pression de vapeur d'eau et $ e_s $ est la pression de vapeur de saturation.

Je suis juste curieux: est l'entropie mesurée directement ou indirectement mesurée à partir d'autres sources ? Si nous la mesurions, quelle serait la résolution spatio-temporelle d'une telle mesure?


1 Pauluis, Olivier et Isaac M. Held. "Budget d'entropie d'une atmosphère en équilibre radiatif-convectif. Partie I: Travail maximum et dissipation par friction." Journal of the Atmospheric Sciences 59: 125-139.

La réponse n'est-elle pas dans le document ou ses références?
C'est un article très théorique, donc il ne traite pas beaucoup de la mesure. Elle remonte également à 1991, donc je soupçonne qu'il existe d'autres moyens de le mesurer maintenant. Mais cela ne semble toujours pas être un sujet très bien documenté.
Je ne sais pas, mais je m'attends fortement à ce qu'il ne soit * pas * directement mesuré.
Je ne comprends pas vraiment pourquoi cet article est lié à la question. Y a-t-il quelque chose qui ajoute à la question? Si tel est le cas, pourriez-vous peut-être citer cet extrait, au lieu de simplement faire un lien vers l'ensemble du document?
Deux réponses:
#1
+6
DavePhD
2014-05-20 18:04:37 UTC
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Il existe une convention pour l'entropie de l'air humide construite à partir de l'entropie de l'air sec étant de 0 à T = 273,15K et P = 101325Pa, et l'entropie de l'eau liquide étant de 0 à son point triple. Voir la page numérotée 47 de ce document NIST:

http://www.nist.gov/calibrations/upload/5241.pdf

L'entropie est pas mesuré directement.

L'entropie $ S $ est définie comme $ dS \ equiv dQ_ {rev} / T $

Par conséquent, l'entropie peut être mesurée en mesurant le transfert de chaleur et la température.

Voir Calcul du changement d'entropie dans certains processus de base pour plus d'informations.

#2
+2
Pascal Marquet
2018-05-18 18:32:02 UTC
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Il est possible de calculer l'entropie d'air humide pertinente en utilisant les valeurs de la troisième loi. Cela a été fait d'abord par Hauf et Höller (1987). Une température potentielle de l'air humide a été définie par Marquet (2011, ..., 2017). Cette température potentielle de l'air humide est vraiment synonyme d'entropie de l'air humide et est différente des valeurs précédentes publiées par Emanuel ou Pauluis, car les valeurs de la troisième loi génèrent un nouveau terme qui a des impacts physiques importants.


Hauf, T., et H. Höller, 1987: Entropie et température potentielle J. Atmos. Sci., 44 (20), 2887-2901

Marquet, P., 2011: Définition d'une température potentielle d'entropie humide: application aux vols de données FIRE-I. Litre. J. Roy. Meteorol.Soc., 137 (9), 768–791

Marquet, P., 2017: Une analyse isentropique de troisième loi d'un ouragan simulé. J. Atmos. Sci., 74 (10), 3451–3471



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