Konvektivní dostupná potenciální energie

CAPE vyjádřená v aerologickém diagramu pro vzduchovou částici vystupující z bodu A. T je křivka teplotního zvrstvení, T_w křivka zvrstvení teploty rosného bodu, LCL je výstupná kondenzační hladina, LFC hladina volné konvekce, EL hladina nulového vztlaku, znázorněna je suchá adiabata – křivka adiabatického výstupu nenasycené vzduchové částice, a pseudoadiabata – křivka výstupu vzduchové částice poté, co dojde k jejím nasycení. CIN (convective inhibition) je pak energie, kterou musí daná vzduchová částice vynaložit, aby dosáhla hladiny volné konvekce.

Konvektivní dostupná potenciální energie nebo též CAPE (z anglického Šablona:Cizojazyčně) je dostupná energie instability rovnající se celkovému množství práce, kterou vykoná adiabaticky ochlazovaná vzduchová částice při výstupu z hladiny volné konvekce do hladiny nulového vztlaku. Udává se v m²·s⁻² = J·kg⁻¹ a je definována vztahem:

$\mathrm{C}\mathrm{A}\mathrm{P}\mathrm{E}=\underset{HVK}{\overset{HNV}{\int }}B\mathrm{d}z=\underset{HVK}{\overset{HNV}{\int }}g\left(\frac{T_{\mathrm{v},\mathrm{p}\mathrm{a}\mathrm{r}\mathrm{c}\mathrm{e}\mathrm{l}}-T_{\mathrm{v},\mathrm{e}\mathrm{n}\mathrm{v}}}{T_{\mathrm{v},\mathrm{e}\mathrm{n}\mathrm{v}}}\right)\mathrm{d}z$,

kde Šablona:Mvar je výška hladiny volné konvekce, Šablona:Mvar je výška hladiny nulového vztlaku, Šablona:Mvar je vztlak, $𝑔$ tíhové zrychlení, Šablona:Math virtuální teplota vzduchové částice a Šablona:Math virtuální teplota okolního vzduchu. Hodnotu CAPE lze vyčíst také z aerologického diagramu jako plochu mezi křivkou teplotního zvrstvení a křivkou virtuální teploty adiabatického výstupu vzduchové částice (která je nad kondenzační hladinou nasycená vodní parou).

Mechanismus a význam

Konvektivní dostupná potenciální energie (CAPE) existuje v prostředí podmíněné instability v troposféře, ve kterém se vystupující vzduchová částice nad hladinou volné konvekce ocitá teplejší, a tedy lehčí, než je okolní prostředí, a proto může dále stoupat. Jakákoli hodnota CAPE větší než 0 J/kg značí instabilitu v atmosféře a tedy možnost vzniku konvektivních bouří a nebezpečných jevů s nimi spojených.

Související články

• termická konvekce