Das Parcel kühlt schneller ab, als sein Wasserdampfgehalt verschwindet.
Solange das Parcel ungesättigt bleibt und weder Wasser austauscht noch kondensiert, ist sein Wasserdampf-Mischungsverhältnis rv näherungsweise konserviert. Beim Aufstieg fällt der Druck; zugleich kühlt das Parcel trockenadiabatisch ab.
Der aktuelle Dampfdruck sinkt mit dem Druck, aber esw(T) sinkt wegen der Abkühlung typischerweise schneller. Deshalb steigt die relative Feuchte des Parcels.
Am LCL trifft der aktuelle Dampfdruck die Wasser-Sättigungskurve.
Aus T0, RH0 und p0 folgt zunächst:
Während des ungesättigten Aufstiegs bleibt r0 konstant. Damit gilt e(p)=pr0/(ε+r0). Das LCL ist der erste Zustand mit:
Die trockenadiabatische Temperaturänderung liefert die Parcel-Höhenrelation.
Als schnelle meteorologische Abschätzung wird häufig zusätzlich zLCL≈125·(T0−Td,0) m/K verwendet. Diese Faustformel ersetzt nicht die Zustandsrechnung.
Das LCL kann als Druckniveau oder als Höhe angegeben werden.
In Radiosonden- und Skew-T-Diagrammen ist die Druckkoordinate besonders praktisch. Die geometrische Höhe ist modellabhängiger.
Initialzustand und Aufstiegshöhe getrennt verändern.
Das Lab berechnet aus T0, RH0 und p0 das wasserbezogene LCL. Ein Höhenregler verfolgt den trockenen Parcelpfad. Oberhalb des LCL wird er nur noch als diagnostische Extrapolation angezeigt.
Der Anfangstaupunkt kodiert den initialen Wasserdampfgehalt.
M3K7 definierte den Taupunkt über e=esw(Td). Je kleiner T0−Td,0, desto niedriger liegt typischerweise das LCL.
Am LCL endet die Gültigkeit des rein trockenen Parcelpfads.
Sobald Sättigung erreicht ist, führt weitere Hebung zu Kondensation. Latente Wärme wird frei, und der Parcelgradient weicht von Γd ab. Das ist Thema von M4K5.
Das LCL allein sagt noch nicht, ob das Parcel positiv beschleunigt wird. Sättigung und Auftrieb sind verschiedene Diagnosen.
Das Kapitel verwendet ein idealisiertes wasserbezogenes LCL.
Das Modell setzt adiabatischen Aufstieg, konserviertes Wasserdampf-Mischungsverhältnis und sofortige Druckanpassung voraus. Entrainment, Niederschlag, Aerosolaktivierung und Mischphasenmikrophysik bleiben außen vor.
Unter 0 °C kann die Eis-Sättigungsgrenze abweichen; hier bleibt das LCL wasserbezogen.
Das LCL ist die Zustandsgrenze zwischen trockenem und gesättigtem Parcelpfad.
r_v bleibt näherungsweise konstant.
e_s(T) sinkt rasch mit der Abkühlung.
e=e_sw(T) markiert Sättigung.
Das Niveau kann als p_LCL oder z_LCL angegeben werden.
Sättigung bedeutet nicht automatisch positive Beschleunigung.
M4K5 behandelt den feuchtadiabatischen Gradienten.
Cross-References
Wie verändert freigesetzte latente Wärme die Temperaturänderung eines gesättigten aufsteigenden Luftpakets?