Temperatura potencial

La temperatura potencial (${displaystyle heta }$) es una variable termodinámica ampliamente utilizada en meteorología que representa la temperatura que una parcela de aire seco, a una presión p y temperatura T (en Kelvin), tendría si fuera comprimida o expandida adiabáticamente hasta una presión de referencia p_o (normalmente 1000 mb). Formalmente se define como

La importancia de la temperatura potencial es que se trata de una variable conservada bajo procesos adiabáticos.

La forma de entalpía de la primera ley de termodinámica se puede escribir como:

Para procesos adiabáticos, el cambio en entropía es 0 y la primera ley se reduce a:

Para gases aproximadamente ideales, como aire seco en la atmósfera terrestre, la ecuación de estado, ${displaystyle pv=RT}$ se puede sustituir en la primera ley llevando a:

en donde ${displaystyle dh=c_{p}dT}$ se ha usado y ambos términos han sido divididos entre ${displaystyle pv}$.

La integración lleva a:

y resolviendo para ${displaystyle T_{0}}$, la temperatura de una parcela de aire adquiriría, si se moviese adiabáticamente al nivel de presión ${displaystyle p_{0}}$ sería:

Análoga a la temperatura potencial, se define la temperatura potencial equivalente, denotada ${displaystyle heta _{e}}$, para parcelas de aire húmedas en las que el vapor de agua puede condensarse liberando energía. ${displaystyle heta _{e}}$ es la temperatura que una parcela de aire húmeda tendría si fuera elevada hasta una altura en la que todo el vapor de agua se condensara y abandonara la parcela y fuera entonces adiabáticamente comprimida hasta la presión de referencia p_o (normalmente 1000 mb).

El concepto de la temperatura potencial fue introducido en 1888 por Wilhelm von Bezold.