La temperatura potenziale è un valore teorico utilizzato nella meteorologia o nelle previsioni meteorologiche e nell’oceanografia o nello studio degli oceani. Questo valore, chiamato theta in meteorologia, è la temperatura che una massa d’aria avrebbe se fosse portata a una pressione standard. L’importanza di utilizzare una temperatura standard è che l’aria si raffreddi ad altitudini più elevate e gli oceani a profondità maggiori, il che rende difficile il confronto diretto tra diverse masse d’aria o d’acqua.
Un’equazione utilizzata per definire la temperatura potenziale nell’aria è nota come equazione di Poisson. La pressione standard di 29.97 pollici di mercurio (1000 millibar) viene utilizzata in un calcolo per convertire la temperatura effettiva. Questa equazione prende il nome da Simeon Denis Poisson, un matematico e fisico francese che l’ha sviluppata. Il calcolo presuppone che durante la conversione della pressione non venga aggiunto o rimosso calore o massa, un’ipotesi chiamata variazione di pressione adiabatica.
I meteorologi osservano le masse d’aria mentre si muovono intorno alla terra e tentano di determinare quali effetti si verificheranno nel tempo. L’aria si raffredda quando sale e si riscalda quando scende, quindi confrontare le temperature effettive in punti diversi può causare errori nelle previsioni del tempo. La temperatura potenziale presuppone che tutte le masse d’aria siano alla stessa pressione e il carattere o la composizione della massa d’aria non cambia mentre si muove.
Questo effetto è importante anche per osservare una singola massa d’aria. Quando le masse d’aria circolano, possono incontrare montagne o cambiare terreno. Se una massa d’aria sale e si raffredda, la temperatura reale dell’aria sarà più bassa. La temperatura potenziale ignora questo fatto e osserva la massa d’aria alla pressione standard per determinare se le caratteristiche della massa d’aria stanno cambiando.
Lasso di tempo è il termine per il cambiamento di temperatura che si verifica all’aumentare dell’altitudine. Il gradiente standard in aria stabile può essere stimato a circa 3.5 gradi F (circa 2 gradi C) per 1000 piedi (300 metri) di altitudine. L’aria instabile, come le aree a bassa pressione con tempeste o fronti freddi e caldi, crea condizioni atmosferiche in cui il lapse rate non può essere utilizzato per le stime della temperatura. La temperatura potenziale può essere utilizzata per standardizzare queste masse d’aria a una singola pressione, consentendo di effettuare confronti.
Una considerazione importante quando si utilizza questo calcolo è il punto di rugiada della massa d’aria. La particella d’aria considerata deve essere aria insatura o non al punto di rugiada. Questo è importante perché il calcolo presuppone che nessuna massa o energia entri o esca dal campione d’aria. L’aria satura può creare pioggia, che è una perdita di massa che renderà inutilizzabile questo calcolo.