geopotentialhöjder

Geopotentialhöjder är höjderna hos nivåytor i atmosfären som är tangentiska till en geopotentialyta. Geopotentialen Φ är den potentiella energi per enhetsmassa i jordens gravitationsfält, och geopotentialhöjden definieras som Z = Φ / g0, där g0 är standardgravitationsaccelerationen (ungefär 9,80665 m/s²). Genom att arbeta med geopotentialhöjder används jämna ytor som bättre speglar luftmassornas fördelning än geometriska höjder som följer terrängen.

Inom meteorologin används geopotentialhöjder för att beskriva uppbyggnaden av atmosfären vid olika trycknivåer, vanligtvis 500 hPa, 850 hPa och liknande. På väderkartor bildar höga geopotentialhöjder ofta områden med varmare luft och förefaller som högtrycksreliefer, medan låga geopotentialhöjder är kopplade till kallare luft och lågtrycksaktivitet. Eftersom geopotentialhöjderna är kopplade till trycknivåer snarare än absolut höjd över havet ger de tydligare indikationer på luftmassornas horisontella och vertikala omfördelning.

Egenskaperna hos geopotentialhöjder överensstämmer inte alltid med geografiska höjder. De påverkas av variationer i gravitationen, latitud och temperatur i det aktuell skiktet. En viktig koppling är tjockheten mellan två tryckytor, som genom den hypsometriska ekvationen relaterar geopotentialskillnader till medeltemperaturen i det aktuella skiktet: ΔZ ≈ (R_d / g0) · T̄ · ln(p1/p2).

Exempelvis ligger den typiska geopotentialhöjden vid 500 hPa ofta omkring 5400 meter, medan 850 hPa ligger ungefär vid 1,5 kilometer. Geopotentialhöjder används därför som ett centralt verktyg i atmosfäriska prognoser och analys av vädermönster.