Co to jest konwekcja (pogoda)?

Konwekcja to termin, który dość często słyszysz w meteorologii. W pogodzie opisuje pionowy transport ciepła i wilgoci w atmosfera, zwykle z cieplejszego obszaru (powierzchnia) do chłodniejszego (w górę).

Chociaż słowo „konwekcja” jest czasami używane zamiennie z „burza”, pamiętaj, że burze są tylko jednym rodzajem konwekcji!

Zanim zagłębimy się w konwekcję atmosferyczną, spójrzmy na przykład, który możesz być bardziej zaznajomiony z - wrzącym garnkiem wody. Gdy woda się zagotuje, gorąca woda z dna garnka unosi się na powierzchnię, co prowadzi do powstania bąbelków podgrzanej wody, a czasem pary na powierzchni. Podobnie jest z konwekcją w powietrzu, z tym że powietrze (płyn) zastępuje wodę.

Proces konwekcji rozpoczyna się o wschodzie słońca i trwa w następujący sposób:

1. Promieniowanie słoneczne uderza w ziemię, ogrzewając ją.
2. Gdy temperatura gruntu się ogrzewa, podgrzewa on warstwę powietrza bezpośrednio nad nią poprzez przewodzenie (przenoszenie ciepła z jednej substancji na drugą).
instagram viewer
3. Ponieważ jałowe powierzchnie, takie jak piasek, skały i chodnik, nagrzewają się szybciej niż ziemia pokryta wodą lub roślinnością, powietrze na i w pobliżu powierzchni nagrzewa się nierównomiernie. W rezultacie niektóre kieszenie ogrzewają się szybciej niż inne.
4. Szybsze ocieplenie kieszeni staje się mniej gęste niż chłodniejsze powietrze, które je otacza i zaczynają się unosić. Te rosnące kolumny lub prądy powietrza nazywane są „termami”. Gdy powietrze unosi się, ciepło i wilgoć są transportowane w górę (pionowo) do atmosfery. Im silniejsze jest ogrzewanie powierzchniowe, tym silniejszy i wyżej w atmosferze rozszerza się konwekcja. (Dlatego konwekcja jest szczególnie aktywna na gorąco lato popołudnia.)

Po zakończeniu tego głównego procesu konwekcji może się zdarzyć kilka scenariuszy, z których każdy tworzy inny typ pogody. Termin „konwekcyjny” jest często dodawany do ich nazwy, ponieważ konwekcja „skoki rozpoczyna” ich rozwój.

W miarę konwekcji powietrze ochładza się, gdy osiąga niższe ciśnienie powietrza i może osiągnąć punkt, w którym para wodna w nim kondensuje się i formuje (zgadłeś) chmura cumulus na szczycie! Jeśli powietrze zawiera dużo wilgoci i jest dość gorące, będzie nadal rosło pionowo i stanie się wyniosłym cumulusem lub cumulonimbusem.

Chmury Cumulus, wysokie cumulus, Cumulonimbus i Altocumulus Castellanus to wszystkie widoczne formy konwekcji. Są to również wszystkie przykłady „wilgotnej” konwekcji (konwekcja, w której nadmiar pary wodnej w podnoszącym się powietrzu skrapla się tworząc chmurę). Konwekcja zachodząca bez tworzenia się chmur nazywana jest konwekcją „suchą”. (Przykłady suchej konwekcji obejmują konwekcję występującą w słoneczne dni, gdy powietrze jest suche, lub konwekcję, która pojawia się wcześnie w dzień przed nagrzaniem wystarczająco silnym, aby utworzyć chmury).

Jeśli chmury konwekcyjne mają wystarczającą liczbę kropel chmur, wytwarzają opady konwekcyjne. W przeciwieństwie do opadów nie konwekcyjnych (które powstają, gdy powietrze jest podnoszone siłą), opady konwekcyjne wymagają niestabilności lub zdolności powietrza do samodzielnego wznoszenia się. Jest to związane z błyskawicami, grzmotami i wybuchami ulewa. (Opady bez konwekcji mają mniejsze intensywności opadów, ale trwają dłużej i powodują bardziej równomierne opady).

Całe wznoszące się powietrze przez konwekcję musi być równoważone przez równą ilość tonącego powietrza w innym miejscu. Gdy ogrzane powietrze unosi się, powietrze z innego miejsca napływa, aby je zastąpić. Czujemy ten równoważący ruch powietrza jak wiatr. Przykłady wiatrów konwekcyjnych obejmują bójki i morska bryza.

Oprócz tworzenia wyżej wymienionych zdarzeń pogodowych konwekcja służy również innemu celowi - usuwa nadmiar ciepła z powierzchni ziemi. Bez tego obliczono, że średnia temperatura powietrza na powierzchni Ziemi wynosiłaby około 125 ° F, a nie bieżąca 59 ° F.

Tylko wtedy, gdy kieszeń ciepłego, podnoszącego się powietrza ostygnie do tej samej temperatury otaczającego powietrza, przestanie się podnosić.