Konvekcija ir oras
Kaip šiluma atlieka oro pakylėjimą
Šiluma patenka į atmosferą ir per ją 3 būdais: spinduliavimu, laidumu ir konvekcija. NOAA NWS Jetstream internetinė orų mokykla
Konvekcija yra terminas, kurį meteorologijoje girdite gana dažnai. Oro sąlygomis jis apibūdina vertikalų šilumos ir drėgmės pernešimą atmosfera , paprastai iš šiltesnės vietos (paviršiaus) į vėsesnę (aukštyn).
Nors žodis „konvekcija“ kartais vartojamas pakaitomis su „perkūnija“, atminkite, kad perkūnija yra tik viena konvekcijos rūšis!
Iš jūsų virtuvės į orą
Prieš gilindamiesi į atmosferos konvekciją, pažvelkime į pavyzdį, su kuriuo galbūt žinote daugiau – verdantį vandens puodą. Kai vanduo užverda, karštas vanduo puodo dugne pakyla į paviršių, todėl paviršiuje susidaro įkaitusio vandens burbuliukai, o kartais ir garai. Tas pats yra su konvekcija ore, išskyrus tai, kad oras (skystis) pakeičia vandenį.
Konvekcijos proceso žingsniai
Konvekcijos procesas prasideda saulėtekio metu ir tęsiasi taip:
- Saulės spinduliuotė smogia į žemę, ją kaitindama.
- Kai žemės temperatūra šyla, ji šildo tiesiai virš jos esantį oro sluoksnį laidumu (šilumos perdavimu iš vienos medžiagos į kitą).
- Kadangi nederlingi paviršiai, tokie kaip smėlis, uolos ir grindinys, įšyla greičiau nei žemė, padengta vandeniu ar augmenija, oras paviršiuje ir šalia jo įkaista netolygiai. Dėl to kai kurios kišenės įšyla greičiau nei kitos.
- Greičiau šylančios kišenės tampa mažiau tankios nei jas supantis vėsesnis oras ir jos pradeda kilti. Šios kylančios kolonos arba srovės oro yra vadinami „šiluma“. Orui kylant aukštyn, šiluma ir drėgmė pernešama aukštyn (vertikaliai) į atmosferą. Kuo stipresnis paviršiaus šildymas, tuo stipriau ir aukščiau į atmosferą tęsiasi konvekcija. (Štai kodėl konvekcija ypač aktyvi karštoje vietojevasarapopietės.)
Pasibaigus šiam pagrindiniam konvekcijos procesui, gali nutikti daugybė scenarijų, kurių kiekvienas sudaro skirtingą oro tipą. Terminas „konvekcinis“ dažnai pridedamas prie jų pavadinimo, nes konvekcija „šuolis“ pradeda jų vystymąsi.
Konvekciniai debesys
Kai konvekcija tęsiasi, oras atvėsta, kai pasiekia mažesnį oro slėgį ir gali pasiekti tašką, kuriame vandens garai jame kondensuojasi ir formuojasi (atspėjote) a kamuolinis debesis jo viršuje! Jei ore yra daug drėgmės ir jis yra gana karštas, jis toliau augs vertikaliai ir taps stulbinančiu kumuliu arba gumbu.
Cumulus, baisus Cumulus, Cumulonimbus ir Altocumulus Castellanus debesys yra matomos konvekcijos formos. Jie taip pat yra „drėgnos“ konvekcijos pavyzdžiai (konvekcija, kai vandens garų perteklius kylančiame ore kondensuojasi ir sudaro debesį). Konvekcija, kuri vyksta be debesų susidarymo, vadinama „sausa“ konvekcija. (Sausos konvekcijos pavyzdžiai apima konvekciją, kuri atsiranda saulėtomis dienomis, kai oras yra sausas, arba konvekciją, kuri atsiranda anksti dieną, kol kaitinimas yra pakankamai stiprus, kad susidarytų debesys.)
Konvekciniai krituliai
Jei konvekciniai debesys turi pakankamai debesų lašelių, jie sukels konvekcinius kritulius. Priešingai nei nekonvekciniai krituliai (kurie atsiranda, kai oras pakeliamas jėga), konvekciniai krituliai reikalauja nestabilumo arba oro galimybės toliau kilti savaime. Tai asocijuojasi su žaibais, griaustiniais ir griaustiniais liūtis . (Nekonvekcinių kritulių atveju lietaus intensyvumas yra mažesnis, bet trunka ilgiau ir iškrenta pastovesnis kritulių kiekis.)
Konvekciniai vėjai
Visas konvekciniu būdu kylantis oras turi būti subalansuotas vienodu skęstančio oro kiekiu kitur. Kai šildomas oras kyla aukštyn, jį pakeisti įteka oras iš kitur. Šį balansuojantį oro judėjimą jaučiame kaip vėją. Konvekcinių vėjų pavyzdžiai apima foehns ir jūros vėjai .
Konvekcija vėsina paviršiaus gyventojus
Be minėtų oro sąlygų atsiradimo, konvekcija atlieka ir kitą tikslą – pašalina šilumos perteklių nuo žemės paviršiaus. Be jo buvo apskaičiuota, kad vidutinė paviršiaus oro temperatūra žemėje būtų maždaug 125 ° F, o ne dabartinė 59 ° F.
Kada sustoja konvekcija?
Tik tada, kai šilto, kylančio oro kišenė atvės iki tokios pat temperatūros kaip aplinkinis oras nustos kilti.