Какво е конвекция (времето)?

Конвекцията е термин, който ще чувате доста често в метеорологията. В климатични условия описва вертикалния транспорт на топлина и влага в атмосферата, обикновено от по-топла зона (повърхността) до по-хладна (в горната част).

Докато думата "конвекция" понякога се използва взаимозаменяемо с "гръмотевични бури", не забравяйте, че гръмотевичните бури са само един вид конвекция!

Преди да се задълбочим в атмосферната конвекция, нека да разгледаме пример, с който може би сте по-запознати - вряща тенджера с вода. Когато водата заври, горещата вода в дъното на саксията се издига на повърхността, което води до мехурчета с нагрята вода, а понякога и пара на повърхността. Същото е и с конвекция във въздуха, освен че въздух (течност) замества водата.

Процесът на конвекция започва при изгрев и продължава, както следва:

1. Слънчевата радиация удря земята, нагрява я.
2. Тъй като температурата на земята се затопля, той загрява слоя въздух директно над него чрез проводимост (пренос на топлина от едно вещество в друго).
instagram viewer
3. Тъй като безплодните повърхности като пясък, скали и настилки стават по-топли по-бързо от земята, покрита с вода или растителност, въздухът в и близо до повърхността се нагрява неравномерно. В резултат на това някои джобове се затоплят по-бързо от други.
4. По-бързо затоплящите се джобове стават по-малко плътни от по-хладния въздух, който ги заобикаля и те започват да се издигат. Тези издигащи се колони или токове на въздуха се наричат ​​"термични". Докато въздухът се издига, топлината и влагата се транспортират нагоре (вертикално) в атмосферата. Колкото по-силно е нагряването на повърхността, толкова по-силно и по-високо в атмосферата се простира конвекцията. (Ето защо конвекцията е особено активна при горещо лято следобеди.)

След приключване на този основен процес на конвекция, има няколко сценария, които биха могли да се случат, всеки от които формира различен тип време. Терминът "конвективен" често се добавя към името им, тъй като конвекцията "скача" започва своето развитие.

Докато конвекцията продължава, въздухът се охлажда, когато достига по-ниски налягания на въздуха и може да достигне точката, където водна пара в него се кондензира и образува (познахте го) a облачен облак на върха си! Ако въздухът съдържа много влага и е доста горещ, той ще продължи да расте вертикално и ще се превърне в извисяващ се кумулус или кумулонимбус.

Кумулус, извисяващ се кумулус, кумулонимбус и Altocumulus Castellanus облаците са всички видими форми на конвекция. Те са също всички примери за "влажна" конвекция (конвекция, при която излишната водна пара в надигащия се въздух се кондензира, за да образува облак). Конвекцията, която протича без образуване на облак, се нарича "суха" конвекция. (Примерите за суха конвекция включват конвекция, която се случва в слънчеви дни, когато въздухът е сух, или конвекция, която се появява рано през деня, преди нагряването да е достатъчно силно, за да образува облаци.)

Ако конвективните облаци имат достатъчно облачни капчици, те ще произведат конвективни валежи. За разлика от неконвективните валежи (които се получават при вдигане на въздух със сила), конвективните валежи изискват нестабилност или способността въздухът да продължава да се издига самостоятелно. Той е свързан с мълния, гръм и изблици на тежък дъжд. (Неконвективните валежи са с по-малко интензивни темпове на дъжд, но траят по-дълго и водят до по-стабилни валежи.)

Целият издигащ се въздух чрез конвекция трябва да бъде балансиран с еднакво количество потъващ въздух на друго място. С нагряването на въздуха се влива въздух от другаде, за да го замести. Усещаме това балансиращо движение на въздуха като вятър. Примери за конвективни ветрове включват foehns и морски бриз.

Освен създаването на гореспоменатите метеорологични събития, конвекцията служи и за друга цел - премахва излишната топлина от земната повърхност. Без него е изчислено, че средната температура на повърхностния въздух на земята ще бъде някъде около 125 ° F, а не сегашната жизнеспособна 59 ° F.

Само когато джобът от топъл, издигащ се въздух се е охладил до същата температура на околния въздух, той ще спре да се повишава.