Konvekcia a počasie
Ako teplo zohráva úlohu pri spôsobovaní stúpania vzduchu
Teplo sa pohybuje do atmosféry a cez ňu 3 spôsobmi: žiarením, vedením a konvekciou. Online škola počasia NOAA NWS Jetstream
Konvekcia je pojem, ktorý v meteorológii počujete pomerne často. V počasí popisuje vertikálny prenos tepla a vlhkosti v atmosféra , zvyčajne z teplejšej oblasti (povrchu) do chladnejšej oblasti (vo výške).
Aj keď sa slovo „konvekcia“ niekedy používa zameniteľne s výrazom „búrka“, pamätajte, že búrky sú len jedným typom prúdenia!
Z vašej kuchyne do vzduchu
Predtým, než sa ponoríme do atmosférickej konvekcie, pozrime sa na príklad, ktorý možno poznáte viac – na vriacu nádobu s vodou. Keď voda vrie, horúca voda na dne hrnca stúpa na povrch, čo vedie k bublinám ohriatej vody a niekedy aj pare na povrchu. Je to rovnaké s konvekciou vo vzduchu okrem toho, že vzduch (tekutina) nahrádza vodu.
Kroky k procesu konvekcie
Proces konvekcie začína pri východe slnka a pokračuje takto:
- Slnečné žiarenie dopadá na zem a ohrieva ju.
- Keď sa teplota zeme ohreje, ohrieva vrstvu vzduchu priamo nad ňou vedením (prenos tepla z jednej látky na druhú).
- Pretože neúrodné povrchy, ako je piesok, skaly a chodníky, sa otepľujú rýchlejšie ako zem pokrytá vodou alebo vegetáciou, vzduch na povrchu a v jeho blízkosti sa zahrieva nerovnomerne. V dôsledku toho sa niektoré vrecká zohrejú rýchlejšie ako iné.
- Rýchlejšie zohrievajúce sa vrecká sú menej husté ako chladnejší vzduch, ktorý ich obklopuje, a začínajú stúpať. Tieto stúpajúce kolóny resp prúdy vzduchu sa nazývajú „tepelné“. Keď vzduch stúpa, teplo a vlhkosť sú transportované hore (vertikálne) do atmosféry. Čím silnejšie je povrchové zahrievanie, tým silnejšie a vyššie do atmosféry sa konvekcia rozširuje. (To je dôvod, prečo je konvekcia obzvlášť aktívna pri horúcom počasíLetopopoludní.)
Po dokončení tohto hlavného procesu konvekcie existuje množstvo scenárov, ktoré by sa mohli stať, pričom každý z nich vytvára iný typ počasia. Pojem „konvekčný“ sa často pridáva k ich názvu, pretože konvekcia „skáče“ naštartuje ich rozvoj.
Konvektívne oblaky
Ako konvekcia pokračuje, vzduch sa ochladzuje, keď dosahuje nižšie tlaky vzduchu a môže dosiahnuť bod, kde sa vodná para v ňom sa kondenzuje a tvorí (uhádli ste) a kupovitý oblak na svojom vrchole! Ak vzduch obsahuje veľa vlhkosti a je dosť horúci, bude naďalej rásť vertikálne a stane sa z neho týčiaci sa kupa alebo cumulonimbus.
Oblaky Cumulus, týčiaci sa kupa, Cumulonimbus a Altocumulus Castellanus sú všetky viditeľné formy konvekcie. Všetky sú tiež príkladmi „vlhkej“ konvekcie (konvekcia, pri ktorej nadbytočná vodná para v stúpajúcom vzduchu kondenzuje a vytvára oblak). Konvekcia, ku ktorej dochádza bez tvorby mrakov, sa nazýva „suchá“ konvekcia. (Príklady suchej konvekcie zahŕňajú konvekciu, ku ktorej dochádza počas slnečných dní, keď je vzduch suchý, alebo konvekciu, ku ktorej dochádza skoro v deň predtým, ako je ohrev dostatočne silný na vytvorenie oblakov.)
Konvekčné zrážky
Ak majú konvekčné oblaky dostatok kvapôčok oblakov, budú produkovať konvekčné zrážky. Na rozdiel od nekonvekčných zrážok (ktoré vznikajú, keď je vzduch dvíhaný silou), konvekčné zrážky si vyžadujú nestabilitu alebo schopnosť vzduchu samostatne stúpať. Je spojená s bleskami, hrommi a výbuchmi silný dážď . (Nekonvekčné zrážky majú menej intenzívne dažde, ale trvajú dlhšie a vytvárajú stabilnejšie zrážky.)
Konvekčné vetry
Všetok stúpajúci vzduch konvekciou musí byť vyvážený rovnakým množstvom klesajúceho vzduchu inde. Keď ohriaty vzduch stúpa, vzduch odinakiaľ prúdi dovnútra, aby ho nahradil. Tento vyrovnávajúci pohyb vzduchu cítime ako vietor. Príklady konvekčných vetrov zahŕňajú foehns a morské vánky .
Konvekcia udržuje nás povrchových obyvateľov v pohode
Okrem vytvárania vyššie uvedených poveternostných udalostí slúži konvekcia ešte jednému účelu - odvádza prebytočné teplo zo zemského povrchu. Bez nej sa vypočítalo, že priemerná povrchová teplota vzduchu na Zemi by bola niekde okolo 125 ° F a nie súčasných 59 ° F, kde sa dá žiť.
Kedy sa konvekcia zastaví?
Až keď sa vrecko teplého stúpajúceho vzduchu ochladí na rovnakú teplotu okolitého vzduchu, prestane stúpať.