Konveksjon og vær
Hvordan varme spiller en rolle i å få luft til å stige
Varme beveger seg inn i og gjennom atmosfæren på tre måter: stråling, ledning og konveksjon. NOAA NWS Jetstream Online School for Weather
Konveksjon er et begrep du vil høre ganske ofte i meteorologi. I vær beskriver den vertikal transport av varme og fuktighet inn atmosfæren , vanligvis fra et varmere område (overflaten) til et kjøligere (høyt).
Mens ordet 'konveksjon' noen ganger brukes om hverandre med 'tordenvær', husk at tordenvær bare er én type konveksjon!
Fra kjøkkenet til luften
Før vi fordyper oss i atmosfærisk konveksjon, la oss se på et eksempel du kanskje er mer kjent med - en kokende gryte med vann. Når vannet koker, stiger varmt vann i bunnen av kjelen til overflaten, noe som fører til bobler av oppvarmet vann og noen ganger damp på overflaten. Det er det samme med konveksjon i luften, bortsett fra at luft (en væske) erstatter vannet.
Trinn til prosessen med konveksjon
Konveksjonsprosessen begynner ved soloppgang og fortsetter som følger:
- Solens stråling treffer bakken og varmer den opp.
- Når bakkens temperatur varmes opp, varmer den opp luftlaget rett over det gjennom ledning (overføring av varme fra et stoff til et annet).
- Fordi golde overflater som sand, steiner og fortau blir varmere raskere enn bakken dekket av vann eller vegetasjon, varmes luften ved og nær overflaten ujevnt opp. Som et resultat varmes noen lommer raskere enn andre.
- De raskere oppvarmingslommene blir mindre tette enn den kjøligere luften som omgir dem, og de begynner å stige. Disse stigende søylene eller strømmer av luft kalles 'termikk'. Når luften stiger, transporteres varme og fuktighet oppover (vertikalt) inn i atmosfæren. Jo sterkere overflateoppvarming, jo sterkere og høyere opp i atmosfæren strekker konveksjonen seg. (Dette er grunnen til at konveksjon er spesielt aktiv på varmtsommerettermiddager.)
Etter at denne hovedprosessen med konveksjon er fullført, er det en rekke scenarier som kan skje, hver som danner en annen værtype. Begrepet 'konvektiv' legges ofte til navnet deres siden konveksjon 'hopper i gang' deres utvikling.
Konvektive skyer
Når konveksjonen fortsetter, avkjøles luften når den når lavere lufttrykk og kan nå punktet der vanndamp inne i det kondenserer og dannes (du gjettet det) en cumulus sky på toppen! Hvis luften inneholder mye fuktighet og er ganske varm, vil den fortsette å vokse vertikalt og vil bli en ruvende cumulus eller en cumulonimbus.
Cumulus, ruvende cumulus, Cumulonimbus og Altocumulus Castellanus skyer er alle synlige former for konveksjon. De er også alle eksempler på 'fuktig' konveksjon (konveksjon der overflødig vanndamp i den stigende luften kondenserer og danner en sky). Konveksjon som skjer uten skydannelse kalles 'tørr' konveksjon. (Eksempler på tørr konveksjon inkluderer konveksjon som oppstår på solfylte dager når luften er tørr, eller konveksjon som oppstår tidlig på dagen før oppvarmingen er sterk nok til å danne skyer.)
Konvektiv nedbør
Hvis konvektive skyer har nok skydråper, vil de produsere konvektiv nedbør. I motsetning til ikke-konvektiv nedbør (som resulterer når luft løftes opp med makt), krever konvektiv nedbør ustabilitet, eller evnen for luft til å fortsette å stige av seg selv. Det er assosiert med lyn, torden og utbrudd av mye regn . (Ikke-konvektiv nedbør har mindre intense regnmengder, men varer lenger og gir jevnere nedbør.)
Konvektiv vind
All den oppstigende luften gjennom konveksjon må balanseres av en lik mengde synkende luft andre steder. Når den oppvarmede luften stiger, strømmer luft fra andre steder inn for å erstatte den. Vi føler denne balanserende bevegelsen av luft som vind. Eksempler på konvektiv vind inkluderer foehns og havbrisen .
Konveksjon holder oss overflatebeboere kjølige
I tillegg til å skape de ovennevnte værhendelsene, tjener konveksjon et annet formål - det fjerner overflødig varme fra jordens overflate. Uten det har det blitt beregnet at den gjennomsnittlige overflatelufttemperaturen på jorden ville være et sted rundt 125 ° F i stedet for de nåværende levelige 59 ° F.
Når stopper konveksjonen?
Først når lommen med varm, stigende luft er avkjølt til samme temperatur som luften rundt, vil den slutte å stige.