Hur värme spelar en roll för att få luft att stiga

Konvektion är en term som du kommer att höra ganska ofta inom meteorologi. I väder beskriver den vertikal transport av värme och fukt i atmosfären, vanligtvis från ett varmare område (ytan) till en svalare (höjd).

Även om ordet ”konvektion” ibland används omväxlande med ”åskväder”, kom ihåg att åskväder bara är en typ av konvektion!

Från ditt kök till luften

Innan vi fördjupar oss i atmosfärisk konvektion, låt oss titta på ett exempel som du kanske är mer bekant med – en kokande gryta med vatten. När vattnet kokar stiger hett vatten i botten av grytan till ytan, vilket leder till bubblor av uppvärmt vatten och ibland ånga på ytan. Det är samma sak med konvektion i luften, förutom att luft (en vätska) ersätter vattnet.

Steg s till konvektionsprocessen

Konvektionsprocessen börjar vid soluppgången och fortsätter enligt följande:
1. Solens strålning träffar marken och värmer upp den.
2. När markens temperatur värms upp värmer den upp luftskiktet direkt ovanför det genom ledning (överföring av värme från ett ämne till ett annat).
3. Eftersom karga ytor som sand , stenar och trottoar blir varmare snabbare än mark täckt av vatten eller växtlighet, luften vid och nära ytan värms ojämnt. Som ett resultat värms vissa fickor snabbare än andra.
4. De snabbare värmande fickorna blir mindre tätare än den kallare luften som omger dem och de börjar stiga. Dessa stigande pelare eller luftströmmar kallas ”termiska termer”. När luften stiger transporteras värme och fukt uppåt (vertikalt) in i atmosfären. Ju starkare ytvärmning, desto starkare och högre upp i atmosfären sträcker sig konvektionen. (Det är därför konvektion är särskilt aktiv på varma sommareftermiddagar.)

Efter att denna huvudprocess med konvektion är klar finns det ett antal scenarier som kan hända, var och en som bildar olika vädertyper. Termen ”konvektiv” läggs ofta till deras namn eftersom konvektion ”hoppar igång” deras utveckling.

Konvektiva moln

När konvektion fortsätter kyls luften när den når lägre lufttryck och kan nå den punkt där vattnet Ånga inuti den kondenserar och bildar (du gissade rätt) ett cumulusmoln på toppen! Om luften innehåller mycket fukt och är ganska varm, kommer den att fortsätta växa vertikalt och blir en hög cumulus eller en cumulonimbus.

Cumulus, höga cumulus, Cumulonimbus och Altocumulus Castellanus moln är alla synliga former av konvektion. De är också alla exempel på ”fuktig” konvektion (konvektion där överskottet av vattenånga i den stigande luften kondenserar och bildar ett moln). Konvektion som sker utan molnbildning kallas ”torr” konvektion.

(Exempel på torr konvektion inkluderar konvektion som uppstår på soliga dagar när luft är torr, eller konvektion som inträffar tidigt på dagen innan uppvärmningen är tillräckligt stark för att bilda moln.)

Konvektiv nederbörd

Om konvektiva moln har tillräckligt med molndroppar kommer de att producera konvektiv nederbörd. I motsats till icke-konvektiv nederbörd (som uppstår när luft lyfts upp med kraft), kräver konvektiv nederbörd instabilitet, eller förmågan för luft att fortsätta stiga av sig själv. Det är förknippat med blixtar, åska och kraftiga regnskurar. (Icke-konvektiv nederbörd har mindre intensiva regnhastigheter men varar längre och ger en jämnare nederbörd.)

Konvektiv vind

All stigande luft genom konvektion måste balanseras av en lika stor mängd sjunkande luft någon annanstans. När den uppvärmda luften stiger strömmar luft från andra ställen in för att ersätta den. Vi känner denna balanserande rörelse av luft som vind. Exempel på konvektiva vindar inkluderar

foehns och

havsbris.

Konvektion håller oss ytbor svala

Förutom att skapa de ovan nämnda väderhändelserna, tjänar konvektion ett annat syfte – den tar bort överskottsvärme från jordens yta. Utan det har det beräknats att den genomsnittliga ytlufttemperaturen på jorden skulle vara någonstans runt 125°F snarare än de nuvarande beboeliga 59°F.