Konvekce je termín, který v meteorologii často slyšíte. V počasí popisuje vertikální transport tepla a vlhkosti v roce 2005 atmosféra, obvykle z teplejší oblasti (povrch) do chladnější (nahoře).
Zatímco slovo „konvekce“ se někdy používá zaměnitelně s „bouřkami“, pamatujte, že bouřky jsou pouze jedním typem konvekce!
Z vaší kuchyně do vzduchu
Než se ponoříme do atmosférické konvekce, podívejme se na příklad, se kterým se můžete lépe seznámit - vařící hrnec vody. Když voda vaří, horká voda ve dně hrnce stoupá na povrch, což vede k bublinám ohřáté vody a někdy i páry na povrchu. Je to stejné s konvekcí ve vzduchu kromě vody (tekutiny), která nahrazuje vodu.
Kroky k procesu proudění
Proces proudění začíná při východu slunce a pokračuje takto:
- Sluneční záření dopadá na zem a zahřívá ji.
- Jak se teplota země ohřívá, ohřívá vrstvu vzduchu přímo nad ní vedením (přenos tepla z jedné látky na druhou).
- Protože neúrodné povrchy, jako je písek, kameny a dlažba, se ohřívají rychleji než země pokrytá vodou nebo vegetací, vzduch na povrchu a v jeho blízkosti se nerovnoměrně zahřívá. V důsledku toho se některé kapsy zahřívají rychleji než jiné.
- Rychlejší oteplovací kapsy se stávají méně hustými než chladnější vzduch, který je obklopuje, a začnou stoupat. Tyto stoupající sloupce nebo proudy vzduchu se nazývají „termály“. Jak vzduch stoupá, teplo a vlhkost jsou transportovány nahoru (svisle) do atmosféry. Čím silnější je ohřev povrchu, tím silnější a vyšší do atmosféry se konvekce rozšiřuje. (Z tohoto důvodu je konvekce zvláště horká léto odpoledne.)
Po dokončení tohoto hlavního procesu proudění může nastat řada scénářů, z nichž každý vytváří jiný typ počasí. Termín "konvektivní" je často přidán k jejich jménu, protože konvekce "skoky" začíná jejich vývoj.
Konvektivní mraky
Jak konvekce pokračuje, vzduch se ochlazuje, když dosáhne nižších tlaků vzduchu a může dosáhnout bodu, ve kterém je dosaženo vodní pára v něm kondenzuje a formuje (uhodli jste to) a kupovitý mrak na vrcholu! Pokud vzduch obsahuje hodně vlhkosti a je velmi horký, bude i nadále růst vertikálně a stane se tyčícím se kumulem nebo kumulonimbusem.
Mraky Cumulus, tyčící se cumulus, Cumulonimbus a Altocumulus Castellanus jsou všechny viditelné formy proudění. Jsou to také všechny příklady „mokré“ konvekce (konvekce, kdy přebytečná vodní pára ve stoupajícím vzduchu kondenzuje a vytváří mrak). Konvekce, ke které dochází bez tvorby mraků, se nazývá „suchá“ konvekce. (Mezi příklady suché konvekce patří konvekce, ke které dochází za slunečných dnů, kdy je vzduch suchý, nebo konvekce, ke které dochází brzy v den před zahřátím, je dostatečně silná, aby vytvořila mraky.)
Konvekční srážky
Pokud mají konvektivní mraky dostatek kapiček mraku, budou vytvářet konvektivní srážky. Na rozdíl od nekonvektivních srážek (které vznikají, když je vzduch zvednut silou), vyžaduje konvekční srážení nestabilitu nebo schopnost vzduchu pokračovat samostatně. To je spojeno s blesky, hromy a výbuchy hustý déšť. (Nekonvenční srážkové události mají nižší intenzitu deště, ale trvají déle a vytvářejí stabilnější srážky.)
Konvektivní větry
Veškerý stoupající vzduch konvekcí musí být vyvážen stejným množstvím klesajícího vzduchu jinde. Jak stoupá zahřátý vzduch, proudí vzduch z jiného místa a nahrazuje jej. Tento vyrovnávací pohyb vzduchu cítíme jako vítr. Příklady konvektivního větru zahrnují foehns a mořské vánek.
Konvekce udržuje nás v obydlích v pohodě
Kromě vytváření výše zmíněných povětrnostních událostí slouží konvekce i jinému účelu - odvádí přebytečné teplo ze zemského povrchu. Bez něj by se vypočítalo, že průměrná teplota povrchového vzduchu na Zemi by se pohybovala někde kolem 125 ° F, než současných obyvatelných 59 ° F.
Kdy se zastaví proudění?
Pouze když se kapsa teplého, stoupajícího vzduchu ochladí na stejnou teplotu okolního vzduchu, přestane stoupat.