Meteoroloogias on oluline uurida füüsilisi muutusi, mis atmosfääris reaalajas toimuvad, et ennustada, mis saab. Atmosfäär see on keskkond, kus massiliikumised toimuvad väga lihtsalt. Sel viisil on lubatud soojusvahetus vertikaalsete ja horisontaalsete liikumistega. Muude füüsikaliste suuruste soojuse horisontaalset transporti tuule poolt nimetatakse advektsiooniks. Advektsioon on selle artikli eesmärk.
Analüüsime atmosfääris oleva advektsiooni tundmise tähtsust, et teada saada meteoroloogiat ja ilmamuutusi. Kas soovite selle kohta rohkem teada saada? Tuleb lihtsalt edasi lugeda 🙂
Mis on advektsioon
Meteoroloogias kasutatakse vertikaalsete liikumiste tähistamiseks konvektsiooni mõistet. Nende liikumiste kiiruse väärtus ei ületa tavaliselt kuni sajandik horisontaalsetest liikumistest. Seetõttu võib täheldada, et vertikaalselt arenevad pilved on tekkinud aeglaselt ja on võimelised kestma terve päeva.
Õhumasside horisontaalne liikumine toimub kogu maailmas suures ulatuses. See transpordib soojusenergiat troopilistest piirkondadest polaartsoonidesse. Nad on võimelised kandma energiat ühest maailma otsast teise, liikudes tuhandete kilomeetrite kaugusel. Just see horisontaalne transport on advektsioon ja vertikaalsetest õhuvooludest palju olulisem ja püsivam.
Meteoroloogias ja füüsikalises okeanograafias viidatakse sageli advektsioonile atmosfääri või ookeani mõne omaduse, näiteks kuumuse, niiskuse või soolsuse transportimiseks. Meteoroloogiline või okeanograafiline advektsioon järgib isobaarseid pindu ja on seetõttu valdavalt horisontaalne. See on sünonüüm atmosfääriomandi tuule poolt transpordile.
Advektsiooni omadused
Selle kontseptsiooni paremaks mõistmiseks toome mõned näited nii soojast kui külmast advektsioonist. Soe advektsioon on see soojus, mida tuul kannab teise kohta. Vastupidi, külma advektsioon on külma transport mujale. Mõlemad on siiski energiakandjad, sest kuigi õhk on madalama temperatuuriga, on sellel siiski energiat.
Ilmaprognoosides tähistab advektsiooni termin tuule horisontaalse komponendi antud suuruse transporti. Kui meil on külm advektsioon, kipub see minema soojemate pindade poole. Sooja advektsiooni korral toimub see külmemate muldade ja merede kohal ning jahutamine toimub altpoolt.
Kondensatsiooni põhjused
Veeauru kondenseerumist on mitut tüüpi. Esimene toimub kiirguse ja teine advektsiooni teel. Veeauru saab kondenseerida ka õhumasside segamisel ja jahutamisel adiabaatilise paisumisega. Viimane on suurimate pilvemassi moodustumiste põhjus.
Advektiivse jahutuse korral transporditakse soe ja niiske õhumass horisontaalselt, liites kokku jahedama pinna või õhumassi kohal.. Sooja ja külma taigna kokkupuute tõttu langeb sooja taigna õhutemperatuur külma vastavusse. Sel viisil hakkab tekkima pilvisus, kuni sooja massi temperatuuri langus jõuab kastepunkti ja küllastub veega.
Kiirgusjahutus toimub siis, kui päike soojendab maad. Pinnale lähim kiht hakkab selle tagajärjel kuumenema. Sel põhjusel tekivad kuuma õhumullid ja väiksema tiheduse tõttu kipub see tõusma, kuni kohtub kõige kõrgemate ja külmemate kihtidega. Kõrgematesse kihtidesse jõudes hakkab temperatuur langema ning nad küllastuvad, kondenseeruvad ja moodustavad pilve.
Adiabaatiline jahutamine
See on tingitud temperatuuri kõikumisest, mis on tingitud atmosfäärirõhu langusest, kui inimene tõuseb kõrgusesse. Paljud vertikaalsed voolud võivad seda jahutust muuta, mida nimetatakse ka keskkonna termiliseks gradiendiks.
Kui õhk tõuseb, väheneb atmosfäärirõhk. Sel põhjusel vähenevad ka molekulide liikumised ja hõõrdumised, jahutades seeläbi õhku. Nagu tavaliselt, tavaliselt laskub see iga kõrguse kilomeetri kohta umbes 6,5 kraadi.
Kui õhk on kuiv, on temperatuuri langus palju suurem (umbes 10 kraadi iga kilomeetri kõrguse kohta). Vastupidi, kui õhk on küllastunud, on selle laskumine ka vaid 5 kraadi kilomeetri kohta.
Pilved koosnevad väga väikestest ja peenetest veeosakestest, jääst või mõlema segust. Need moodustuvad veeauru kondenseerumisel atmosfääris. See põhjustab külma pilvedest ülejäänud atmosfääri viimist ja levikut.
Temperatuuri muutus advektsiooni tõttu
Advektsioonil on temperatuuriühikud jagatud ajaühikutega. Näitab termilist variatsiooni, mida punkt kogeb tuule saabumise tõttu, mis kannab õhku erinevatel temperatuuridel.
Kui näiteks kohale, kus me mõõdame õhku, saabub külmem piirkond, kogeme jahenemist ja temperatuuri advektsioon oleks negatiivne arv, mis ütleks meile täpselt, mitu kraadi ajaühikus temperatuur langeb.
Õhujahutus võib toimuda erinevatel põhjustel:
- Maapinna soojenemise tõttu vaba konvektsiooni tekitavad päikesekiired.
- Maa orograafia järgi Tänu õhukihtide tõusule üle mäe tekib sundkonvektsioon.
- Õhk sunniti tõusma nii sooja kui ka külma rinde läheduses, tekitab külma õhumassi horisontaalse liikumise, mis on toodetud horisontaalse liikumise teel õhku tõusmiseks.
Nagu näete, on advektsioon meteoroloogias väga oluline tegur, mida tuleb arvestada. Meteoroloogiliste prognooside ning atmosfääri dünaamika ja stabiilsuse tundmise osas on see üsna tingimuslik.