Meteorologiassa on tärkeää tutkia fyysisiä muutoksia, jotka ilmakehässä tapahtuu reaaliajassa, ennustamaan mitä tapahtuu. Ilmakehä se on väliaine, jossa massaliikkeet tapahtuvat hyvin helposti. Tällä tavalla lämmönvaihto pystysuorilla ja vaakasuorilla liikkeillä on sallittua. Muiden fyysisten määrien lämmön vaakasuoraa kuljettamista tuulella kutsutaan advektioksi. Advection on tämän artikkelin tavoite.
Analysoimme ilmakehässä olevan advektion tuntemisen tärkeyttä meteorologian ja säämuutosten tuntemiseksi. Haluatko oppia lisää siitä? Sinun täytyy vain jatkaa lukemista 🙂
Mikä on advektio
Meteorologiassa on hyvin yleistä käyttää termiä konvektio pystysuuntaisten liikkeiden osoittamiseksi. Näiden liikkeiden nopeuden arvo ei yleensä ylitä arvoa sadasosaan vaakaliikkeistä. Siksi voidaan havaita, että pystysuunnassa kehittyvät pilvet ovat muodostuneet hitaasti ja kykenevät kestämään koko päivän.
Ilmamassojen vaakasuuntainen liike tapahtuu laajamittaisesti kaikkialla maailmassa. Se kuljettaa lämpöenergiaa trooppisilta alueilta napa-alueille. Ne kykenevät kuljettamaan energiaa maailman yhdeltä puolelta toiselle tuhansien mailien päässä. Juuri tämä vaakasuora kuljetus on advektio ja paljon tärkeämpi ja pysyvämpi kuin pystysuorat ilmavirrat.
Meteorologiassa ja fyysisessä merentutkimuksessa viitataan usein advektioon joidenkin ilmakehän tai valtameren ominaisuuksien, kuten lämmön, kosteuden tai suolapitoisuuden, kuljettamiseen. Ilmatieteen tai merentutkimuksen eteneminen seuraa isobaarisia pintoja ja on siten pääosin vaakasuora. Se on synonyymi ilmakehän tuulen kuljetukselle.
Advection ominaisuudet
Tämän käsitteen ymmärtämiseksi paremmin aiomme antaa joitain esimerkkejä sekä lämpimästä että kylmästä advektiosta. Lämmin advektio on lämpöä, jota tuuli kuljettaa toiseen paikkaan. Päinvastoin, kylmä advektio on kylmän kuljettamista muihin paikkoihin. Molemmat ovat kuitenkin energiansiirtoja, koska vaikka ilma on alhaisemmassa lämpötilassa, siinä on silti energiaa.
Sääennusteessa advektiotermi viittaa tuulen vaakakomponentin antamaan suuruusluokkaan. Jos meillä on kylmä suoja, se pyrkii menemään kohti lämpimämpiä pintoja. Kun on lämmin advektio, se tapahtuu kylmemmällä maaperällä ja merillä ja jäähdytys tapahtuu alhaalta.
Kondensoitumisen syitä
Vesihöyryn kondensaatiota on useita. Ensimmäinen tapahtuu säteilyllä ja toinen advektion avulla. Vesihöyry voidaan tiivistää myös sekoittamalla ilmamassoja ja jäähdyttämällä adiabaattisella paisutuksella. Jälkimmäinen on syy suurimpiin pilvimassamuodostelmiin.
Advektiivisessa jäähdytyksessä lämmin ja kostea ilmamassa kulkeutuu vaakasuoraan lisäämällä viileämmän pinnan tai ilmamassan yläpuolelle.. Lämpimän ja kylmän taikinan kosketuksesta johtuen lämpimän taikinan ilman lämpötila laskee vastaamaan kylmää. Tällä tavalla pilvistä alkaa muodostua, kunhan lämpimän massan lämpötilan lasku saavuttaa kastepisteen ja kyllästyy vedellä.
Säteilyjäähdytys tapahtuu, kun aurinko lämmittää maata. Pintaa lähinnä oleva kerros alkaa lämmetä seurauksena. Tästä syystä muodostuu kuumia ilmakuplia, ja sen tiheyden vuoksi sillä on taipumus nousta, kunnes se kohtaa korkeimmat ja kylmimmät kerrokset. Kun ne saavuttavat korkeammat kerrokset, lämpötila alkaa laskea ja ne kyllästyvät, tiivistyvät ja muodostavat pilven.
Adiabaattinen jäähdytys
Se johtuu lämpötilan vaihtelusta, joka johtuu ilmanpaineen laskusta, kun yksi nousee korkeuteen. Monet pystysuorista virtauksista voivat muuttaa tätä jäähdytystä, joka tunnetaan myös nimellä ympäristön lämpögradientti.
Kun ilma nousee, ilmanpaine laskee. Tästä syystä myös molekyylien liikkeet ja kitkat vähenevät, niin että ilma jäähtyy. Kuten tavallista, se laskeutuu yleensä noin 6,5 astetta jokaista korkeuden kilometriä kohden.
Jos ilma on kuivaa, lämpötilan lasku on paljon suurempi (noin 10 astetta jokaista korkeuden kilometriä kohden). Päinvastoin, jos ilma on kyllästettyä, sen laskeutuminen on vain 5 astetta kilometriä kohden.
Pilvet koostuvat joukosta hyvin pieniä ja hienoja vesihiukkasia, jäätä tai molempien seosta. Ne muodostuvat kondensoimalla vesihöyry ilmakehässä. Tämä aiheuttaa kylmän kuljettamisen pilvistä muuhun ilmakehään ja leviämisen.
Lämpötilan muutos advektion takia
Advectionilla on lämpötilan yksiköt jaettuna aikayksiköillä. Se osoittaa lämpövaihtelun, jonka piste kokee tuulen saapuessa, joka kuljettaa ilmaa eri lämpötilassa.
Jos esimerkiksi paikassa, jossa mittaamme ilmaa, tulee kylmemmältä alueelta, koemme jäähtymisen ja lämpötilan eteneminen olisi negatiivinen luku, joka osoittaisi tarkalleen kuinka monta astetta aikayksikköä kohti lämpötila laskee.
Ilmanjäähdytystä voi esiintyä useista syistä:
- Maan pinnan lämpenemisen vuoksi vapaan konvektion tuottaa auringon säteet.
- Maanpinnan mukaan Ilmakerrosten nousun seurauksena vuoren ylittämiseksi tapahtuu pakotettu konvektio.
- Ilma pakotettiin nousemaan sekä kuumien että kylmien rintamien läheisyyteen, tuottaa kylmän ilmamassan vaakasuoran liikkeen, tuotetaan vaakasuoralla liikkeellä lämpimämpään ilmaan nousemaan.
Kuten näette, advektio on erittäin tärkeä tekijä, joka on otettava huomioon meteorologiassa. Se on melko ehdollinen meteorologisissa ennusteissa ja ilmakehän dynamiikan ja vakauden tuntemisessa.