W meteorologii ważne jest badanie fizycznych zmian, którym podlega atmosfera, w czasie rzeczywistym, aby przewidzieć, co się stanie. Atmosfera jest to medium, w którym ruchy masowe występują bardzo łatwo. W ten sposób możliwa jest wymiana ciepła poprzez ruchy pionowe i poziome. Poziomy transport ciepła innych wielkości fizycznych przez wiatr nazywa się adwekcją. Adwekcja jest celem tego artykułu.
Przeanalizujemy znaczenie znajomości adwekcji, która istnieje w atmosferze, aby poznać meteorologię i zmiany pogody. Chcesz dowiedzieć się więcej na ten temat? Musisz tylko czytać dalej 🙂
Co to jest adwekcja
W meteorologii bardzo często używa się terminu konwekcja na określenie ruchów pionowych. Wartość prędkości tych ruchów na ogół nie przekracza do jednej setnej ruchów poziomych. W związku z tym można zaobserwować, że rozwijające się pionowo chmury tworzyły się powoli i mogą trwać nawet cały dzień.
Poziomy ruch mas powietrza występuje na dużą skalę na całym świecie. To ten, który transportuje energię cieplną z regionów tropikalnych do stref polarnych. Są w stanie przekazywać energię z jednej strony świata na drugą, podróżując tysiące mil dalej. To właśnie ten transport poziomy jest adwekcją i jest znacznie ważniejszy i bardziej trwały niż pionowe prądy powietrza.
W meteorologii i oceanografii fizycznej często mówi się o adwekcji do przenoszenia pewnych właściwości atmosfery lub oceanu, takich jak ciepło, wilgotność lub zasolenie. Adwekcja meteorologiczna lub oceanograficzna podąża za powierzchniami izobarycznymi i dlatego jest głównie pozioma. Jest to równoznaczne z przenoszeniem mienia atmosferycznego przez wiatr.
Charakterystyka adwekcji
Aby lepiej zrozumieć tę koncepcję, podamy kilka przykładów adwekcji zarówno ciepłej, jak i zimnej. Ciepła adwekcja to ciepło przenoszone przez wiatr w inne miejsce. Wręcz przeciwnie, adwekcja zimna to przenoszenie zimna w inne miejsca. Jednak oba są nośnikami energii, ponieważ chociaż powietrze ma niższą temperaturę, nadal ma energię.
W prognozowaniu pogody termin adwekcja odnosi się do transportu wielkości określonej przez poziomą składową wiatru. Jeśli mamy zimną adwekcję, ma tendencję do kierowania się w stronę cieplejszych powierzchni. Kiedy występuje ciepła adwekcja, występuje na zimniejszych glebach i morzach, a chłodzenie następuje od dołu.
Przyczyny kondensacji
Istnieje kilka rodzajów kondensacji pary wodnej. Pierwsza to promieniowanie, a druga przez adwekcję. Para wodna może być również skraplana przez mieszanie mas powietrza i chłodzenie przez rozszerzanie adiabatyczne. To ostatnie jest przyczyną powstawania największych mas chmur.
W przypadku chłodzenia adwekcyjnego ciepła i wilgotna masa powietrza jest transportowana poziomo, sumując się ponad chłodniejszą powierzchnią lub masą powietrza.. Ze względu na kontakt ciepłego i zimnego ciasta, temperatura powietrza w cieście ciepłym spada do temperatury zimnego. W ten sposób zaczyna się formować zmętnienie, o ile spadek temperatury ciepłej masy osiąga punkt rosy i nasyca się wodą.
Chłodzenie radiacyjne ma miejsce, gdy ziemia jest ogrzewana przez słońce. W rezultacie warstwa znajdująca się najbliżej powierzchni zaczyna się nagrzewać. Z tego powodu powstają pęcherzyki gorącego powietrza i ze względu na mniejszą gęstość ma on tendencję do unoszenia się, aż dotrze do najwyższych i najzimniejszych warstw. Kiedy docierają do wyższych warstw, temperatura zaczyna spadać i stają się nasycone, skondensowane i tworzą chmurę.
Chłodzenie adiabatyczne
Wynika to ze zmian temperatury spowodowanych spadkiem ciśnienia atmosferycznego podczas wznoszenia się na wysokość. Wiele prądów pionowych może zmienić to chłodzenie, znane również jako gradient temperatury otoczenia.
Kiedy powietrze się unosi, ciśnienie atmosferyczne spada. Z tego powodu ruchy i tarcia cząsteczek również się zmniejszają, chłodząc w ten sposób powietrze. Jak zwykle, zwykle opada około 6,5 stopnia na każdy kilometr wysokości.
Jeśli powietrze jest suche, spadek temperatury jest znacznie większy (około 10 stopni na każdy kilometr wysokości). Wręcz przeciwnie, jeśli powietrze jest nasycone, jego zejście będzie tylko 5 stopni na kilometr.
Chmury składają się z zestawu bardzo małych i drobnych cząstek wody, lodu lub ich mieszaniny. Powstają w wyniku kondensacji pary wodnej w atmosferze. Powoduje to adwekcję, która przenosi zimno z chmur do reszty atmosfery i rozprzestrzenia się.
Zmiana temperatury w wyniku adwekcji
Adwekcja ma jednostki temperatury podzielone przez jednostki czasu. Wskazuje zmianę termiczną, której doświadcza punkt w wyniku pojawienia się wiatru, który przenosi powietrze o różnych temperaturach.
Jeśli, na przykład, w punkcie, w którym mierzymy, powietrze dociera z chłodniejszego regionu, doświadczylibyśmy ochłodzenia, a adwekcja temperatury byłaby liczbą ujemną, która wskazywałaby dokładnie, o ile stopni na jednostkę czasu temperatura spada.
Chłodzenie powietrzem może wystąpić z różnych powodów:
- Z powodu ocieplenia powierzchni ziemi swobodna konwekcja jest wytwarzana przez promienie słoneczne.
- Przez orografię ziemi, Ze względu na wzrost warstw powietrza, które przecinają górę, następuje konwekcja wymuszona.
- Powietrze zmuszone do podniesienia się w pobliżu frontów gorących i zimnych, wytwarza poziomy ruch masy zimnego powietrza, wytwarzane przez ruch poziomy w celu wznoszenia się cieplejszego powietrza.
Jak widać, adwekcja jest bardzo ważnym czynnikiem, który należy wziąć pod uwagę w meteorologii. Jest to dość uwarunkowane, jeśli chodzi o prognozy meteorologiczne oraz znajomość dynamiki i stabilności atmosfery.