Trong khí tượng học, điều quan trọng là phải nghiên cứu những thay đổi vật lý mà bầu khí quyển trải qua trong thời gian thực để dự đoán điều gì sẽ xảy ra. Khí quyển nó là một phương tiện mà các chuyển động khối lượng xảy ra rất dễ dàng. Bằng cách này, cho phép trao đổi nhiệt bằng các chuyển động dọc và ngang. Sự vận chuyển nhiệt theo phương ngang của các đại lượng vật lý khác của gió được gọi là sự đối lưu. Advection là mục tiêu của bài viết này.
Chúng ta sẽ phân tích tầm quan trọng của việc biết được đối lưu tồn tại trong khí quyển để biết khí tượng và những thay đổi của thời tiết. Bạn có muốn tìm hiểu thêm về nó? Bạn chỉ cần tiếp tục đọc 🙂
Advection là gì
Trong khí tượng học rất phổ biến sử dụng thuật ngữ đối lưu để chỉ các chuyển động thẳng đứng. Giá trị của tốc độ của các chuyển động này thường không vượt quá đến một phần trăm chuyển động ngang. Do đó, có thể quan sát thấy những đám mây phát triển theo chiều thẳng đứng đã hình thành từ từ và có khả năng kéo dài đến cả ngày.
Chuyển động ngang của các khối khí xảy ra trên quy mô lớn trên khắp thế giới. Nó là vật vận chuyển nhiệt năng từ các vùng nhiệt đới đến các vùng cực. Chúng có khả năng truyền năng lượng từ bên này sang bên kia thế giới, đi xa hàng nghìn km. Chính sự vận chuyển ngang này là sự đối lưu và quan trọng và bền bỉ hơn nhiều so với các luồng không khí thẳng đứng.
Trong khí tượng và hải dương học vật lý, đối lưu thường được gọi là đến việc vận chuyển một số đặc tính của khí quyển hoặc đại dương, chẳng hạn như nhiệt, độ ẩm hoặc độ mặn. Sự đối lưu khí tượng hoặc hải văn bám theo các bề mặt đẳng áp và do đó chủ yếu nằm ngang. Nó đồng nghĩa với việc vận chuyển một đặc tính khí quyển nhờ gió.
Đặc điểm quảng cáo
Để hiểu rõ hơn về khái niệm này, chúng tôi sẽ đưa ra một số ví dụ về cả phản ứng nóng và lạnh. Đối lưu ấm là nhiệt được gió mang đến một nơi khác. Ngược lại, đối lưu lạnh là vận chuyển lạnh đi nơi khác. Tuy nhiên, cả hai đều là sự vận chuyển năng lượng vì mặc dù không khí ở nhiệt độ thấp hơn nhưng nó vẫn có năng lượng.
Trong dự báo thời tiết, thuật ngữ đối lưu đề cập đến sự vận chuyển của cường độ do thành phần ngang của gió đưa ra. Nếu chúng ta có lớp phủ lạnh, nó có xu hướng đi về phía bề mặt ấm hơn. Khi có sự đối lưu ấm áp, nó xảy ra trên đất và biển lạnh hơn và quá trình làm mát xảy ra từ bên dưới.
Nguyên nhân của sự ngưng tụ
Có một số loại ngưng tụ hơi nước. Đầu tiên là bằng bức xạ và thứ hai là bằng phản xạ. Hơi nước cũng có thể được ngưng tụ bằng cách trộn các khối khí và làm mát bằng cách giãn nở đoạn nhiệt. Thứ hai là nguyên nhân hình thành khối lượng đám mây lớn nhất.
Trong làm mát phản ứng, một khối không khí ấm và ẩm được vận chuyển theo chiều ngang, dồn lên trên bề mặt hoặc khối không khí mát hơn.. Do sự tiếp xúc giữa khối bột ấm và khối bột lạnh, nhiệt độ không khí của khối bột ấm giảm xuống tương ứng với khối bột lạnh. Theo cách này, mây bắt đầu hình thành, miễn là sự giảm nhiệt độ của khối ấm đạt đến điểm sương và bão hòa với nước.
Quá trình làm mát bức xạ diễn ra khi trái đất bị mặt trời đốt nóng. Kết quả là lớp gần nhất với bề mặt bắt đầu nóng lên. Vì lý do này, các bong bóng khí nóng hình thành và do mật độ thấp hơn, nó có xu hướng tăng lên cho đến khi gặp các lớp cao nhất và lạnh nhất. Khi chúng đến các lớp cao hơn, nhiệt độ bắt đầu giảm xuống và chúng trở nên bão hòa, ngưng tụ và tạo thành đám mây.
Làm mát đoạn nhiệt
Đó là do sự thay đổi nhiệt độ do sự giảm áp suất khí quyển khi một người đi lên theo độ cao. Nhiều dòng điện dọc có thể làm thay đổi quá trình làm mát này, còn được gọi là gradient nhiệt môi trường.
Khi không khí lên cao, áp suất khí quyển giảm. Vì lý do này, chuyển động và ma sát của các phân tử cũng giảm, do đó không khí được làm mát. Như thường lệ, nó thường hạ xuống khoảng 6,5 độ cho mỗi km chiều cao.
Nếu không khí khô, nhiệt độ giảm còn cao hơn nhiều (khoảng 10 độ cho mỗi km độ cao). Ngược lại, nếu không khí bão hòa, quá trình thoát ra của nó sẽ chỉ 5 độ trên mỗi km.
Mây được tạo thành từ một tập hợp các hạt nước rất nhỏ và mịn, nước đá hoặc hỗn hợp của cả hai. Chúng được hình thành do sự ngưng tụ hơi nước trong khí quyển. Điều này làm cho lớp đệm vận chuyển hơi lạnh từ các đám mây đến phần còn lại của khí quyển và lan rộng.
Thay đổi nhiệt độ do đối lưu
Advection có đơn vị nhiệt độ chia cho đơn vị thời gian. Cho biết sự biến thiên nhiệt mà một điểm phải chịu do sự xuất hiện của gió mang theo không khí ở các nhiệt độ khác nhau.
Ví dụ, nếu tại thời điểm chúng ta đo không khí đến từ một vùng lạnh hơn, chúng ta sẽ gặp phải tình trạng lạnh đi và nhiệt độ phản ứng sẽ là một số âm cho chúng ta biết chính xác nhiệt độ giảm bao nhiêu độ trên một đơn vị thời gian.
Làm mát không khí có thể xảy ra vì nhiều lý do:
- Do sự nóng lên của bề mặt trái đất đối lưu tự do được tạo ra bởi tia nắng mặt trời.
- Theo bản chất của vùng đất, Do các lớp không khí đi lên vượt núi nên xảy ra hiện tượng đối lưu cưỡng bức.
- Không khí buộc phải tăng lên ở vùng lân cận của cả mặt nóng và mặt lạnh, tạo ra chuyển động ngang của một khối không khí lạnh, được tạo ra bởi chuyển động ngang đến một không khí ấm hơn để bay lên.
Như bạn có thể thấy, đối lưu là một yếu tố rất quan trọng cần tính đến trong khí tượng. Nó khá điều hòa khi nói đến dự đoán thời tiết và biết các động lực và sự ổn định của bầu khí quyển.