Che cos'è la convezione (tempo)?

Convezione è un termine che sentirai abbastanza spesso in meteorologia. Nel tempo, descrive il trasporto verticale di calore e umidità all'interno l'atmosfera, di solito da un'area più calda (la superficie) a una più fredda (in alto).

Mentre la parola "convezione" viene talvolta usata in modo intercambiabile con "temporali", ricorda che i temporali sono solo un tipo di convezione!

Prima di approfondire la convezione atmosferica, diamo un'occhiata a un esempio che potresti avere più familiarità: una pentola d'acqua bollente. Quando l'acqua bolle, l'acqua calda sul fondo della pentola sale in superficie, provocando bolle di acqua riscaldata e talvolta vapore sulla superficie. È lo stesso con la convezione nell'aria, tranne l'aria (un fluido) che sostituisce l'acqua.

Il processo di convezione inizia all'alba e continua come segue:

1. La radiazione solare colpisce il suolo, riscaldandolo.
2. Mentre la temperatura del terreno si riscalda, riscalda lo strato d'aria direttamente sopra di esso attraverso la conduzione (il trasferimento di calore da una sostanza all'altra).
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3. Poiché le superfici sterili come sabbia, rocce e pavimentazione diventano più calde più rapidamente del terreno coperto da acqua o vegetazione, l'aria sulla e vicino alla superficie si riscalda in modo non uniforme. Di conseguenza, alcune tasche si scaldano più velocemente di altre.
4. Le tasche di riscaldamento più veloci diventano meno dense dell'aria più fresca che le circonda e iniziano a sollevarsi. Queste colonne in aumento o correnti di aria sono chiamati "termiche". All'aumentare dell'aria, il calore e l'umidità vengono trasportati verso l'alto (in verticale) nell'atmosfera. Più forte è il riscaldamento superficiale, più forte e più in alto nell'atmosfera si estende la convezione. (Ecco perché la convezione è particolarmente attiva a caldo estate pomeriggi.)

Al termine di questo processo principale di convezione, è possibile che si verifichino diversi scenari, ciascuno dei quali forma un diverso tipo di clima. Il termine "convettivo" viene spesso aggiunto al loro nome poiché la convezione "salta inizia" il loro sviluppo.

Mentre la convezione continua, l'aria si raffredda quando raggiunge pressioni dell'aria più basse e può raggiungere il punto in cui la vapore acqueo al suo interno si condensa e forma (l'hai indovinato) a cumulo al suo apice! Se l'aria contiene molta umidità ed è abbastanza calda, continuerà a crescere verticalmente e diventerà un cumulo torreggiante o un cumulonembo.

Cumuli, imponenti cumuli, cumulonembo e Altocumulus Castellanus sono tutte forme visibili di convezione. Sono anche tutti esempi di convezione "umida" (convezione in cui il vapore acqueo in eccesso nell'aria in aumento si condensa per formare una nuvola). La convezione che si verifica senza formazione di nuvole è chiamata convezione "a secco". (Esempi di convezione secca includono la convezione che si verifica nei giorni di sole quando l'aria è secca o la convezione che si verifica nelle prime ore del giorno prima che il riscaldamento sia abbastanza forte da formare nuvole.)

Se le nuvole convettive hanno abbastanza gocce di nuvole produrranno precipitazioni convettive. Contrariamente alle precipitazioni non convettive (che si verificano quando l'aria viene sollevata con la forza), le precipitazioni convettive richiedono instabilità o la capacità dell'aria di continuare a salire da sola. È associato a fulmini, tuoni e esplosioni di forte pioggia. (Gli eventi di precipitazione non convettiva hanno tassi di pioggia meno intensi ma durano più a lungo e producono una pioggia più costante.)

Tutta l'aria che sale attraverso la convezione deve essere bilanciata da una uguale quantità di aria che affonda altrove. All'aumentare dell'aria riscaldata, l'aria proveniente da altrove entra per sostituirla. Sentiamo questo movimento equilibrato dell'aria come vento. Esempi di venti convettivi includono foehns e brezze marine.

Oltre a creare i suddetti eventi meteorologici, la convezione ha un altro scopo: rimuove il calore in eccesso dalla superficie terrestre. Senza di essa, è stato calcolato che la temperatura media dell'aria sulla superficie terrestre sarebbe intorno ai 125 ° F anziché all'attuale 59 ° F.

Solo quando la sacca di aria calda e in aumento si è raffreddata alla stessa temperatura dell'aria circostante, smette di salire.