Was ist Konvektion (Wetter)?

Konvektion ist ein Begriff, den Sie in der Meteorologie häufig hören. Bei Wetter beschreibt es den vertikalen Transport von Wärme und Feuchtigkeit in Atmosphäre, normalerweise von einem wärmeren Bereich (der Oberfläche) zu einem kühleren (in der Luft).

Während das Wort "Konvektion" manchmal synonym mit "Gewitter" verwendet wird, denken Sie daran, dass Gewitter nur eine Art von Konvektion sind!

Bevor wir uns mit der atmosphärischen Konvektion befassen, schauen wir uns ein Beispiel an, mit dem Sie vielleicht besser vertraut sind - einen kochenden Topf Wasser. Wenn Wasser kocht, steigt heißes Wasser am Boden des Topfes an die Oberfläche, was zu Blasen von erhitztem Wasser und manchmal Dampf auf der Oberfläche führt. Das Gleiche gilt für die Konvektion in der Luft, außer dass Luft (eine Flüssigkeit) das Wasser ersetzt.

Der Konvektionsprozess beginnt bei Sonnenaufgang und setzt sich wie folgt fort:

1. Die Sonnenstrahlung trifft auf den Boden und erwärmt ihn.
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2. Wenn sich die Bodentemperatur erwärmt, erwärmt sie die Luftschicht direkt darüber durch Wärmeleitung (Wärmeübertragung von einer Substanz auf eine andere).
3. Da unfruchtbare Oberflächen wie Sand, Felsen und Gehwege schneller wärmer werden als mit Wasser oder Vegetation bedeckter Boden, erwärmt sich die Luft an und in der Nähe der Oberfläche ungleichmäßig. Infolgedessen erwärmen sich einige Taschen schneller als andere.
4. Die Taschen, die sich schneller erwärmen, werden weniger dicht als die kühlere Luft, die sie umgibt, und sie beginnen zu steigen. Diese aufsteigenden Säulen oder Ströme Luft werden "Thermik" genannt. Wenn die Luft aufsteigt, werden Wärme und Feuchtigkeit (vertikal) nach oben in die Atmosphäre transportiert. Je stärker die Oberflächenerwärmung ist, desto stärker und höher in die Atmosphäre hinein erstreckt sich die Konvektion. (Aus diesem Grund ist die Konvektion besonders bei Hitze aktiv Sommer- Nachmittage.)

Nachdem dieser Hauptkonvektionsprozess abgeschlossen ist, können eine Reihe von Szenarien auftreten, die jeweils einen anderen Wettertyp bilden. Der Begriff "konvektiv" wird oft zu ihrem Namen hinzugefügt, da Konvektion "Sprünge beginnt" ihre Entwicklung.

Wenn die Konvektion anhält, kühlt sich die Luft ab, wenn sie niedrigere Luftdrücke erreicht, und kann den Punkt erreichen, an dem die Wasserdampf darin verdichtet und formt sich (Sie haben es erraten) a Kumuluswolke an seiner Spitze! Wenn die Luft viel Feuchtigkeit enthält und ziemlich heiß ist, wächst sie vertikal weiter und wird zu einem hoch aufragenden Cumulus oder Cumulonimbus.

Cumulus-, hoch aufragende Cumulus-, Cumulonimbus- und Altocumulus Castellanus-Wolken sind alle sichtbare Formen der Konvektion. Sie sind auch alle Beispiele für "feuchte" Konvektion (Konvektion, bei der der überschüssige Wasserdampf in der aufsteigenden Luft zu einer Wolke kondensiert). Konvektion, die ohne Wolkenbildung auftritt, wird als "trockene" Konvektion bezeichnet. (Beispiele für trockene Konvektion sind Konvektion, die an sonnigen Tagen bei trockener Luft auftritt, oder Konvektion, die früh am Tag vor der Erwärmung auftritt und stark genug ist, um Wolken zu bilden.)

Wenn konvektive Wolken genügend Wolkentröpfchen haben, erzeugen sie konvektiven Niederschlag. Im Gegensatz zu nicht konvektivem Niederschlag (der entsteht, wenn Luft mit Gewalt angehoben wird) erfordert konvektiver Niederschlag Instabilität oder die Fähigkeit der Luft, von selbst weiter aufzusteigen. Es ist mit Blitzen, Donner und Ausbrüchen von verbunden Starkregen. (Nicht konvektive Niederschlagsereignisse haben weniger intensive Regenraten, dauern jedoch länger und erzeugen einen gleichmäßigeren Niederschlag.)

Die gesamte durch Konvektion aufsteigende Luft muss durch eine gleiche Menge sinkender Luft an anderer Stelle ausgeglichen werden. Wenn die erwärmte Luft aufsteigt, strömt Luft von anderswo ein, um sie zu ersetzen. Wir spüren diese ausgleichende Luftbewegung als Wind. Beispiele für konvektive Winde sind Föhns und Meeresbrise.

Neben den oben genannten Wetterereignissen dient die Konvektion einem anderen Zweck: Sie entzieht der Erdoberfläche überschüssige Wärme. Ohne sie wurde berechnet, dass die durchschnittliche Oberflächenlufttemperatur auf der Erde irgendwo um 125 ° F liegen würde und nicht die derzeit bewohnbaren 59 ° F.

Erst wenn die Tasche mit der warmen, aufsteigenden Luft auf die gleiche Temperatur der Umgebungsluft abgekühlt ist, hört sie auf zu steigen.