Συναγωγή και Καιρός

Η μεταφορά είναι ένας όρος που θα ακούσετε αρκετά συχνά στη μετεωρολογία. Στον καιρό, περιγράφει την κατακόρυφη μεταφορά θερμότητας και υγρασίας στην ατμόσφαιρα, συνήθως από μια θερμότερη περιοχή (την επιφάνεια) σε μια πιο δροσερή (υψηλά).

Ενώ η λέξη "convection" χρησιμοποιείται μερικές φορές εναλλακτικά με "καταιγίδες", να θυμάστε ότι οι καταιγίδες είναι μόνο ένας τύπος μεταφοράς!

Από την κουζίνα σας στον αέρα

Πριν εμβαθύνουμε στην ατμοσφαιρική μεταφορά, ας δούμε ένα παράδειγμα με το οποίο μπορεί να είστε πιο εξοικειωμένοι - μια κατσαρόλα με νερό που βράζει. Όταν το νερό βράζει, το ζεστό νερό στον πάτο της κατσαρόλας ανεβαίνει στην επιφάνεια, με αποτέλεσμα να δημιουργούνται φυσαλίδες θερμαινόμενου νερού και μερικές φορές ατμός στην επιφάνεια. Είναι το ίδιο με τη μεταφορά στον αέρα, εκτός από το ότι ο αέρας (ένα ρευστό) αντικαθιστά το νερό.

Βήματα για τη διαδικασία μεταφοράς

Η διαδικασία της μεταφοράς ξεκινά με την ανατολή του ηλίου και συνεχίζεται ως εξής:

1. Η ακτινοβολία του ήλιου χτυπά το έδαφος θερμαίνοντάς το.
2. Καθώς η θερμοκρασία του εδάφους θερμαίνεται, θερμαίνει το στρώμα του αέρα ακριβώς από πάνω του μέσω αγωγιμότητας (μεταφορά θερμότητας από τη μια ουσία στην άλλη).
3. Επειδή οι άγονες επιφάνειες όπως η άμμος, οι βράχοι και το πεζοδρόμιο θερμαίνονται πιο γρήγορα από το έδαφος που καλύπτεται από νερό ή βλάστηση, ο αέρας στην επιφάνεια και κοντά στην επιφάνεια θερμαίνεται ανομοιόμορφα. Ως αποτέλεσμα, ορισμένες τσέπες θερμαίνονται πιο γρήγορα από άλλες.
4. Οι θύλακες που θερμαίνονται πιο γρήγορα γίνονται λιγότερο πυκνοί από τον ψυχρότερο αέρα που τις περιβάλλει και αρχίζουν να ανεβαίνουν. Αυτές οι ανερχόμενες στήλες ή τα ρεύματα αέρα ονομάζονται «θερμικά». Καθώς ο αέρας ανεβαίνει, η θερμότητα και η υγρασία μεταφέρονται προς τα πάνω (κάθετα) στην ατμόσφαιρα. Όσο ισχυρότερη είναι η θέρμανση της επιφάνειας, τόσο ισχυρότερη και ψηλότερα στην ατμόσφαιρα εκτείνεται η συναγωγή. (Γι' αυτό η μεταφορά είναι ιδιαίτερα ενεργή τα ζεστά απογεύματα του καλοκαιριού.)

Αφού ολοκληρωθεί αυτή η κύρια διαδικασία μεταφοράς, υπάρχουν διάφορα σενάρια που θα μπορούσαν να συμβούν, το καθένα από τα οποία σχηματίζει διαφορετικό τύπο καιρού. Ο όρος "convective" προστίθεται συχνά στο όνομά τους, καθώς η μεταφορά "jumps ξεκινά" την ανάπτυξή τους.

Συναγωγικά σύννεφα

Καθώς η μεταφορά συνεχίζεται, ο αέρας ψύχεται καθώς φτάνει σε χαμηλότερες πιέσεις αέρα και μπορεί να φτάσει στο σημείο όπου οι υδρατμοί μέσα του συμπυκνώνονται και σχηματίζουν (το μαντέψατε) ένα σωρευτικό σύννεφο στην κορυφή του! Εάν ο αέρας περιέχει πολλή υγρασία και είναι αρκετά ζεστός, θα συνεχίσει να αναπτύσσεται κατακόρυφα και θα γίνει ένα πανύψηλο σωρευτικό ή σωρευτικό.

Τα σύννεφα Cumulus, towering cumulus, Cumulonimbus και Altocumulus Castellanus είναι όλα ορατές μορφές μεταφοράς. Είναι επίσης όλα παραδείγματα "υγρής" μεταφοράς (συναγωγή όπου η περίσσεια υδρατμών στον ανερχόμενο αέρα συμπυκνώνεται για να σχηματίσει ένα σύννεφο). Η μεταφορά που συμβαίνει χωρίς σχηματισμό νέφους ονομάζεται "ξηρή" μεταφορά. (Παραδείγματα ξηρής μεταφοράς περιλαμβάνουν τη μεταφορά που συμβαίνει τις ηλιόλουστες μέρες όταν ο αέρας είναι ξηρός ή η μεταφορά που συμβαίνει νωρίς την ημέρα πριν η θέρμανση είναι αρκετά ισχυρή για να σχηματιστεί σύννεφα.)

Συναγωγική κατακρήμνιση

Εάν τα συναγωγικά σύννεφα έχουν αρκετά σταγονίδια σύννεφων, θα παράγουν συναγωγική κατακρήμνιση. Σε αντίθεση με τη μη συναγωγή κατακρήμνιση (η οποία προκύπτει όταν ο αέρας ανυψώνεται με δύναμη), η συναγωγική κατακρήμνιση απαιτεί αστάθεια ή την ικανότητα του αέρα να συνεχίσει να ανεβαίνει από μόνος του. Συνδέεται με κεραυνούς, βροντές και εκρήξεις δυνατής βροχής. (Μη συναγωγής βροχοπτώσεις έχουν λιγότερο έντονους ρυθμούς βροχοπτώσεων, αλλά διαρκούν περισσότερο και παράγουν πιο σταθερή βροχόπτωση.)

Συναγωγικοί άνεμοι

Όλος ο ανερχόμενος αέρας μέσω της μεταφοράς πρέπει να εξισορροπείται από ίση ποσότητα αέρα βύθισης αλλού. Καθώς ο θερμαινόμενος αέρας ανεβαίνει, αέρας από αλλού ρέει για να τον αντικαταστήσει. Αυτή την εξισορροπητική κίνηση του αέρα την νιώθουμε σαν άνεμο. Παραδείγματα συναγωγικών ανέμων περιλαμβάνουν foehns και θαλάσσιες αύρες .

Η μεταφορά μας κρατά δροσερούς τους κατοίκους της επιφάνειας

Εκτός από τη δημιουργία των προαναφερθέντων καιρικών φαινομένων, η μεταφορά εξυπηρετεί έναν άλλο σκοπό -- αφαιρεί την υπερβολική θερμότητα από την επιφάνεια της γης. Χωρίς αυτό, έχει υπολογιστεί ότι η μέση θερμοκρασία του επιφανειακού αέρα στη γη θα ήταν κάπου γύρω στους 125° F αντί για την τρέχουσα κατοικήσιμη θερμοκρασία 59° F.

Πότε σταματά η μεταφορά;

Μόνο όταν ο θύλακας του θερμού, ανερχόμενου αέρα έχει κρυώσει στην ίδια θερμοκρασία με τον περιβάλλοντα αέρα, θα σταματήσει να ανεβαίνει.