对流与天气

对流是气象学中经常听到的一个术语。在天气方面,它描述了大气中热量和水分的垂直传输,通常是从较温暖的区域(地表)到较凉爽的区域(高空)。...

对流是气象学中经常听到的一个术语。在天气方面,它描述了大气中热量和水分的垂直传输,通常是从较温暖的区域(地表)到较凉爽的区域(高空)。

convection diagram

虽然“对流”一词有时与“雷雨”互换使用,但请记住,雷雨只是对流的一种类型!

从厨房到空中

在我们深入研究大气对流之前,让我们来看一个你可能更熟悉的例子——一壶沸水。当水沸腾时,锅底部的热水上升到表面,导致热水气泡,有时在表面产生蒸汽。这与空气中的对流相同,只是空气(一种流体)代替了水。

对流过程的步骤

对流过程从日出开始,并继续如下:

  1. 太阳的辐射照射地面,使地面受热。
  2. 随着地面温度的升高,它通过传导(从一种物质到另一种物质的热传递)直接加热其上方的空气层。
  3. 因为像沙子、岩石和路面这样的贫瘠表面比被水或植被覆盖的地面更快变暖,所以表面和附近的空气受热不均匀。因此,一些口袋比其他口袋暖和得更快。
  4. 升温速度越快,口袋的密度就越小,周围的冷空气就越少,口袋开始上升。这些上升的空气柱或气流被称为“热气流”。当空气上升时,热量和水分向上(垂直)输送到大气中。地面加热越强,对流向上进入大气的强度越高。(这就是为什么对流在炎热的夏季下午特别活跃。)

在这一主要对流过程完成后,可能会发生许多情况,每种情况都会形成不同的天气类型。术语“对流”经常被添加到它们的名字中,因为对流“开始”它们的发展。

对流云

随着对流的继续,空气在达到较低的气压时冷却,并可能达到其内部的水蒸气冷凝并在其顶部形成(你猜到了)积云的点!如果空气中含有大量的水分并且相当热,它将继续垂直生长,并将成为高耸的积云或积雨云。

积云、高耸的积云、积雨云和高积云都是可见的对流形式。它们也都是“湿”对流(上升空气中多余的水蒸气凝结成云的对流)的例子。不形成云的对流称为“干”对流。(干对流的例子包括在空气干燥的晴天发生的对流,或在加热强度足以形成云层之前的一天早些时候发生的对流。)

对流降水

如果对流云有足够的云滴,它们将产生对流降水。与非对流降水(当空气被强制抬升时产生)相反,对流降水需要不稳定性,或空气自身继续上升的能力。它与闪电、雷电和阵雨有关。(非对流性降水事件的强降雨率较低,但持续时间较长,并产生更稳定的降雨。)

对流风

所有通过对流上升的空气必须由其他地方等量的下沉空气平衡。当热空气上升时,来自其他地方的空气流入以取代它。我们感觉到空气的这种平衡运动就像风一样。对流风的例子包括风和海风。

对流使我们地表居民保持凉爽

除了造成上述天气事件外,对流还有另一个作用——它将多余的热量从地球表面带走。如果没有它,据计算,地球上的平均地表空气温度将在125°F左右,而不是目前可居住的59°F。

对流什么时候停止?

只有当上升的暖空气袋冷却到与周围空气相同的温度时,它才会停止上升。

  • 发表于 2021-10-07 20:20
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  • 分类:地理

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