Convezione e Meteo

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

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

Dalla tua cucina all'aria

Prima di approfondire la convezione atmosferica, esaminiamo un esempio con cui potresti avere più familiarità: una pentola d'acqua bollente. Quando l'acqua bolle, l'acqua calda sul fondo della pentola sale in superficie, causando 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. 

Passaggi per il processo di convezione

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

1. La radiazione solare colpisce il terreno, riscaldandolo. 
2. Mentre la temperatura del terreno si riscalda, riscalda lo strato di aria direttamente sopra di esso attraverso la conduzione (il trasferimento di calore da una sostanza all'altra).
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 o correnti d'aria in aumento sono chiamate "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 nei caldi pomeriggi estivi.)

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.

Nuvole convettive

Mentre la convezione continua, l'aria si raffredda man mano che raggiunge pressioni dell'aria più basse e può raggiungere il punto in cui il vapore acqueo al suo interno si condensa e forma (avete indovinato) una nuvola di cumulo in cima! 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.)

Precipitazioni convettive

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 scoppi di forti piogge. (Gli eventi di precipitazione non convettiva hanno tassi di pioggia meno intensi ma durano più a lungo e producono una pioggia più costante.)

Venti convettivi

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.

La convezione ci mantiene freschi

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 vivibile 59 ° F.

Quando si ferma la convezione?

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