Convectie en weer

Convectie is een term die je vrij vaak zult horen in de meteorologie. Bij weer beschrijft het het verticale transport van warmte en vocht in de atmosfeer, meestal van een warmer gebied (het oppervlak) naar een koeler gebied (hoger).

Hoewel het woord "convectie" soms uitwisselbaar wordt gebruikt met "onweersbuien", onthoud dan dat onweersbuien slechts één soort convectie zijn!

Van uw keuken naar de lucht

Voordat we ons verdiepen in atmosferische convectie, laten we eens kijken naar een voorbeeld waarmee u misschien meer bekend bent - een kokende pot met water. Wanneer water kookt, komt heet water in de bodem van de pot naar de oppervlakte, wat leidt tot bubbels van verwarmd water en soms stoom op het oppervlak. Het is hetzelfde met convectie in de lucht behalve dat lucht (een vloeistof) het water vervangt. 

Stappen naar het convectieproces

Het convectieproces begint bij zonsopgang en gaat als volgt verder:

1. De straling van de zon raakt de grond en verwarmt deze. 
2. Terwijl de temperatuur van de grond opwarmt, verwarmt deze de luchtlaag er direct boven door geleiding (de overdracht van warmte van de ene stof naar de andere).
3. Omdat kale oppervlakken zoals zand, rotsen en bestrating sneller warmer worden dan grond bedekt met water of vegetatie, verwarmt de lucht op en nabij het oppervlak ongelijkmatig. Als gevolg hiervan worden sommige zakken sneller warm dan andere.
4. De sneller verwarmende zakken worden minder dicht dan de koelere lucht die hen omringt en ze beginnen te stijgen. Deze stijgende kolommen of luchtstromen worden "thermiek" genoemd. Terwijl de lucht stijgt, worden warmte en vocht naar boven (verticaal) in de atmosfeer getransporteerd. Hoe sterker de oppervlakteverwarming, hoe sterker en hoger in de atmosfeer de convectie zich uitstrekt. (Daarom is convectie vooral actief op hete zomermiddagen.)

Nadat dit hoofdproces van convectie is voltooid, kunnen er een aantal scenario's optreden, die elk een ander weertype vormen. De term "convective" wordt vaak aan hun naam toegevoegd, omdat convectie "springt" hun ontwikkeling start.

Convectieve wolken

Terwijl de convectie doorgaat, koelt de lucht af terwijl deze lagere luchtdrukken bereikt en kan het punt bereiken waar de waterdamp erin condenseert en (je raadt het al) een cumuluswolk aan de bovenkant! Als de lucht veel vocht bevat en behoorlijk heet is, blijft deze verticaal groeien en wordt hij een torenhoge cumulus of een cumulonimbus.

Cumulus, torenhoge cumulus, Cumulonimbus en Altocumulus Castellanus wolken zijn allemaal zichtbare vormen van convectie. Ze zijn ook allemaal voorbeelden van "vochtige" convectie (convectie waarbij de overtollige waterdamp in de opstijgende lucht condenseert om een ​​wolk te vormen). Convectie die optreedt zonder wolkvorming wordt "droge" convectie genoemd. (Voorbeelden van droge convectie zijn convectie die optreedt op zonnige dagen wanneer de lucht droog is, of convectie die al vroeg op de dag plaatsvindt voordat de verwarming sterk genoeg is om wolken te vormen.)

Convectieve neerslag

Als convectieve wolken voldoende wolkendruppeltjes hebben, produceren ze convectieve neerslag. In tegenstelling tot niet-convectieve neerslag (die ontstaat wanneer lucht met geweld wordt opgetild), vereist convectieve neerslag instabiliteit, of het vermogen voor lucht om zelfstandig verder te stijgen. Het wordt geassocieerd met bliksem, donder en uitbarstingen van zware regen. (Niet-convectieve neerslaggebeurtenissen hebben minder intense regenval, maar duren langer en produceren een stabielere regenval.)

Convectieve wind

Alle stijgende lucht door convectie moet worden gebalanceerd door een even grote hoeveelheid zinkende lucht elders. Terwijl de verwarmde lucht stijgt, stroomt lucht van elders naar binnen om deze te vervangen. We voelen deze evenwichtige beweging van lucht als wind. Voorbeelden van convectieve winden omvatten foehns en zeebries.

Convectie houdt ons oppervlakte bewoners koel

Naast het creëren van de bovengenoemde weersgebeurtenissen, dient convectie een ander doel - het verwijdert overtollige warmte van het aardoppervlak. Zonder dit is berekend dat de gemiddelde oppervlaktetemperatuur op aarde ergens rond de 125 ° F ligt in plaats van de huidige leefbare 59 ° F.

Wanneer stopt de convectie?

Alleen wanneer de zak warme, stijgende lucht is afgekoeld tot dezelfde temperatuur als de omringende lucht, stopt deze met stijgen.