Co to jest komórka konwekcyjna?

Proces konwekcji jest głównym środkiem przenoszenia ciepła w płynie narażonym na źródło ciepła. Zwykle płyn, który może być cieczą lub gazem, jest ogrzewany od dołu przez ciepłą powierzchnię; Wzrost temperatury powoduje spadek gęstości, powodując wzrost płynu i chłodniejszy płyn do wewnątrz, aby go zastąpić. W miarę podnoszenia traci ciepło w swoim otoczeniu, stając się gęstszym i cięższym niż płyn poniżej. Nie może zejść przez ten rosnący płyn, więc rozprzestrzenia się poziomo, zanim spadł w kierunku powierzchni i przyciągnie w kierunku jego punktu początkowego przez rosnący płyn. System ten jest znany jako komórka konwekcyjna i jest cechą dynamiki płynów, którą można zaobserwować w różnych sytuacjach, od wody ogrzewanej w doniczce po procesy w skali planetarnej lub gwiazdorskiej.

Atmosfera Ziemi ma komórki konwekcyjne na rozległą skalę: regio równikoweNS otrzymuje więcej ciepła od słońca niż bieguny, powodując wzrost ciepłego powietrza, a następnie płynie w kierunku wyższych szerokości geograficznych, gdzie schodzi z powrotem w kierunku równika, tworząc ogromną komórkę konwekcyjną po obu stronach. Są one znane jako komórki Hadley. Para wodna w rosnącym powietrzu kondensuje się, gdy powietrze chłodzi się na wyższych wysokościach i może tworzyć wysokie chmury Cumulonimbus, które wytwarzają burze. Powietrze zazwyczaj schodzi około 30 stopni na północ i na południe od równika, w tym czasie straciło większość swojej wilgoci; W rezultacie regiony te są zwykle suche i zawierają niektóre wielkie pustynie na świecie. Kolejny ruch powietrza z powrotem w kierunku równika jest odpowiedzialny za wiatry handlowe.

Ciepło z rdzenia Ziemi utrzymuje krążenie gorącej, płynnej skały w górnym płaszczu, tworząc komórki konwekcyjne poniżej skorupy. Powstały ruch stopionej lub częściowo -łowcowej skały napędza proces znany jako tektonika płytowa, która jest odpowiedzialna za podzielenie skorupy na kontynentalne „plat.es ”, które poruszają się względem siebie. Zjawisko to jest odpowiedzialne za trzęsienia ziemi i aktywność wulkaniczną. Obszary powierzchni Ziemi, które znajdują się bezpośrednio nad komórką konwekcyjną, mogą się podzielić i rozdzielić, tworząc nowe płyty, takie jak w dolinie szczelinowej w Afryce. Komórki konwekcyjne istnieją również w słońcu. Obrazy powierzchni Słońca ujawniają ziarnistą strukturę składającą się z jasnych, gorących obszarów otoczonych ciemniejszymi, chłodniejszymi granicami. Każda granulka wskazuje górną część komórki konwekcyjnej utworzonej przez plazmę, która jest ogrzewana z dołu i unosi się na powierzchnię, chłodząc, a następnie rozprzestrzenia się i znów zstępuje na granicy.