Vad är konvektionsströmmar?

konvektionsströmmar är rörelser orsakade av temperaturförändringar i flytande eller gasformiga kroppar. I sådana kroppar tenderar varmare material att stiga, förflyttning av svalare material, som cirkuleras någon annanstans; Den kontinuerliga rörelsen som skapas av denna process kallas en konvektionscell. Konvektionsströmmar är ansvariga för många fenomen i den naturliga världen, även om deras betydelse ofta förbises. Hav, stormmoln och jordskorpan är alla storskaliga system som påverkas av dessa strömmar. På mindre skalor kan de observeras i en kruka med kokande vatten eller en kopp kaffe.

Värme får enskilda molekyler av materia att röra sig snabbt. I en vätska, som i detta fall betydelse, något vätska eller gasformigt ämne, expanderar dessa uppvärmda molekyler och blir mindre täta. Detta får dem att stiga upp i vätskan och förskjuter eventuella svalare molekyler som redan finns. Dessa kylmolekyler kommer att röra sig någon annanstans i vätskan; Om de möter en värmekälla kommer de att bli upprörda och stiga, medan thE tidigare uppvärmda molekyler kommer att svalna och stiga ner. Denna effekt skapar konvektionsceller, vilket i sin tur orsakar konvektionsströmmar.

konvektionsströmmar orsakar effekterna som kan ses i en panna med vattenuppvärmning på en spis. Vattnet i botten av pannan, närmast brännaren, värms snabbt och stiger upp till ytan. Bubblor visar omrörningen av uppvärmda vattenmolekyler, som cirkulerar värmen tills allt vatten kokar. Effekten kan lättare observeras genom att hälla grädde i en varm kopp kaffe. Även utan omrörning kommer grädden att börja cirkulera genom det varmare kaffet, och färgskillnaden i de två vätskorna gör mönstren för konvektion lätt att observera.

I mycket stor skala styr konvektionsströmmar rörelsen i atmosfären runt jorden. Luft uppvärmd av solen rör sig in i svalare regioner och områden, vilket gör att vädermönster förändras. CHögt skapas när varm fuktbärande luft stiger och möter svalare luft vid högre höjder. Åtgärderna från konvektionsceller på moln kan orsaka åskväder och ibland mer spektakulära händelser. Tornadoes och orkaner är båda resultatet av den våldsamma omrörningen av luft och fukt orsakad av värme som rör sig genom atmosfären.

Bland deras olika andra effekter är konvektionsströmmar också ansvariga för jordbävningar och seismisk aktivitet. Jordens yta består av en serie massiva landmassor som flyter på strömmar med flytande sten. Denna underjordiska vätska, kallad magma, är föremål för rörelse av konvektionsceller, precis som andra vätskor är. Konvektionsströmmar i magma kan få landmassorna, kallade tektoniska plattor, att stiga eller kollidera med varandra. Detta kan resultera i vulkanutbrott, jordbävningar och annan katastrofisk seismisk aktivitet.