Hvordan virker Tetthet påvirke strømninger i atmosfæren?

Hvordan virker Tetthet påvirke strømninger i atmosfæren?


Tetthet er forholdet mellom en substans masse og volumet av plass den opptar. Tettheten av en hvilken som helst gjenstand eller substans, men oppviser en temperaturavhengighet fordi de fleste stoffer ekspandere når den blir oppvarmet og trekke seg sammen når det avkjøles. Denne oppførselen strekker seg til gasser, inkludert luft. Videre, under påvirkning av tyngdekraften, tette forbindelser "sink" og mindre tette stoffer "stige". Strømmene som oppstår i atmosfæren bare reflektere denne atferden.

Tetthet og temperatur

Temperaturen påvirker hastigheten ved hvilken molekylene beveger seg, og denne påvirkning er særlig markert i gasser. Hastigheten av et gassmolekyl direkte påvirker molekylets kinetisk energi. Som en konsekvens, i rask bevegelse molekyler gjennomgå hyppigere og mer energiske kollisjoner med andre molekyler, som vanligvis fører til at molekylene til å spre seg fra hverandre slik at færre molekyler oppta et gitt volum. Når det gjelder luft, innebærer dette varme strøk, slik som dem som opplever direkte sollys, oppviser lavere tetthet enn luft kjøligere områder.

Tetthet og vanndamp

Selv om temperatur representerer den dominerende faktor som styrer tettheten av luft, vanndamp spiller også en rolle. Luft består hovedsakelig av nitrogen og oksygen, og tørr luft oppviser en tetthet på 1.293 kg per kubikkmeter, kg / m ^ 3, ved standard temperatur og trykk fra 0 ° C og 1 atmosfære. Vanndamp, men under de samme betingelser oppviser en tetthet på 0,804 kg / m ^ 3. Således, et gitt volum av fuktig luft inneholder mindre tette vannmolekylene opptar noe av den plass sammen med luftmolekyler. Dette resulterer i fuktig luft som har en lavere densitet enn tørr luft.

Tetthet og trykk

Tettheten og trykket av luft korrelerer sterkt. Uttrykket "lufttrykket" refererer til styrken av luftmolekyler som virker på et gitt område. Vurdere en 1 kvadratmeter kvadrat plassert på bakken. Så tenk sidene av plassen strekker seg til de øvre delene av atmosfæren. Trykket som utøves på bakken innenfor firkanten skyldes vekten av alle de molekyler som inneholdes i den imaginære rektangel. Jo flere molekyler inne i rektangelet, jo større vekt de utøver på bakkenivå. Dermed tettere luft utøver et større press enn mindre tett luft.

Air Movement

Mindre tett luft har en tendens til å stige. Denne effekten er lik den separasjon som oppstår når du plasserer olje og vann i en beholder, riste den, og la den avgjøre. Den tettere væske, vann, synker til bunnen med den mindre tette væske, olje, på toppen. Dette representerer bare påvirkning av tyngdekraften. Ordtaket om at "varm luft stiger, kald luft synker" stammer fra den observasjon at varm luft viser en større tetthet enn kald luft. Når den varme luft har steget, har en tendens til også å bevege seg sideveis når den kjøles. Dens temperatur etter hvert synker til det punkt at det blir mer tett enn luft under den og vask, og skaper en serie av sirkulære luftstrømmer som kalles konveksjonscelle.