Hvorfor Warm Air Rise & Cool Som det Utvider?

Hvorfor Warm Air Rise & Cool Som det Utvider?

Opptreden av Hot Air

Hvorfor Warm Air Rise & Cool Som det Utvider?


For å forstå hvorfor varm luft utvider seg og blir kaldere, som det stiger, er det nødvendig å forstå noen av egenskapene til luft. Forskere kaller denne studien av lufttemperatur og høyde studiet av adiabatiske prosesser, og refererer til endringer i temperatur som adiabatisk oppvarming eller kjøling. Dette betyr at selv om luften beveger seg, utvides, og blir varmere eller kaldere, er ingen energi vunnet eller tapt gjennom sine sykluser.

Tenk på en lomme av varm luft i nærheten av jordens overflate. Dette lomme av luft er vanligvis kalles en "pakke" av meteorologer, og det kan bli oppvarmet av solen, av varmen som stråler fra jorden, eller ved å varme fanget i bestemte områder av vind eller tidevann. Denne termiske energi blir overført gjennom pakke av luft som kinetisk energi, forårsaker alle molekylene å bevege seg raskere, vibrerende og spretter ut av hverandre. Kjøligere luft beveger seg saktere, og siden molekylene skubbe hverandre mindre, kan de somle tettere sammen. Molekylene av varmt kan ikke ha slike nært hold, imidlertid, og i deres raske bevegelser de gjør pakke av luft mindre tett. Dette mindre tett luft blir stigende i forhold til sine omgivelser, og stiger.

Rising Air

Nå molekyler av den oppvarmede luften har plass til å bevege seg mer fritt, og fortsette å gjøre det så lenge varmen gir dem ekstra kinetisk energi. Jo høyere den varme luften flyter, jo mer rom er det for molekylene å bevege seg, og slik at det stadig utvides, sin energi skyve den ut og opp. Her luften går inn i en balanserende problem på grunn av de termodynamiske lover. Energien fra alle sine molekyler kan anvendes for å drive molekylene ut på større avstander, slik at det kan ekspandere mer, eller energien kan brukes til å holde luften varm, men den kan ikke gjøre begge deler samtidig.

Energien av pakken er alltid den samme, uansett hvilken luften gjør. Hvis denne energien er strukket ut over et stort område, kan det ikke skape varme ved å være konsentrert i en enkelt flekk. Jo lenger bort fra hverandre molekylene beveger seg, jo lavere temperaturen av pakken vil bli.

Stigende luft og værmønstre

Dette betyr at til slutt, vil den stigende luften slutt nå samme temperatur som all luft rundt det, og vil slutte å stige. Nå en del av kjøligere luft høyere i atmosfæren, vil den bli der til den kjølige temperaturer og skiftende klimaforhold flytte den ned igjen, og prosessen gjentas. Dette øker og utvider luft er en svært viktig del av alle værmønstre, fra dannelsen av orkaner til de tørre og våte sesonger av vekslende klima. Forskere har laget formler som forutsi hvor mye varme luften vil miste basert på sin fuktighetsnivå og hvor høyt det stiger. Det bør bemerkes at denne avkjølende effekt er ikke den samme som den naturlige kjøling av luft høyere i atmosfæren, på grunn av sin avstand fra jordens overflate.