对流

对流通过将整个分子群从从一个地方到另一个地方用某种物质。这种物质通常是一种可以自由流动的流体,如水或空气。想想炉子上的一锅浓汤。通过传导,锅底的汤先受热。然后它开始上升(因为热量上升)到汤柱的顶部。当它上升时,上面较冷的汤下沉到底部取代它的位置。然后这部分加热上升。很快,锅里开始循环加热,整个汤都在加热。这就是对流。

对流也发生在大气中。它可以包括大尺度和小尺度的气团上升和下沉。这些垂直的

对流发生
压力

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从简单的角度来看,赤道上的温暖、轻的空气上升并向北和南扩散,两极的凉爽、稠密的空气下沉并向赤道扩散,形成两个对流细胞

运动可以大到足以将热量和水分分布到整个大气柱中。这个运动热能的传递是云层形成和风暴形成的原因。

风暴系统是对流的一个尺度。也有非常大规模的对流,能够有效地将热量分布在地球表面。地球的陆块、海洋分布、自转等特征都可能使这个问题变得有些复杂,但要了解对流的基本流动大气中的能量我们可以用更简单的方式来思考地球,比如用汤锅的例子。太阳的大部分热量都沉积在地球的热带地区。这是因为地球的旋转轴是一个几乎垂直于地球绕太阳轨道的平面。极地纬度地区接收到的太阳热量比赤道少得多。照射进来的阳光使赤道变暖的程度超过了北极和南极。这使得赤道的空气变暖得更快,并开始上升。当它上升时,它会发散,一些流向北极,一些流向南极。

因为北极和南极的空气更冷,密度更大,它下沉,被迫向赤道移动。在这一点上,两个基本的连续对流单元已经开始:一个从赤道到北极,再回到赤道,形成一个无休止的循环;另一个和它一样,但从赤道到南极再回来。如果考虑到地球的自转,事情就变得有点复杂了。太阳对地球及其大气的加热驱动了大规模的大气环流模式,甚至是季节。这将在第5章和第6章中更详细地讨论。

继续阅读:全球能源平衡

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