Eine Konvektionszelle ist ein Phänomen der flüssigen Dynamik, die in Situationen vorkommt, wo es Dichte-Unterschiede innerhalb eines Körpers von Flüssigkeit oder Benzin gibt. Die Konvektion verlangt gewöhnlich ein Schwerefeld, aber in Mikroernst-Experimenten ist Thermalkonvektion ohne Gravitationseffekten beobachtet worden, die erforderliche.

Flüssigkeiten sind Materialien, die das Eigentum des Flusses ausstellen. Sowohl Benzin als auch Flüssigkeiten haben flüssige Eigenschaften, und in der genügend Menge, sogar particulate Festkörper wie Salz, Korn, und Kies zeigt einige flüssige Eigenschaften. Wenn ein Volumen von Flüssigkeit geheizt wird, breitet es sich aus und wird weniger dicht und so mehr schwimmend als die Umgebungsflüssigkeit. Die kältere, dichtere Flüssigkeit lässt sich unter der wärmeren, weniger dichten Flüssigkeit nieder und zwingt sie sich zu erheben. Solche Bewegung wird Konvektion genannt, und der bewegende Körper von Flüssigkeit wird eine Konvektionszelle genannt. Dieser besondere Typ der Konvektion, wo eine horizontale Schicht von Flüssigkeit von unten geheizt wird, ist als Rayleigh-Bénard Konvektion bekannt.

Konvektionszellen können sich in jeder Flüssigkeit, einschließlich der Atmosphäre der Erde formen (wo sie Zellen von Hadley genannt werden), kochendes Wasser, Suppe (wo die Zellen durch Partikeln identifiziert werden können, transportieren sie, wie Körner von Reis), der Ozean, die Oberfläche der Sonne, oder ist sogar ein Feld eines Bauers, wo große Felsen zur Oberfläche mit der Zeit in einem Prozess anscheinend gezwungen worden sind, der entweder dem analog ist, oder sich direkt auf die Konvektion bezogen haben (die Verbindung noch nicht klar). Die Größe von Konvektionszellen wird durch die Eigenschaften von Flüssigkeit größtenteils bestimmt, und sie können sogar vorkommen, wenn die Heizung einer Flüssigkeit gleichförmig ist.

Prozess

Ein steigender Körper von Flüssigkeit verliert normalerweise Hitze, weil es auf eine kalte Oberfläche stößt; weil es Hitze mit kälterer Flüssigkeit durch den direkten Austausch austauscht; oder im Beispiel der Atmosphäre der Erde, weil es Hitze ausstrahlt. An einem Punkt wird die Flüssigkeit dichter als die Flüssigkeit darunter, die sich noch erhebt. Da es durch die steigende Flüssigkeit nicht hinuntersteigen kann, bewegt es sich zu einer Seite. In einer Entfernung überwindet seine Kraft nach unten die steigende Kraft darunter, und die Flüssigkeit beginnt hinunterzusteigen. Da es hinuntersteigt, erwärmt es sich wieder durch den Oberflächenkontakt oder das Leitvermögen, und der Zyklus wiederholt sich.

Innerhalb der Troposphäre der Erde

Gewitter

Warme Luft hat eine niedrigere Dichte als kühle Luft, so warme Luftanstiege innerhalb von kühlerer Luft, die heißen Luftballons ähnlich ist. Wolken formen sich als relativ wärmere Luft, die Feuchtigkeitsanstiege innerhalb von kühlerer Luft trägt. Als sich die feuchte Luft erhebt, kühlt sie das Veranlassen von etwas vom Wasserdampf im steigenden Paket von Luft ab sich zu verdichten. Wenn sich die Feuchtigkeit verdichtet, veröffentlicht sie Energie, die als latente Schmelzwärme bekannt ist, die dem steigenden Paket von Luft erlaubt, weniger kühl zu werden als seine Umgebungsluft, die Besteigung der Wolke fortsetzend. Wenn genug Instabilität in der Atmosphäre da ist, wird dieser Prozess lange genug für Gewitterwolke-Wolken fortsetzen sich zu formen, die Blitz und Donner unterstützen. Allgemein verlangen Gewitter drei Bedingungen sich zu formen: Feuchtigkeit, ein nicht stabiler airmass und eine sich hebende Kraft (Hitze).

Alle Gewitter, unabhängig vom Typ, gehen drei Stufen durch: die sich entwickelnde Bühne, die reife Bühne und die Verschwendungsbühne. Das durchschnittliche Gewitter hat ein Diameter. Abhängig von der Bedingungsgegenwart in der Atmosphäre nehmen diese drei Stufen einen Durchschnitt von 30 Minuten, um durchzugehen.

Adiabatische Prozesse

Die Heizung durch die Kompression von hinuntersteigender Luft ist, was für solche Winterphänomene als der Chinook verantwortlich ist (wie es im westlichen Nordamerika bekannt ist), oder Föhn (in den Alpen).

Innerhalb der Sonne

Der Photobereich der Sonne wird aus Konvektionszellen genannt Körnchen, steigende Säulen von überhitzten (5800°C) Plasma zusammengesetzt, das ungefähr 1000 Kilometer im Durchmesser im Durchschnitt beträgt. Das Plasma wird kühl, als es sich erhebt und in den schmalen Räumen zwischen den Körnchen hinuntersteigt.

Links

• Mountainnature.com — Chinook