Hvad er en konvektionscelle?

Konvektionsprocessen er det vigtigste middel til varmeoverførsel inden for en væske, der udsættes for en varmekilde.Normalt opvarmes væsken, der kan være en væske eller en gas, nedenfra af en varm overflade;Stigningen i temperatur resulterer i et fald i densitet, hvilket får væsken til at stige og køligere væske flyder indad for at erstatte den.Når det stiger, mister den varme til sine omgivelser og bliver tættere og tungere end væsken nedenfor.Det kan ikke falde ned gennem denne stigende væske, så den spreder sig vandret, før den falder tilbage mod overfladen og trækkes mod dets udgangspunkt af den stigende væske.Dette system er kendt som en konvektionscelle og er et træk ved væskedynamik, der kan observeres i forskellige situationer, fra vand, der opvarmes i en gryde til processer på en planetarisk eller stellar skala.

Jordens atmosfære har konvektionscellerPå en enorm skala: Ækvatorregionerne får mere varme fra solen end polerne, hvilket får varm luft til at stige og flyder derefter mod højere breddegrader, hvor det falder for at strømme tilbage mod ækvator og danner en enorm konvektionscelle på hver side.Disse er kendt som Hadley -celler.Vanddamp i den stigende luft kondenseres, når luften afkøles i højere højder og kan danne tårnhøje kumulonimbusskyer, der producerer tordenvejr.Luften falder generelt omkring 30 grader nord og syd for ækvator, på hvilket tidspunkt den har mistet det meste af sin fugtighed;Som et resultat er disse regioner normalt tørre og indeholder nogle af verdens store ørkener.Den efterfølgende bevægelse af luft tilbage mod ækvator er ansvarlig for handelsvindene.

Varme fra jordens kerne opretholder cirkulationen af varm, flydende klippe i den øverste mantel og danner konvektionsceller under skorpen.Den resulterende bevægelse af smeltet eller semi-smeltet klippe driver processen kendt som pladetektonik, der er ansvarlig for at opdele skorpen i kontinentale "plader", der bevæger sig i forhold til hinanden.Dette fænomen er ansvarlig for jordskælv og vulkansk aktivitet.Områder på jordoverfladen, der sidder direkte over en konvektionscelle, kan splitte og bevæge sig fra hinanden og danne nye plader, såsom i Afrikas Rift Valley.En eksisterende plade, der drives af konvektionsstrømme nedenfor, kan skubbe ind i en anden plade og bygge bjergområder som Himalaya.

Konvektionsceller findes også i solen.Billeder af solens overflade afslører en granulær struktur, der består af lyse, varme områder omgivet af mørkere, køligere grænser.Hver granulat angiver toppen af en konvektionscelle dannet af plasma, der opvarmes nedenfra og stiger til overfladen, afkøling og spreder sig og falder igen ved grænsen.