Hva er en konveksjonscelle?

Konveksjonsprosessen er det viktigste virkemidlet for varmeoverføring i en væske som blir utsatt for en varmekilde.Vanligvis blir væsken, som kan være en væske eller en gass, oppvarmet nedenfra av en varm overflate;Økningen i temperaturen resulterer i en reduksjon i tetthet, noe som får væsken til å stige og kjøligere væske til å strømme innover for å erstatte den.Når den stiger, mister den varmen til omgivelsene, blir tettere og tyngre enn væsken nedenfor.Den kan ikke gå ned gjennom denne stigende væsken, så den sprer seg horisontalt før den faller tilbake mot overflaten og blir trukket mot utgangspunktet av det stigende væsken.Dette systemet er kjent som en konveksjonscelle og er et trekk ved væskedynamikk som kan observeres i en rekke situasjoner, fra vann som varmes opp i en gryte til prosesser i en planetarisk eller stjerneskala.

Jordens atmosfære har konveksjonscellerI stor skala: De ekvatoriale regionene får mer varme fra solen enn polene, noe som får varm luft til å stige og strømme mot høyere breddegrader, der den går ned for å strømme tilbake mot ekvator, og danner en enorm konveksjonscelle på hver side.Disse er kjent som Hadley -celler.Vanndamp i stigende luft kondenserer når luften avkjøles i større høyder og kan danne ruvende kumulonimbusskyer som produserer tordenvær.Luften synker vanligvis omtrent 30 grader nord og sør for ekvator, da den har mistet mesteparten av fuktigheten;Som et resultat er disse regionene vanligvis tørre og inneholder noen av verdens store ørkener.Den påfølgende bevegelsen av luft tilbake mot ekvator er ansvarlig for handelsvindene.

Varmen fra jordens kjerne opprettholder sirkulasjonen av varm, flytende berg i den øvre mantelen, og danner konveksjonsceller under skorpen.Den resulterende bevegelsen av smeltet eller semi-smeltet berg driver prosessen kjent som platetektonikk som er ansvarlig for å dele opp skorpen i kontinentale "plater" som beveger seg i forhold til hverandre.Dette fenomenet er ansvarlig for jordskjelv og vulkansk aktivitet.Områder av jordens overflate som sitter rett over en konveksjonscelle kan dele seg og bevege seg fra hverandre, og danner nye plater, for eksempel i Afrikas Rift Valley.En eksisterende plate, drevet av konveksjonsstrømmer nedenfor, kan skyve inn i en annen plate og bygge fjellkjeder som Himalaya.

Konveksjonsceller eksisterer også i solen.Bilder av solens overflate avslører en granulær struktur bestående av lyse, varme områder omgitt av mørkere, kjøligere grenser.Hver granulat indikerer toppen av en konveksjonscelle dannet av plasma som blir oppvarmet nedenfra og stiger til overflaten, avkjøling og sprer seg ut og synker igjen ved grensen.