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对流的原理

时间:2022-01-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:大气中的贝纳尔对流地面将大气下层的广大区间进行均等加热,导致上下层温差增大时,会发生像生物细胞一样的规则对流。这种对流称为贝纳尔对流。开放细胞型对流中,上升气流发生于细胞外侧,从上面看,形成蜂窝状的云。一般认为,当上下温差较大时,发生开放细胞型贝纳尔对流;当上下温差较小时,发生封闭细胞型贝纳尔对流。时常可以在气象卫星云图上观测到贝纳尔对流的现象。
对流的原理_图解科普知识系列

将空气或水加热,就会发生对流。

空气的对流

温度差导致气体及液体的流动

观察盛在碗里的豆酱汤,可以看到豆酱的颗粒动个不停,水面上无色透明的部分和褐色的部分形成各种图案。如果液体中存在温度差,为了让液体的温度变得均一,液体内部就会发生流动,这种现象就称之为对流。

在日本有些浴缸有加热的功能。如果在加热过程中进入浴缸,常常会发现水温上面热下面冷。这是因为在对流过程中,较热的液体相对较轻,上浮到表面;较冷的液体相对较重,下沉到底部所致。

除了液体,气体也会发生对流。和液体一样,相对较轻的热空气会向上升,较重的冷空气则会向下降。也就是说,包裹着我们的大气也会发生对流。大气的对流现象会形成云,并带来天气变化。在地球上,对流现象比较活跃的是地表以上约10km的部分,这部分就是对流层

大气中的贝纳尔对流

地面将大气下层的广大区间进行均等加热,导致上下层温差增大时,会发生像生物细胞一样的规则对流。这种对流称为贝纳尔对流。

贝纳尔对流分为开放细胞型和封闭细胞型两种。开放细胞型对流中,上升气流发生于细胞外侧,从上面看,形成蜂窝状的云。相反,封闭细胞型对流中,上升气流发生于细胞的中心,从上面看,颗粒状的云散布其间。一般认为,当上下温差较大时,发生开放细胞型贝纳尔对流;当上下温差较小时,发生封闭细胞型贝纳尔对流。时常可以在气象卫星云图上观测到贝纳尔对流的现象。

开放细胞型和封闭细胞型

(原始图片由日本气象厅提供,著者进行修饰)

贝纳尔对流(开放细胞型)

贝纳尔对流(封闭细胞型)

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