分離と熱気の上昇:
1。密度の差: 熱気は冷たい空気よりも密度が低いです。これは、熱気中の分子がより速く移動して広がり、より大きな量を占めるためです。
2。浮力: 熱気は密度が低いため、浮力と呼ばれる上向きの力が発生し、上向きになります。熱気で満たされた風船を考えてください。周囲の空気よりも軽いために上昇します。
3。対流: 熱気のこの上向きの動きは、対流電流を作成します 。 熱気が上昇すると、冷却されます。その後、冷たい空気が密度が高くなり、循環的な流れが生じます。
なぜそれが常に上昇する傾向があるのか:
* 重力と圧力: 地球の重力はすべてを中心に向かって引っ張ります。高温層の上の空気は(その密度により)より多くの重量を持ち、密度の低い熱気を押し下げ、その上向きの動きにさらに寄与します。
* 安定性: 大気はしばしばその安定性の観点から説明されます。 不安定な状態(熱気が冷たい空気の下にある場合など)は、空気の上昇につながります。この不安定性は対流を促進します。
例:
ストーブの上に水の鍋を想像してみてください。底の水が熱くなると、膨張し、密度が低くなり、上昇します。 上部の冷たい水が沈んでそれを交換し、ポット全体に熱を分配する対流電流を作成します。
大気では、この同じプロセスが次のようにつながります。
* 雷雨: 熱くて湿った湿った空気が凝縮して雲を形成し、最終的に降水します。
* Sea Breezes: 日中、土地は海よりも速く熱くなり、陸上の空気が上昇し、海からの涼しい風になります。
* グローバルな気象パターン: 対流は、世界中の空気の大規模な循環において主要な役割を果たします。
重要な注意: 一般的な傾向は熱気が上昇することですが、例外があります。 たとえば、非常に安定した雰囲気では、熱気の層が冷たい空気の層の下に閉じ込められる可能性があります。ただし、浮力と密度の違いの原理は常に基本的なままです。