Hva er konveksjonsstrømmer?

Konveksjonsstrømmer overfører varme fra ett sted til et annet ved massebevegelse av en væske som vann, luft eller smeltet bergart. Varmeoverføringsfunksjonen til konveksjonsstrømmer driver jordens havstrømmer, atmosfæriske vær og geologi. Konveksjon er forskjellig fra ledning, som er en overføring av varme mellom stoffer i direkte kontakt med hverandre.

TL; DR (for lang; Leste ikke)

Konveksjonsstrømmer er avhengige av den konstante sykliske bevegelsen av luft, vann og andre stoffer for å distribuere varme. Når oppvarmet luft stiger, trekker den for eksempel kjøligere luft på plass - der den kan varmes opp, stige og trekke inn mer kjølig luft.

Konveksjonsstrømmer dannes fordi en oppvarmet væske utvides og blir mindre tett. Den mindre tette oppvarmede væsken stiger bort fra varmekilden. Når den stiger, trekker den kjøligere væske ned for å erstatte den. Denne væsken blir igjen oppvarmet, stiger og trekker ned mer kjølig væske. Denne syklusen etablerer en sirkulær strøm som bare stopper når varmen fordeles jevnt i væsken. For eksempel varmer en varm radiator luften umiddelbart rundt den. Luften stiger mot taket og trekker kjøligere luft ned fra taket inn i radiatoren som skal varmes opp. Denne prosessen gjentas til luften i rommet blir jevnt oppvarmet.

Konveksjon driver Golfstrømmen og andre strømmer som snur og blander vannene i verdenshavene. Kaldt polarvann trekkes ned fra høyere breddegrader og synker til havbunnen, trekkes ned mot ekvator når lettere, varmere vann stiger til havoverflaten. Det varmere vannet trekkes nordover for å erstatte det kalde vannet som er trukket sørover. Denne prosessen distribuerer varme og oppløselige næringsstoffer over hele verden.

Konveksjon driver sirkulasjonen av luft i jordens atmosfære. Solen varmer opp luften nær jordens ekvator, som blir mindre tett og stiger oppover. Når den stiger, avkjøles den og blir mindre tett enn luften rundt den, sprer seg ut og faller ned mot ekvator igjen. Disse stadig bevegelige cellene med varm og kald luft, kjent som Hadley-celler, driver den kontinuerlige sirkulasjonen av luft ved jordoverflaten som vi kaller vind. Atmosfæriske konveksjonsstrømmer er også det som holder skyene høyt.

Geologer tror den smeltede steinen dypt inne i jorden sirkulerer av konveksjonsstrømmer. Bergarten er i halvflytende tilstand og skal oppføre seg som enhver annen væske, og stiger opp fra bunnen av kappen etter å ha blitt varmere og mindre tett fra varmen fra jordens kjerne. Når berget mister varmen i jordskorpen, blir det relativt kjøligere og tettere, og synker ned til kjernen. Disse cellene i stadig sirkulasjon av varmere og kjøligere smeltet stein antas å bidra til å varme opp overflaten. Noen geologer mener at konveksjonsstrømmer i jorden er en medvirkende årsak til vulkaner, jordskjelv og kontinentaldrift.