Περιγράψτε τη μέθοδο με την οποία η ενέργεια μεταφέρεται από επιφάνεια σε αέρα πάνω από αυτήν;
1. Αγωγιμότητα: Αυτή είναι η μεταφορά θερμότητας μέσω άμεσης επαφής μεταξύ των μορίων. Καθώς η επιφάνεια θερμαίνεται, τα μόρια της δονείται ταχύτερα, μεταφέροντας ενέργεια στα μόρια αέρα σε άμεση επαφή. Αυτό είναι πιο αποτελεσματικό για τη μεταφορά θερμότητας στα κάτω στρώματα του αέρα, αλλά η επιρροή του μειώνεται γρήγορα με το ύψος.
2. Μεταφορά: Αυτό περιλαμβάνει την κίνηση θερμαινόμενων υγρών (στην περίπτωση αυτή, αέρα) από το ένα μέρος στο άλλο. Καθώς η επιφάνεια θερμαίνεται, ο αέρας δίπλα σε αυτήν θερμαίνεται και επεκτείνεται, καθιστώντας λιγότερο πυκνό. Αυτός ο θερμότερος, λιγότερο πυκνός αέρας αυξάνεται, ενώ είναι πιο δροσερός, πυκνότερος αέρας από πάνω νεροχύτες για να τον αντικαταστήσει, δημιουργώντας έναν κύκλο ανερχόμενης και βύθισης αέρα που ονομάζεται ρεύματα μεταφοράς. Αυτή είναι μια πολύ πιο αποτελεσματική διαδικασία από την αγωγιμότητα για τη μεταφορά θερμότητας προς τα πάνω, ειδικά σε μεγαλύτερες αποστάσεις.
3. Ακτινοβολία: Όλα τα αντικείμενα εκπέμπουν ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία, με την ένταση και το μήκος κύματος της ακτινοβολίας ανάλογα με τη θερμοκρασία του αντικειμένου. Ο ήλιος, που είναι πολύ ζεστός, εκπέμπει ως επί το πλείστον ορατό φως και ακτινοβολία κοντά στην υπέρυθρη ακτινοβολία. Η γη, που είναι πολύ πιο δροσερή, εκπέμπει κυρίως υπέρυθρη ακτινοβολία. Η επιφάνεια απορροφά την ηλιακή ακτινοβολία και την εκπέμπει ως υπέρυθρη ακτινοβολία, η οποία στη συνέχεια απορροφάται από τον αέρα πάνω. Αυτή η διαδικασία είναι ιδιαίτερα σημαντική τη νύχτα όταν η επιφάνεια κρυώνει.
Παράγοντες που επηρεάζουν τη μεταφορά ενέργειας:
* Τύπος επιφάνειας: Οι διαφορετικές επιφάνειες έχουν διαφορετικές ικανότητες για να απορροφήσουν και να επαναλάβουν την ακτινοβολία. Για παράδειγμα, οι σκοτεινές επιφάνειες απορροφούν περισσότερη ηλιακή ακτινοβολία από τις φωτεινές επιφάνειες και οι επιφάνειες νερού απορροφούν περισσότερη θερμότητα από τις επιφάνειες της γης.
* ταχύτητα ανέμου: Ο άνεμος μπορεί να ενισχύσει τη μεταφορά θερμότητας με μεταφορά, καθώς αναμιγνύει τον θερμότερο αέρα από χαμηλότερα επίπεδα με ψυχρότερο αέρα από υψηλότερα επίπεδα.
* κάλυμμα σύννεφων: Τα σύννεφα μπορούν να αντικατοπτρίζουν την εισερχόμενη ηλιακή ακτινοβολία, μειώνοντας την ποσότητα ενέργειας που φθάνει στην επιφάνεια. Μπορούν επίσης να παγιδεύσουν την εξερχόμενη υπέρυθρη ακτινοβολία, διατηρώντας την επιφάνεια θερμότερη.
* Θερμοκρασία και υγρασία του αέρα: Αυτοί οι παράγοντες επηρεάζουν την πυκνότητα του αέρα και την ικανότητά του να απορροφά και να διατηρεί τη θερμότητα.
Αυτοί οι τρεις μηχανισμοί συνεργάζονται για να μεταφέρουν ενέργεια από την επιφάνεια στον αέρα πάνω από αυτό, διαδραματίζοντας καθοριστικό ρόλο στον προσδιορισμό των προτύπων θερμοκρασίας και καιρικών συνθηκών της ατμόσφαιρας μας.
