กระแสการพาความร้อนคืออะไร?

เนื้อหา

• TL; DR (ยาวเกินไปไม่ได้อ่าน)
• การพาความร้อนทำงานอย่างไร
• การพามหาสมุทร
• การพาความร้อนในอากาศ
• การพาความร้อนในโลก

กระแสพาความร้อนถ่ายโอนความร้อนจากที่หนึ่งไปอีกที่หนึ่งโดยการเคลื่อนที่ของของเหลวเช่นน้ำอากาศหรือหินหลอมเหลว ฟังก์ชั่นการถ่ายเทความร้อนของกระแสพาความร้อนจะขับเคลื่อนกระแสมหาสมุทรของโลกสภาพอากาศในชั้นบรรยากาศและธรณีวิทยา การพาความร้อนนั้นแตกต่างจากการนำซึ่งเป็นการถ่ายเทความร้อนระหว่างสารที่สัมผัสกันโดยตรง

TL; DR (ยาวเกินไปไม่ได้อ่าน)

กระแสน้ำขึ้นอยู่กับการหมุนเวียนของอากาศคงที่น้ำและสารอื่น ๆ เพื่อกระจายความร้อน ยกตัวอย่างเช่นเมื่ออากาศร้อนขึ้นมันจะดึงอากาศเย็นเข้ามาแทนที่ - ซึ่งสามารถทำให้ร้อนเพิ่มขึ้นและดึงอากาศเย็นขึ้น

การพาความร้อนทำงานอย่างไร

กระแสพาความร้อนเกิดขึ้นเนื่องจากของเหลวที่ร้อนขึ้นจะขยายตัวและมีความหนาแน่นน้อยลง ของเหลวอุ่นที่มีความหนาแน่นน้อยจะอยู่ห่างจากแหล่งความร้อน เมื่อมันเพิ่มขึ้นมันจะดึงของเหลวที่เย็นกว่าลงเพื่อแทนที่ ของเหลวนี้จะถูกทำให้ร้อนขึ้นและดึงของเหลวที่เย็นกว่าออกมา วัฏจักรนี้สร้างกระแสเวียนที่หยุดเฉพาะเมื่อความร้อนกระจายทั่วทั้งของเหลว ตัวอย่างเช่นหม้อน้ำร้อนจะทำให้อากาศรอบ ๆ มันร้อนทันที อากาศลอยขึ้นสู่เพดานดึงอากาศเย็นลงจากเพดานเข้าสู่หม้อน้ำเพื่อให้ความร้อน กระบวนการนี้ทำซ้ำจนกระทั่งอากาศในห้องร้อนอย่างสม่ำเสมอ

การพามหาสมุทร

การพาความร้อนทำให้กระแสน้ำในกัลฟ์สตรีมและกระแสน้ำอื่น ๆ ที่ไหลผ่านและผสมน้ำในมหาสมุทรของโลก น้ำขั้วโลกเย็นถูกดึงลงมาจากละติจูดที่สูงขึ้นและจมลงสู่ก้นมหาสมุทรดึงลงสู่เส้นศูนย์สูตรเนื่องจากน้ำที่เบาและอุ่นกว่าจะขึ้นสู่พื้นผิวมหาสมุทร น้ำอุ่นจะถูกดึงขึ้นไปทางเหนือเพื่อแทนที่น้ำเย็นที่ถูกดึงลงไปทางใต้ กระบวนการนี้กระจายความร้อนและสารอาหารที่ละลายได้ทั่วโลก

การพาความร้อนในอากาศ

การพาความร้อนจะทำให้เกิดการไหลเวียนของอากาศในชั้นบรรยากาศของโลก ดวงอาทิตย์ทำให้อากาศร้อนใกล้กับเส้นศูนย์สูตรของโลกซึ่งจะมีความหนาแน่นน้อยกว่าและสูงขึ้น เมื่อมันเพิ่มขึ้นมันจะเย็นตัวลงและมีความหนาแน่นน้อยกว่าอากาศรอบ ๆ มันกระจายออกและลงสู่เส้นศูนย์สูตรอีกครั้ง เซลล์ที่เคลื่อนไหวเหล่านี้อย่างต่อเนื่องของอากาศที่อบอุ่นและเย็นหรือที่รู้จักกันในนาม Hadley Cells จะขับเคลื่อนการไหลเวียนของอากาศอย่างต่อเนื่องที่พื้นผิวโลกที่เราเรียกว่าลม กระแสพาความร้อนในบรรยากาศก็เป็นสิ่งที่ทำให้เมฆอยู่สูงขึ้นไป

การพาความร้อนในโลก

นักธรณีวิทยาเชื่อว่าหินหลอมเหลวที่อยู่ลึกลงไปในโลกนั้นไหลเวียนตามกระแสการพาความร้อน หินอยู่ในสถานะกึ่งของเหลวและควรทำตัวเหมือนของเหลวอื่น ๆ ที่เพิ่มขึ้นจากด้านล่างของแมนเทิลหลังจากร้อนขึ้นและหนาแน่นน้อยลงจากความร้อนของแกนกลางของโลก เมื่อหินสูญเสียความร้อนไปในเปลือกโลกมันจะเย็นลงและหนาแน่นขึ้นและจมกลับลงสู่แกนกลาง เซลล์หมุนเวียนอย่างต่อเนื่องของหินร้อนและเย็นที่หลอมละลายนี้มีความคิดว่าจะช่วยให้ความร้อนแก่พื้นผิว นักธรณีวิทยาบางคนเชื่อว่ากระแสพาความร้อนภายในโลกเป็นสาเหตุของภูเขาไฟแผ่นดินไหวและการเคลื่อนตัวของทวีป