Convección y clima

Convección es un término que escuchará con bastante frecuencia en meteorología. En el clima, describe el transporte vertical de calor y humedad en la atmósfera, generalmente desde un área más cálida (la superficie) a una más fría (en el aire).

Si bien la palabra "convección" a veces se usa indistintamente con "tormentas eléctricas", recuerde que las tormentas eléctricas son solo un tipo de convección!

De tu cocina al aire

Antes de profundizar en la convección atmosférica, veamos un ejemplo con el que puede estar más familiarizado: una olla de agua hirviendo. Cuando el agua hierve, el agua caliente en el fondo de la olla sube a la superficie, lo que genera burbujas de agua caliente y, a veces, vapor en la superficie. Es lo mismo con la convección en el aire, excepto que el aire (un fluido) reemplaza al agua. 

Pasos para el proceso de convección

El proceso de convección comienza al amanecer y continúa de la siguiente manera:

1. La radiación del sol golpea el suelo, calentándolo. 
2. A medida que la temperatura del suelo se calienta, calienta la capa de aire directamente por encima a través de la conducción (la transferencia de calor de una sustancia a otra).
3. Debido a que las superficies estériles como arena, rocas y pavimento se calientan más rápido que el suelo cubierto por agua o vegetación, el aire en y cerca de la superficie se calienta de manera desigual. Como resultado, algunos bolsillos se calientan más rápido que otros.
4. Los bolsillos de calentamiento más rápidos se vuelven menos densos que el aire más frío que los rodea y comienzan a elevarse. Estas columnas ascendentes o corrientes de aire se denominan "térmicas". A medida que sube el aire, el calor y la humedad se transportan hacia arriba (verticalmente) a la atmósfera. Cuanto más fuerte es el calentamiento de la superficie, más fuerte y más alta en la atmósfera se extiende la convección. (Esta es la razón por la cual la convección es especialmente activa en las calurosas tardes de verano).

Después de que este proceso principal de convección se completa, hay una serie de escenarios que podrían ocurrir, cada uno de los cuales forma un tipo de clima diferente. El término "convectivo" a menudo se agrega a su nombre ya que la convección "salta" comienza su desarrollo.

Nubes convectivas

A medida que continúa la convección, el aire se enfría a medida que alcanza presiones de aire más bajas y puede llegar al punto donde el vapor de agua dentro de él se condensa y forma (¡lo adivinó!) Una nube de cúmulos en su parte superior. Si el aire contiene mucha humedad y está bastante caliente, continuará creciendo verticalmente y se convertirá en un cúmulo elevado o un cumulonimbo.

Las nubes cúmulos, cúmulos elevados, cúmulonimbos y altocúmulos de Castellanus son formas visibles de convección. También son todos ejemplos de convección "húmeda" (convección donde el exceso de vapor de agua en el aire ascendente se condensa para formar una nube). La convección que ocurre sin formación de nubes se llama convección "seca". (Los ejemplos de convección seca incluyen la convección que ocurre en días soleados cuando el aire está seco, o la convección que ocurre temprano en el día antes de que el calentamiento sea lo suficientemente fuerte como para formar nubes).

Precipitación convectiva

Si las nubes convectivas tienen suficientes gotas de nubes, producirán precipitación convectiva. A diferencia de la precipitación no convectiva (que se produce cuando el aire se eleva por la fuerza), la precipitación convectiva requiere inestabilidad o la capacidad de que el aire continúe aumentando por sí solo. Se asocia con rayos, truenos y ráfagas de fuertes lluvias. (Los eventos de precipitación no convectiva tienen tasas de lluvia menos intensas pero duran más y producen una precipitación más constante).

Vientos convectivos

Todo el aire ascendente a través de la convección debe estar equilibrado por una cantidad igual de aire que se hunde en otra parte. A medida que el aire caliente se eleva, el aire de otro lugar fluye para reemplazarlo. Sentimos este movimiento equilibrado del aire como viento. Los ejemplos de vientos convectivos incluyen foehns y brisa marina.

La convección nos mantiene frescos a los habitantes de la superficie

Además de crear los eventos climáticos mencionados anteriormente, la convección tiene otro propósito: elimina el exceso de calor de la superficie de la tierra. Sin ella, se ha calculado que la temperatura promedio del aire en la superficie de la Tierra sería de alrededor de 125 ° F en lugar de la actual 59 ° F habitable.

¿Cuándo se detiene la convección??

Solo cuando la bolsa de aire cálido y ascendente se haya enfriado a la misma temperatura del aire circundante, dejará de elevarse.