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“对流”是怎么一回事

发布时间:2020-03-04 14:03来源: 未知

  对流是指流体内部的分子运动,是热传与质传的主要模式之一。热对流(亦称为对流传热)是三种主要热传方式中的其中一种(另外两种分别是热传导与热辐射),通常发生在流体内或流体和容器之间有温度差时,因为温度的差异会使得流体之间密度不同。

  对流 - 简介

“对流”是怎么一回事-图1

  对流是指借由流体的流动而产生的热传导。通常发生在流体内或流体和容器之间有温度差时,因为温度的差异会使得流体之间密度不同。

  另外,不同的盐分密度或者是外力的施与也都是密度不均的起因,也就是都会引起对流。

  对流是三种主要热传导方式中的其中一种,另外两种分别是直接传导与热幅射。在大气中,海洋内,以及行星的地函里,都有对流在发生。

  对流 - 定义

  液相或气相中各部分的相对运动。因浓差或温差引起密度变化而产生的对流称自然对流;由于外力推动(如搅拌)而产生的对流称强制对流。对于电解液来说,溶质将随液相的对流而移动,是电化学中物质传递过程的一种类型。

  流体(气体或液体)通过自身各部分的宏观流动实现热量传递的过程。因流体的热导率很小,通过热传导传递的热量很少,对流是流体的主要传热方式。对流可分为自然对流和强迫对流。流体内的温度梯度会引起密度梯度,若低密度流体在下 ,高密度流体在上, 则将在重力作用下自然对流。冬天室内取暖就是借助于室内空气的自然对流来传热的,大气及海洋中也 存在自然对流 。 靠外来作用使流体循环流动,从而传热的是强迫对流。

  对流 - 大气对流

“对流”是怎么一回事-图2

  大气中的一团空气在热力或动力作用下的垂直上升运动。通过大气对流一方面可以产生大气低层与高层之间的热量、动量和水汽的交换,另一方面对流引起的水汽凝结可能产生降水。热力作用下的大气对流主要是指在层结不稳定的大气中,一团空气的密度小于环境空气的密度,因而它所受的浮力大于重力,则在净的阿基米德浮力作用下形成的上升运动。在夏季经常见到的小范围的、短时的、突发性的和由积雨云形成的降水,常是热力作用下的大气对流所致。动力作用下大气对流主要是指在气流水平辐合或存在地形的条件下所形成的上升运动。在大气中大范围的降水常是锋面及相伴的气流水平辐合抬升作用形成的,而在山脉附近的固定区域产生的降水常是地形强迫抬升所致。一些特殊的地形(如喇叭口状的地形)所形成的大气对流既有地形抬升的作用,也有地形使气流水平辐合的作用。

  一方面热力和动力作用可以形成大气对流,另一方面大气对流又可以影响大气的热力和动力结构,这就是大气对流的反馈作用。在大气所处的热带地区,这种反馈作用尤为重要,大气对流形成的水汽凝结加热常是该地区大范围大气运动的重要能源。

  对流 - 对流层

“对流”是怎么一回事-图3

  位于大气的最低层,集中了约75%的大气质量和90%以上的水气质量。其下界与地面相接,上界高度随地理纬度和季节而变化。在低纬度地区平均高度为17~18千米,在中纬度地区平均为10~12千米,极地平均为8~9千米;夏季高于冬季。

  对流层中,气温随高度升高而降低,平均每上升100米,气温约降低0.65℃。由于受地表影响较大,气象要素(气温、湿度等)的水平分布不均匀。空气有规则的垂直运动和无规则的乱流混合都相当强烈。上下层水气、尘埃、热量发生交换混合。由于90%以上的水气集中在对流层中,所以云、雾、雨、雪等众多天气现象都发生在对流层。

  对流层中从地面到 1~2 千米的一层受地面起伏、干湿、冷暖的影响很大,称为摩擦层(或大气边界层)。摩擦层以上受地面状况影响较小,称为自由大气。对流层与其上的平流层之间存在一过渡层,称为对流层顶,厚度约几百米到2千米 。 对流层顶附近气温随高度升高变 化的幅度发生突变,或随高度增加温度降低幅度变小,或随高度增加温度保持不变,或随高度增加温度略有增高。对垂直运动有很强的阻挡作用。