Convección atmosférica: definición, corrientes y células

Convección

¿Qué tienen en común una lámpara de lava y un globo aerostático? Si estás pensando que ambos tienen algo que ver con el calor, estás en el camino correcto. Las lámparas de lava y los globos de aire caliente son posibles gracias a un principio científico simple llamado convección . La convección hace que los líquidos y gases más calientes se eleven, mientras que los líquidos y gases más fríos se hunden. Es por eso que esos globos brillantes en su lámpara de lava se elevan cuando la bombilla de abajo los calienta. En los globos de aire caliente, el fuego se usa para calentar el aire dentro del globo. Ese aire caliente luego se eleva, elevando el globo y sus pasajeros hacia el cielo.

Globo aerostático

Lámpara de lava

Si bien las lámparas de lava y los globos aerostáticos son geniales, la convección hace mucho más que eso. La convección se puede observar en el viento, tormentas eléctricas, corrientes oceánicas, el sol, debajo de la corteza terrestre, ¡e incluso en un plato de sopa caliente! Eso es mucha convección, pero por ahora veremos cómo funciona la convección en nuestra atmósfera a través de la convección atmosférica .

Cómo se generan las corrientes de convección

Parece que para que ocurra la convección solo necesitamos un par de cosas: un gas o líquido y algo de calor. Nuestra atmósfera, el aire que respiramos, está formado por mucho gas. Ahora todo lo que se necesita es calor. Aquí es donde entra el sol. A medida que los rayos del sol atraviesan la atmósfera, los gases atmosféricos se calientan y se vuelven menos densos. El cambio de densidad hace que el aire se eleve hacia arriba al igual que el globo de aire caliente mencionado anteriormente. A medida que ese aire cálido se eleva hacia la atmósfera, se enfría y se vuelve más denso, y finalmente se hunde de nuevo.

Corriente de conveccion

El sol es responsable de calentar la atmósfera y provocar corrientes de convección, pero algunos lugares de la Tierra reciben más energía del sol que otros. Por ejemplo, las selvas tropicales alrededor del ecuador son mucho más calientes que los polos norte o sur. Eso es porque el ecuador recibe más energía solar directa que los polos. Esta diferencia en la energía térmica crea tres grandes corrientes de convección en la atmósfera terrestre conocidas como células de convección .

Células de convección en la atmósfera terrestre

Para hablar sobre las células de convección en la atmósfera de la Tierra, refresquemos nuestra comprensión de la latitud. Las líneas de latitud son líneas paralelas imaginarias en la Tierra que miden en grados qué tan al norte o qué tan al sur está un determinado lugar del ecuador. El número de grados aumenta a medida que se aleja del ecuador y siempre se marcará con una N para el norte o una S para el sur.

Cuando hablamos de células de convección, debemos entender que el aire puede viajar al norte o al sur desde el ecuador. Sin embargo, para nuestras explicaciones a continuación, imaginemos que el aire viaja hacia el norte.

1. Comencemos por donde la Tierra recibe más calor del sol: el ecuador (latitud 0o ). A medida que el sol calienta la atmósfera en el ecuador, el aire se eleva. A medida que esos gases cálidos se dirigen hacia el norte, continúan subiendo más alto en la atmósfera y comienzan a enfriarse. Después de viajar más de 2,000 millas, el aire se enfría lo suficiente como para hundirse hacia el suelo. Esto ocurre alrededor de los 30 o N. ¡Es como viajar de Brasil a Florida! Este aire luego viaja de regreso al ecuador para calentarse nuevamente creando una celda de convección. Esta celda de convección se llama celda de Hadley .
2. La segunda celda de convección ocurre cuando el aire frío viaja hacia el norte desde los 30 o N. Una vez que alcanza la latitud de 60 o N, se ha calentado lo suficiente como para elevarse nuevamente. Este aire se eleva y regresa al sur de regreso a 30 ° N cuando se enfría en lo alto de la atmósfera. El aire que completa este ciclo crea una celda de convección llamada celda de Ferrel .
3. El tercer y último tipo de celda de convección ocurre cuando el aire caliente de la latitud 60 ° N se eleva y viaja hacia el norte hacia el polo. Una vez que este aire alcanza la latitud de 90 ° N, se ha enfriado lo suficiente como para hundirse y viajar de regreso al sur para calentarse una vez más. Esta celda de convección es una celda polar . Tenga en cuenta que si el aire viajara hacia el sur, las células polares se encontrarían cerca del polo sur.
   

   Celdas de convección atmosférica

Resumen de la lección

Recuerde que la convección ocurre cuando un líquido o gas se calienta y se eleva. Se crea una corriente de convección a medida que los líquidos o gases que se calientan se calientan y suben y luego se enfrían y disminuyen. Este proceso puede repetirse para siempre como un ciclo siempre que se produzca el calentamiento y el enfriamiento.

Las corrientes de convección se crean en la atmósfera de la Tierra a medida que el sol calienta los gases y hace que se eleven. Estos gases se enfrían a medida que se elevan hacia la atmósfera y viajan hacia el suelo para calentarse nuevamente.

Dado que el sol calienta la Tierra más en algunos lugares que en otros, hay tres celdas de convección . Estas células se conocen como células de Hadley , Ferrel y polares y se encuentran tanto al norte como al sur del ecuador. Todo este movimiento de gases en la atmósfera crea viento. Así que la próxima vez que sienta una brisa en su cara o navegue a través de los océanos, asegúrese de agradecer a la convección por hacerlo posible.

Rodrigo Ricardo Editor y fundador