הדפסה העברת חום

לפני שנצלול למושגים בתחום המטאורולגיה לטייסים, כדאי להיזכר בעובדות בסיסיות כמו צורות העברת חום. ישנם למעשה ארבע דרכים להעביר חום ממקום אחד לאחר.

1. קרינה.
2. הובלה.
3. זרימה אנכית (קונווקציה).
4. ערבול.


קרינה

כל גוף פולטי אנרגיה או קרינה בצורה של גלים אלקטרומגנטיים. באופן כללי וגס ניתן לומר שבדרך זו הגוף מפזר קרינה שווה לכל הכוונים ברדיוס שווה. עצמת הקרינה תלויה בגודל הגוף המפזר ובטמפרטורה שלו. ככל שהגוף גדול יותר וחם יותר, כך הוא יפלוט יותר קרינת חום. זו שיטה מאוד לא יעילה להעברת חום ממקום אחד לאחר ולכן החום מגיע למרחקים קצרים בלבד באופן יחסי לפוטנציאל. עם זאת, השמש לדוגמא מעבירה אלינו קרינה סולרית בדרך של קרינה. אך זה מצליח רק בגלל הגודל העצום של השמש והטמפרטורה הגבוהות מאוד השוררות בה.

קרינה סולרית

חלק מהחום שנקלט על ידי כדור הארץ כתוצאה מהקרינה הסולרית נפלט בחזרה ליקום וחלק איננו חוזר. לרכיב החום שכביכול נבלע בכדור הארץ קוראים מאזן הקרינה. בשעות היום בדרך מאזן הקרינה הוא חיובי, זאת אומרת כדור הארץ מקבל יותר חום מכפי שהוא מחזיר. לעומת זאת בלילה האדמה פולטת את החום שספגה ואז אנו אומרים שמאזן הקרינה הוא שלילי כיון שכדור הארץ פולט יותר חום מכפי שהוא מקבל בלילה.

למעשה רק פחות ממחצית כמות הקרינה הנפלטת על ידי השמש מגיעה לכדור הארץ. חלק נבלע על ידי השכבות השונות באטמוספירה כולל אדי המים הקיימים בה.

קרינת אדמה

גם האדמה פולטת חום לכוון החלל אך ההשפעה השלילית על מאזן הקרינה מורגש רק בלילה כי אז יש רק פליטה של חום ללא קבלת הקרינה של השמש. לקרינה זו של האדמה קוראים קרינת אדמה או קרינת גלים ארוכים (להבדיל מהקרינה בגלים קצרים של השמש). גלי הקרינה של קרינת האדמה הם למעשה כולם בתוך תחום הנקרא אינפרא אדום, ולכן מתייחסים אל קרינת האדמה כאל קרינה אינפרה אדומה. מבחינה מעשית ההבדל העיקרי בין קרינת האדמה לבין קרינת השמש הוא שקרינת השמש היא משהו שאפשר לראות אותו בעין, ואילו הקרינה האינפרא אדומה של האדמה היא משהו שהעין האנושית לא מסוגלת לראות.


הובלת חום

כאן מדובר בהעברת חום דרך חומר מבלי להזיז את החומר עצמו. עולם המדע קורא לכך העברה של אנרגיה קינטית ממולקולה אחת לשניה. אפשר לדמיין שמולקולה אחת מתחממת ואז מתנגשת במולקולה אחרת ומעבירה לה את אנרגית החום ואז המולקולה השניה מתנגשת במולקולה שלישית ומעבירה את החום הלאה וכך עד אינסוף.

זרימה אנכית.

זרימה אנכית משמעה העברת חום על ידי תזוזת מסה. זה קורה כאשר נוזל או גז התחמם ואז נעשה בעל משקל סגולי קטן יותר. כתוצאה מכך הגוש החם מתרומם ומעביר ביחד איתו את החום שנאגר בו. התנועה של גוש האוויר או הנוזל כלפי מעלה יוצרת זרימה אנכית.

ערבול.

יש להבדיל בין ערבול תרמי לבין ערבול עקב חכוך או ערבול מיכני. ערבול תרמי דומה מאוד לזרימה אנכית של אוויר עקב התחממותו וירידת המשקל הסגולי שלו. זה מה שקורה בשכבה דקה הצמודה מאוד לקרקע, ומשתרעת בערך מפני הקרקע ועד לגובה של בערך 600 מטר שזה שווה ערך ל- 2,000 רגל. בתוך שכבה זו תנועת האוויר מושפעת מתוואי הקרקע הכולל גבעות,בנינים, עצים וכיוב' מכשולים שגורמים לזרם האוויר להתערבל. לכן לשכבה זו קוראים "שכבת החיכוך". לפעמים גם קוראים לתופעה זו בספרות המדעית בשם "זרימה אנכית מאולצת".

 

 

 

spacer.png, 0 kB