Comportement de Hot Air
Pour comprendre pourquoi l'air chaud se dilate et devient plus frais comme il se lève, il est nécessaire de comprendre certaines des propriétés de l'air. Les scientifiques appellent cette étude de la température de l'air et de l'altitude l'étude des processus adiabatique, et se réfèrent à des changements de température que le chauffage ou le refroidissement adiabatique. Cela signifie que, bien que l'air se déplace, se dilate et devient plus chaud ou plus froid, pas d'énergie est gagné ou perdu à travers ses cycles.
Pensez à une poche de l'air chaud près de la surface de la terre. Cette poche d'air est généralement appelé une «parcelle» par les météorologues, et il peut être réchauffé par le soleil, par la chaleur rayonnante de la terre, ou par la chaleur pris dans des zones spécifiques par les vents ou les marées. Cette énergie thermique est transmise à travers le volume d'air sous forme d'énergie cinétique, ce qui provoque l'ensemble de ses molécules à se déplacer plus rapidement, faire vibrer et rebondissant les uns des autres. L'air plus froid se déplace plus lentement, et depuis ses molécules se bousculent moins, ils peuvent persister à se rapprocher. Les molécules de chaud ne peuvent pas avoir de si près, cependant, et dans leur mouvement rapide, ils font de la parcelle d'air moins dense. Cet air moins dense devient porteur par rapport à son environnement, et se lève.
Air Rising
Maintenant, les molécules de l'air chauffé ont espace pour se déplacer plus librement, et de continuer à le faire tant que la chaleur leur donne l'énergie cinétique supplémentaire. Plus l'air chaud flotte, plus il y est pour ses molécules de se déplacer, et il élargit sans cesse, son énergie poussant hors et vers le haut. Ici, l'air se heurte à un problème d'équilibrage en raison des lois de la thermodynamique. L'énergie de l'ensemble de ses molécules peut être utilisé pour propulser les molécules sur de plus grandes distances pour qu'il puisse se développer plus, ou de l'énergie peut être utilisée pour garder l'air chaud, mais il ne peut pas faire les deux en même temps.
L'énergie de la parcelle est toujours le même, peu importe ce que l'air est en train de faire. Si cette énergie est étendue sur une large zone, il ne peut pas créer de la chaleur en étant concentrée dans un seul endroit. Le plus loin de chacune des molécules se déplace, plus la température de la parcelle deviendra.
Rising Air et Météo Patterns
Cela signifie que dans la fin, l'air ascendant finira par atteindre la même température que tout l'air autour de lui, et cessera d'augmenter. Maintenant, une partie de l'air plus frais plus élevés dans l'atmosphère, il y restera jusqu'à ce que les températures fraîches et les conditions climatiques changeantes déplacent vers le bas, et le processus est répété. Cette hausse et l'expansion de l'air est une partie extrêmement importante de tous les modèles météorologiques, de la formation des ouragans aux saisons sèches et humides des climats alternés. Les scientifiques ont créé des formules qui permettent de prédire la quantité de chaleur de l'air va perdre en fonction de son niveau d'humidité et à quelle hauteur il est à la hausse. Il convient de noter que cet effet de refroidissement ne sont pas les mêmes que le refroidissement naturel de l'air plus élevée dans l'atmosphère, en raison de sa distance par rapport à la surface de la terre.