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対流セルは、流体が温められ、密度を失い、密度の高い領域に押し込まれるシステムです。サイクルが繰り返され、運動のパターンが形成されます。地球大気中の対流セルは、風の吹き付けの原因であり、他のさまざまな自然現象や人工現象に見られます。
対流の基本
対流は、伝導と放射とともに、熱伝達の3つの方法の1つです。対流は物質の実際の動きを通して起こります。つまり、対流は気体、液体、プラズマでのみ起こり、固体では起こりません。対流の良い例は、熱気球です。バルーン内の空気が加熱されると、それを構成する分子が広がります。これにより、空気量が増加し、密度が低下します。密度の高い物質は、機会があればいつでも密度の低い物質に移行します。バルーン内の暖かい空気は、周囲の大気の冷たい空気によって押し上げられ、バルーンを持ち運びます。
自然対流と強制対流
運動が完全に温かい物質と冷たい物質の密度の違いによるものである場合、自然対流が起こります。強制対流は、ファンやポンプなどの別の力が運動に寄与すると発生します。
対流セル
対流セルを形成するには、熱源が必要です。液体は熱源によって温められ、押し出されます。その後、流体は熱を失い始め、必然的に冷却されます。このより冷たい、より密度の高い物質は、新たに加熱された物質の流れによって、最初の熱源に向かって強制的に戻されます。対流セルと呼ばれる運動形態のシステム。熱源が存在する限り、流体は動き続けます。
大気中の対流セル
対流セルは、大小両方の地球大気で発生します。たとえば、海風は、対流セルの結果である可能性があります。水は土地よりも熱を保持します。これは、太陽が昇ると、地上の空気が水の上の空気よりも早く暖まることを意味します。土地の上に低密度の領域が形成されます。水からのより高密度の空気は、それを置き換えようとし、海風を作り出します。夜には同じことが起こりますが、逆になります。より大きなスケールでは、空気は赤道でのより高い温度によって暖められ、北と南の極に向かって広がり、そこで冷やされます。
その他の対流セル
対流セルは、沸騰したお湯の中でマカロニを上昇および沈下させる役割を果たします。火山からの溶岩噴出に寄与する力の1つは対流です。対流セルは太陽の上でも見つけることができます。