Comportamento di aria calda
Per capire perché l'aria calda si espande e diventa più fresco che sale, è necessario comprendere alcune delle proprietà dell'aria. Gli scienziati chiamano questo studio di temperatura dell'aria e l'altitudine lo studio dei processi adiabatici e si riferiscono a variazioni di temperatura come il riscaldamento o il raffreddamento adiabatico. Ciò significa che, anche se l'aria si muove, si espande e diventa più calda o più fredda, nessuna energia è guadagnata o perso nel corso dei suoi cicli.
Pensare a una tasca di aria calda vicino la superficie della terra. Questa sacca d'aria è di solito chiamato un "pacco" dai meteorologi, e può essere riscaldata dal sole, dal calore che si irradia dalla terra o dal calore catturato in aree specifiche da venti e maree. Questa energia termica viene trasmessa attraverso la particella d'aria come energia cinetica, causando tutte le molecole di muoversi più velocemente, vibrante e rimbalzare fuori di ogni altro. Dispositivo di raffreddamento aria si muove più lentamente, e poiché le sue molecole jostle vicenda meno, essi possono indugiare più vicino insieme. Le molecole di caldo non possono avere tali ravvicinati, tuttavia e nel loro rapido movimento fanno la particella d'aria meno denso. Questa aria meno densa diventa vivace rispetto al suo ambiente e aumenti.
Aria ascendente
Ora le molecole dell'aria riscaldata che hanno spazio per muoversi più liberamente e continuano a farlo fino a quando il calore dà loro energia cinetica supplementare. Più è alto l'aria calda galleggia, più spazio c'è per le molecole di muoversi, e così si espande continuamente, spingendolo fuori ed aumenti la sua energia. Qui l'aria viene eseguito in un problema di bilanciamento a causa delle leggi della termodinamica. L'energia da tutte le sue molecole può essere utilizzata per spingere le molecole fuori a distanze maggiori, quindi si può espandere più, o l'energia può essere utilizzata per mantenere l'aria calda, ma non può fare entrambi allo stesso tempo.
L'energia della particella è sempre lo stesso, non importa che cosa fa l'aria. Se questa energia è stesa su una vasta area, non è possibile creare calore di essere concentrati in un unico punto. Il più lontano da entrambi le molecole si muove, più bassa la temperatura del pacco diventerà.
Aria ascendente e modelli meteorologici
Ciò significa che alla fine, l'aria ascendente alla fine raggiungerà la stessa temperatura come tutta l'aria intorno ad esso e cesserà a salire. Ora parte dell'aria più fresca e più alto nell'atmosfera, rimarrà lì fino a quando le basse temperature e condizioni climatiche mutevoli spostare indietro verso il basso, e il processo viene ripetuto. Questo aumento ed espansione dell'aria è una parte estremamente importante di tutti i modelli del tempo, la formazione degli uragani per le stagioni secche e umide di climi che si alternano. Gli scienziati hanno creato le formule che consentono di stimare quanto calore l'aria perderà basato sul suo livello di umidità e quanto in alto è in aumento. Si noti che questo effetto di raffreddamento non è lo stesso come il raffreddamento naturale dell'aria superiore nell'atmosfera, a causa della sua distanza dalla superficie della terra.