Τι είναι ένα κύτταρο μεταφοράς;

Η διαδικασία της συναγωγής είναι το κύριο μέσο μεταφοράς θερμότητας μέσα σε ένα ρευστό που εκτίθεται σε μια πηγή θερμότητας. Συνήθως, το ρευστό, το οποίο μπορεί να είναι υγρό ή αέριο, θερμαίνεται από κάτω από μια ζεστή επιφάνεια. η αύξηση της θερμοκρασίας έχει ως αποτέλεσμα τη μείωση της πυκνότητας, με αποτέλεσμα το ρευστό να ανέβει και το ψυχρότερο υγρό να ρέει προς τα μέσα για να το αντικαταστήσει. Καθώς ανεβαίνει, χάνει θερμότητα στο περιβάλλον του, γίνεται πιο πυκνό και βαρύτερο από το υγρό από κάτω. Δεν μπορεί να κατέβει μέσω αυτού του ανερχόμενου υγρού, επομένως απλώνεται οριζόντια πριν πέσει πίσω προς την επιφάνεια και τραβηχτεί προς το σημείο εκκίνησης του από το ανερχόμενο ρευστό. Αυτό το σύστημα είναι γνωστό ως κυψέλη μεταφοράς και είναι ένα χαρακτηριστικό της δυναμικής των ρευστών που μπορεί να παρατηρηθεί σε διάφορες καταστάσεις, από το νερό που θερμαίνεται σε ένα δοχείο έως τις διεργασίες σε πλανητική ή αστρική κλίμακα.

Η ατμόσφαιρα της Γης διαθέτει κυψέλες μεταφοράς σε τεράστια κλίμακα: οι ισημερινές περιοχές δέχονται περισσότερη θερμότητα από τον ήλιο από τους πόλους, με αποτέλεσμα ο θερμός αέρας να ανυψώνεται και στη συνέχεια να ρέει προς μεγαλύτερα γεωγραφικά πλάτη, όπου κατεβαίνει για να ρέει πίσω προς τον ισημερινό, σχηματίζοντας μια τεράστια κυψέλη μεταφοράς εκατέρωθεν. Αυτά είναι γνωστά ως κύτταρα Hadley. Οι υδρατμοί στον ανερχόμενο αέρα συμπυκνώνονται καθώς ο αέρας ψύχεται σε μεγαλύτερα υψόμετρα και μπορούν να σχηματίσουν πανύψηλα σωρευτικά σύννεφα που προκαλούν καταιγίδες. Ο αέρας γενικά κατεβαίνει περίπου 30 μοίρες βόρεια και νότια του ισημερινού, οπότε έχει χάσει το μεγαλύτερο μέρος της υγρασίας του. Ως αποτέλεσμα, αυτές οι περιοχές είναι συνήθως άνυδρες και περιέχουν μερικές από τις μεγάλες ερήμους του κόσμου. Η επακόλουθη κίνηση του αέρα πίσω προς τον ισημερινό είναι υπεύθυνη για τους εμπορικούς ανέμους.

Η θερμότητα από τον πυρήνα της Γης διατηρεί την κυκλοφορία καυτών, ρευστών πετρωμάτων στον άνω μανδύα, σχηματίζοντας κύτταρα μεταφοράς κάτω από τον φλοιό. Η προκύπτουσα κίνηση λιωμένου ή ημι-λιωμένου πετρώματος οδηγεί τη διαδικασία γνωστή ως τεκτονική πλακών που είναι υπεύθυνη για τη διάσπαση του φλοιού σε ηπειρωτικές «πλάκες» που κινούνται η μία σε σχέση με την άλλη. Το φαινόμενο αυτό ευθύνεται για τους σεισμούς και την ηφαιστειακή δραστηριότητα. Οι περιοχές της επιφάνειας της Γης που βρίσκονται ακριβώς πάνω από μια κυψέλη μεταφοράς μπορούν να χωριστούν και να απομακρυνθούν, σχηματίζοντας νέες πλάκες, όπως στην κοιλάδα Rift της Αφρικής. Μια υπάρχουσα πλάκα, που προωθείται από ρεύματα μεταφοράς από κάτω, μπορεί να σπρώξει σε μια άλλη πλάκα, χτίζοντας οροσειρές όπως τα Ιμαλάια.

Τα κύτταρα μεταφοράς υπάρχουν και στον ήλιο. Οι εικόνες της επιφάνειας του ήλιου αποκαλύπτουν μια κοκκώδη δομή που αποτελείται από φωτεινές, ζεστές περιοχές που περιβάλλονται από πιο σκοτεινά, πιο δροσερά όρια. Κάθε κόκκος υποδηλώνει την κορυφή ενός κυττάρου μεταφοράς που σχηματίζεται από πλάσμα που θερμαίνεται από κάτω και ανεβαίνει στην επιφάνεια, ψύχεται στη συνέχεια απλώνεται και κατεβαίνει ξανά στο όριο.