संवहन कोशिका

Altocumulus cloud as seen from the Space Shuttle. आल्टोक्यूम्यलस बादल संवहनी गतिविधि द्वारा बनते हैं।

फ़ाइल:रेले-Bénard convection pattern in honey wine with cinnamon floating on top after 10 days of fermentation.jpg|thumb|10 दिनों के किण्वन के बाद 6-गैलन बाल्टी घास का मैदान , जिसके ऊपर दालचीनी तैर रही हो। संवहन यीस्ट द्वारा CO2 छोड़ने के कारण होता है।

द्रव गतिकी में, संवहन कोशिका वह घटना है जो तब घटित होती है जब तरल या गैस के शरीर के भीतर घनत्व अंतर मौजूद होता है। इन घनत्व अंतरों के परिणामस्वरूप संवहन धाराएँ बढ़ती और/या गिरती हैं, जो संवहन कोशिका की प्रमुख विशेषताएँ हैं। जब किसी तरल पदार्थ की मात्रा को गर्म किया जाता है, तो यह फैलता है और कम सघन हो जाता है और इस प्रकार आसपास के तरल पदार्थ की तुलना में अधिक उत्प्लावनशील हो जाता है। तरल पदार्थ का ठंडा, सघन भाग गर्म, कम-घने तरल पदार्थ के नीचे जम जाता है, और इससे गर्म तरल पदार्थ ऊपर उठ जाता है। इस तरह की गति को संवहन कहा जाता है, और तरल पदार्थ के गतिशील शरीर को संवहन कोशिका कहा जाता है। इस विशेष प्रकार का संवहन, जहां द्रव की एक क्षैतिज परत को नीचे से गर्म किया जाता है, रेले-बेनार्ड संवहन के रूप में जाना जाता है। संवहन के लिए आमतौर पर गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र की आवश्यकता होती है, लेकिन सूक्ष्मगुरुत्वाकर्षण प्रयोगों में, गुरुत्वाकर्षण प्रभाव के बिना थर्मल संवहन देखा गया है।^[1] तरल पदार्थों को उन सामग्रियों के रूप में सामान्यीकृत किया जाता है जो द्रव गतिशीलता की संपत्ति प्रदर्शित करते हैं; हालाँकि, यह व्यवहार तरल पदार्थों के लिए अद्वितीय नहीं है। द्रव गुण गैसों और यहां तक कि कणीय ठोस पदार्थों (जैसे रेत, बजरी और चट्टान के खिसकने के दौरान बड़ी वस्तुओं) में भी देखे जा सकते हैं।

एक संवहन कोशिका अपनी ऊर्जा की रिहाई और परिवहन के साथ बादलों के निर्माण में सबसे उल्लेखनीय है। जैसे ही हवा जमीन के साथ चलती है तो यह गर्मी को अवशोषित करती है, घनत्व खो देती है और वायुमंडल में ऊपर चली जाती है। जब इसे वायुमंडल में धकेला जाता है, जिसमें हवा का दबाव कम होता है, तो इसमें कम ऊंचाई पर उतना तरल पदार्थ नहीं हो सकता है, इसलिए यह अपनी नम हवा छोड़ता है, जिससे बारिश होती है। इस प्रक्रिया में गर्म हवा को ठंडा किया जाता है; यह घनत्व प्राप्त करता है और पृथ्वी की ओर गिरता है और कोशिका चक्र को दोहराती है।

संवहन कोशिकाएँ किसी भी तरल पदार्थ में बन सकती हैं, जिसमें पृथ्वी का वायुमंडल (जहाँ उन्हें हेडली कोशिकाएँ कहा जाता है), उबलता पानी, सूप (जहाँ कोशिकाओं को उनके द्वारा ले जाने वाले कणों द्वारा पहचाना जा सकता है, जैसे चावल के दाने), महासागर, या सूर्य की सतह. संवहन कोशिकाओं का आकार काफी हद तक द्रव के गुणों से निर्धारित होता है। संवहन कोशिकाएँ तब भी उत्पन्न हो सकती हैं जब किसी तरल पदार्थ का ताप एक समान हो।

प्रक्रिया

तरल पदार्थ का एक बढ़ता हुआ पिंड आम तौर पर तब अपनी गर्मी खो देता है जब उसे ठंडी सतह का सामना करना पड़ता है, जब वह सीधे विनिमय के माध्यम से ठंडे तरल के साथ गर्मी का आदान-प्रदान करता है, या पृथ्वी के वायुमंडल के उदाहरण में, जब वह गर्मी विकीर्ण करता है। कुछ बिंदु पर, द्रव अपने नीचे के तरल पदार्थ से अधिक सघन हो जाता है, जो अभी भी बढ़ रहा है। चूँकि यह बढ़ते तरल पदार्थ के माध्यम से नीचे नहीं उतर सकता, इसलिए यह एक तरफ चला जाता है। कुछ दूरी पर, इसका नीचे की ओर जाने वाला बल इसके नीचे बढ़ते बल पर हावी हो जाता है, और तरल पदार्थ नीचे की ओर आना शुरू हो जाता है। जैसे ही यह नीचे आता है, यह सतह के संपर्क या चालकता के माध्यम से फिर से गर्म हो जाता है और चक्र दोहराता है।

पृथ्वी के क्षोभमंडल के भीतर

आंधी

तूफानी जीवन के चरण।

गर्म हवा का घनत्व ठंडी हवा की तुलना में कम होता है, इसलिए गर्म हवा ठंडी हवा के भीतर ऊपर उठती है,^[2] गर्म हवा के गुब्बारे के समान.^[3] बादल तब बनते हैं जब अपेक्षाकृत गर्म हवा नमी लेकर ठंडी हवा के भीतर ऊपर उठती है। जैसे ही नम हवा ऊपर उठती है, वह ठंडी हो जाती है, जिससे हवा के बढ़ते पैकेट में कुछ जलवाष्प संघनन में बदल जाती है।^[4] जब नमी संघनित होती है, तो यह ऊर्जा छोड़ती है जिसे वाष्पीकरण की गुप्त ऊष्मा के रूप में जाना जाता है, जो हवा के बढ़ते पैकेट को उसके आसपास की हवा की तुलना में कम ठंडा करने की अनुमति देती है,^[5] बादल का चढ़ना जारी है। यदि वायुमंडल में पर्याप्त संवहनीय उपलब्ध संभावित ऊर्जा मौजूद है, तो क्यूम्यलोनिम्बस के निर्माण के लिए यह प्रक्रिया काफी समय तक जारी रहेगी, जो बिजली और गड़गड़ाहट का समर्थन करती है। आम तौर पर, तूफान के निर्माण के लिए तीन स्थितियों की आवश्यकता होती है: नमी, एक अस्थिर वायु द्रव्यमान, और एक उठाने वाली शक्ति (गर्मी)।

सभी तूफान, प्रकार की परवाह किए बिना, तीन चरणों से गुजरते हैं: एक 'विकासशील चरण', एक 'परिपक्व चरण', और एक 'विघटनकारी चरण'।^[6] औसत आंधी तूफान है 24 km (15 mi) व्यास.^[7] वायुमंडल में मौजूद स्थितियों के आधार पर, इन तीन चरणों को पूरा करने में औसतन 30 मिनट का समय लगता है।^[8]

रुद्धोष्म प्रक्रियाएँ

उतरती हवा के संपीड़न के कारण होने वाली गर्मी चिनूक हवा (जैसा कि इसे पश्चिमी उत्तरी अमेरिका में जाना जाता है) या फोहेन हवा | फोहन (आल्प्स में) जैसी शीतकालीन घटनाओं के लिए जिम्मेदार है। File:Granulation Quiet Sun SST 25May2017.webm

सूर्य के भीतर

सूर्य का प्रकाशमंडल ग्रैन्यूल (सौर भौतिकी) नामक संवहन कोशिकाओं से बना है, जो औसतन लगभग 1,000 किलोमीटर व्यास वाले अत्यधिक गर्म (5,800 डिग्री सेल्सियस) प्लाज्मा (भौतिकी) के बढ़ते स्तंभ हैं। कणिकाओं के बीच की संकीर्ण जगहों में ऊपर और नीचे उतरते समय प्लाज्मा ठंडा हो जाता है।

संदर्भ

↑ Yu. A.Gaponenko and V. E. Zakhvataev,Nonboussinesq Thermal Convection in Microgravity under Nonuniform Heating
↑ Albert Irvin Frye (1913). Civil engineers' pocket book: a reference-book for engineers, contractors. D. Van Nostrand Company. p. 462. Retrieved 2009-08-31.
↑ Yikne Deng (2005). Ancient Chinese Inventions. Chinese International Press. pp. 112–13. ISBN 978-7-5085-0837-5. Retrieved 2009-06-18.
↑ FMI (2007). "Fog And Stratus – Meteorological Physical Background". Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik. Retrieved 2009-02-07.
↑ Chris C. Mooney (2007). Storm world: hurricanes, politics, and the battle over global warming. Houghton Mifflin Harcourt. p. 20. ISBN 978-0-15-101287-9. Retrieved 2009-08-31.
↑ Michael H. Mogil (2007). चरम मौसम. New York: Black Dog & Leventhal Publisher. pp. 210–211. ISBN 978-1-57912-743-5.
↑ Peter Folger (10 April 2011). संयुक्त राज्य अमेरिका में भयंकर तूफान और बवंडर. DIANE Publishing. p. 16. ISBN 978-1-4379-8754-6.
↑ National Severe Storms Laboratory (2006-10-15). "A Severe Weather Primer: Questions and Answers about Thunderstorms". National Oceanic and Atmospheric Administration. Archived from the original on 2009-08-25. Retrieved 2009-09-01.

बाहरी संबंध

Mountainnature.com — Chinook Archived 2014-02-14 at the Wayback Machine

[1] Yu. A.Gaponenko and V. E. Zakhvataev,Nonboussinesq Thermal Convection in Microgravity under Nonuniform Heating

[2] Albert Irvin Frye (1913). Civil engineers' pocket book: a reference-book for engineers, contractors. D. Van Nostrand Company. p. 462. Retrieved 2009-08-31.

[3] Yikne Deng (2005). Ancient Chinese Inventions. Chinese International Press. pp. 112–13. ISBN 978-7-5085-0837-5. Retrieved 2009-06-18.

[4] FMI (2007). "Fog And Stratus – Meteorological Physical Background". Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik. Retrieved 2009-02-07.

[5] Chris C. Mooney (2007). Storm world: hurricanes, politics, and the battle over global warming. Houghton Mifflin Harcourt. p. 20. ISBN 978-0-15-101287-9. Retrieved 2009-08-31.

[Extreme_Weather-6] Michael H. Mogil (2007). चरम मौसम. New York: Black Dog & Leventhal Publisher. pp. 210–211. ISBN 978-1-57912-743-5.

[Folger2011-7] Peter Folger (10 April 2011). संयुक्त राज्य अमेरिका में भयंकर तूफान और बवंडर. DIANE Publishing. p. 16. ISBN 978-1-4379-8754-6.

[tsbasics-8] National Severe Storms Laboratory (2006-10-15). "A Severe Weather Primer: Questions and Answers about Thunderstorms". National Oceanic and Atmospheric Administration. Archived from the original on 2009-08-25. Retrieved 2009-09-01.

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