Energie wird zwischen der Erdoberfläche und der Atmosphäre auf verschiedene Arten übertragen, einschließlich Strahlung, Leitung und Konvektion.
Kredit: NOAA NWS
Die Leitung ist eine der drei Hauptarten, wie sich Wärmeenergie von Ort zu Ort bewegt. Die anderen beiden Arten, wie sich Wärme bewegt, sind Strahlung und Konvektion. Leitung ist der Prozess, bei dem Wärmeenergie durch Kollisionen zwischen benachbarten Atomen oder Molekülen übertragen wird., Die Leitung erfolgt leichter in Feststoffen und Flüssigkeiten, wo die Partikel näher beieinander liegen, als in Gasen, wo Partikel weiter voneinander entfernt sind. Die Rate der Energieübertragung durch Leitung ist höher, wenn zwischen den Substanzen, die in Kontakt sind, ein großer Temperaturunterschied besteht.
Denken Sie an eine Bratpfanne über einem offenen Lagerofen. Die Hitze des Feuers lässt Moleküle in der Pfanne schneller vibrieren und macht sie heißer. Diese vibrierenden Moleküle kollidieren mit ihren benachbarten Molekülen, wodurch sie auch schneller vibrieren., Wenn diese Moleküle kollidieren, wird Wärmeenergie über die Leitung auf den Rest der Pfanne übertragen. Wenn Sie jemals den Metallgriff einer heißen Pfanne ohne Topfhalter berührt haben, haben Sie Erfahrung aus erster Hand mit Wärmeleitung!
Einige Feststoffe wie Metalle sind gute Wärmeleiter. Es überrascht nicht, dass viele Töpfe und Pfannen isolierte Griffe haben. Luft (ein Gemisch aus Gasen) und Wasser sind schlechte Wärmeleiter. Sie werden Isolatoren genannt.,
Leitung in der Atmosphäre
Leitung, Strahlung und Konvektion spielen eine Rolle bei der Bewegung von Wärme zwischen Erdoberfläche und Atmosphäre. Da Luft ein schlechter Leiter ist, erfolgt die meiste Energieübertragung durch Leitung direkt in der Nähe der Erdoberfläche. Die Leitung beeinflusst direkt die Lufttemperatur nur wenige Zentimeter in die Atmosphäre.
Tagsüber erwärmt Sonnenlicht den Boden, was wiederum die Luft direkt darüber über die Leitung erwärmt. Nachts kühlt sich der Boden ab und die Wärme strömt von der wärmeren Luft direkt über die Leitung zum kühleren Boden.,
An klaren, sonnigen Tagen mit wenig oder keinem Wind kann die Lufttemperatur in Bodennähe viel höher sein als nur einen kurzen Weg darüber. Obwohl Sonnenlicht die Oberfläche erwärmt, ist der Wärmefluss von der Oberfläche zur Luft oben durch die schlechte Leitfähigkeit der Luft begrenzt. Eine Reihe von Thermometern, die in verschiedenen Höhen über dem Boden montiert sind, würde zeigen, dass die Lufttemperatur mit der Höhe schnell abfällt.