Существуют ли повсюду в атмосфере конвективные движения, подобные тем, что наблюдаются в облаках?

Я слышал, что в облаках происходят мощные конвективные движения, которые ответственны за увеличение размера капель воды или кристаллов льда. Мой вопрос: появляются ли такие же движения вне облаков? Или, другими словами: что такого особенного в облаке, что заставляет его вмещать эти конвективные движения? Не мог ли теплый и сухой воздух создавать эти движения?

Если мой вопрос не ясен, не стесняйтесь спрашивать меня о деталях.

Обновление: Другой способ сформулировать вопрос: Отличаются ли конвективные движения в облаках от тех, которые не в облаках?

Название вопроса, но не основная часть вопроса, по-видимому, спрашивает, существуют ли области без конвективной активности. Ответ на это - да. Наиболее очевидно, что это стратосфера (название которой подразумевает начало), но также и всякий раз, когда градиент температуры с высотой ниже адиабатического градиента, конвективная активность будет затухать, поскольку она энергетически невыгодна.
Возможно, я не правильно задал свой вопрос. Я хотел спросить о различиях между конвективными движениями в облаках и вне облаков. Так, например, если у нас есть 2 зоны с температурными градиентами выше адиабатического градиента, в одной из которых есть большое облако, а в другой нет, то будут ли конвективные движения в этих 2 зонах разными из-за наличия -VS-отсутствие облаков? Ответ @ user1631, кажется, предполагает, что конвективное движение в зоне С облаками может быть сильнее из-за энергии, выделяемой при конденсации воды. Что вы думаете?
Только что подумал о другом: возможно ли, чтобы в облаке не было конвективной активности?

Ответы (3)

В общем, да, восходящие потоки также возникают в теплом сухом воздухе в результате нагревания земли, что вызывает гидростатическую неустойчивость в атмосфере. По мере того, как восходящие потоки поднимаются выше, они охлаждаются адиабатически и могут, если они поднимаются достаточно высоко и если в воздухе достаточно влаги, охлаждаться достаточно, чтобы конденсировать водяной пар и образовывать облака. Однако в совершенно ясные дни также могут быть очень сильные термические восходящие потоки. Можно довольно точно предсказать, будут ли образовываться облака и на какой высоте, на основе профилей температуры в зависимости от высоты, полученных с помощью метеорологического зонда, а также измерений точки росы и прогнозируемых высоких температур у земли.

Конденсация водяного пара, если она происходит, высвобождает скрытую теплоту, которая может усилить восходящий поток. В крайних случаях это приводит к грозам.

Означает ли это, что там, где есть облако, есть принудительное конвективное движение?
Я бы не сказал, что облака всегда связаны с конвективным движением. Однако обычно таковыми являются определенные типы облаков, такие как кучевые или кучево-дождевые.

Скажем иначе, хотя @user1631 правильный:

В атмосфере существуют конвективные движения из-за неравномерного поглощения тепла и выделения энергии через излучение из-за наземных образований (океан, суша, горы, пустыня), высоты, широты, сил Кориолиса, атмосферных приливов и т. д. Обычно воздух будет двигаться от от горячего к холодному, образуя области высокого и низкого давления, которые медленно перемещаются с запада на восток (Кориолис).

Если влажность и точка росы правильные, облака образуются на больших высотах. Облака изменяют плотность воздуха и общие свойства испускания и поглощения излучения и могут создавать более сильные конвективные течения вплоть до циклонов в системе обратной связи.

Итак, ответ таков: существуют конвективные движения атмосферы, даже сильные (например, песчаные бури) без облаков, но облака усиливают своими свойствами и конвекционные эффекты.

Не могли бы вы привести примеры свойств облаков, которые могут усиливать конвекцию?
Конденсация в капли приводит к выделению тепла, которое усиливает восходящие потоки ветра. См. Atmos-chem-phys-discuss.net/10/24015/2010/… для модели, использующей это.

Водяной пар внутри облаков конденсируется в капли, которые падают сквозь облако. Если у облака достаточно восходящих потоков, то капля или кристалл, если они достаточно холодные, будут подниматься сквозь облако, набирая большую массу, прежде чем, наконец, оно станет слишком тяжелым, и восходящего потока больше не будет достаточно, чтобы предотвратить его выпадение из облака. В крайних случаях это может привести к образованию градин размером с теннисный мяч. Этот вид феномена обычно связан с экстремальной погодой.

В целом вы видите черновики, которые являются более умеренными. Например, пилоты-планеристы используют сквозняки в атмосфере, чтобы увеличить подъемную силу своих самолетов. Как правило, они связаны с географическими особенностями, такими как скалы и хребты, или различными моделями землепользования, которые вызывают нагревание воздуха у земли из-за разных цветов и т. д.