Тепловой столб (или термический столб ) — это поднимающаяся масса плавучего воздуха, конвективного течения в атмосфере, передающего тепловую энергию вертикально. [1] Термики создаются в результате неравномерного нагрева поверхности Земли от солнечного излучения и являются примером конвекции , в частности атмосферной конвекции .
Солнце нагревает землю, которая, в свою очередь, нагревает воздух непосредственно над ней . [2] Теплый воздух у поверхности расширяется, становясь менее плотным , чем окружающий воздух. Более легкий воздух поднимается и охлаждается за счет расширения при более низком давлении на больших высотах. Он перестает подниматься, когда охлаждается до той же температуры и, следовательно, плотности, что и окружающий воздух.
С термиком связан нисходящий поток, окружающий термальный столб. Движение вниз снаружи вызвано вытеснением более холодного воздуха в верхней части термического потока.
На размер и силу термиков влияют свойства нижних слоев атмосферы ( тропосферы ). Когда воздух холодный, пузыри теплого воздуха образуются из-за того, что земля нагревает воздух над ней, и могут подниматься, как воздушный шар. Воздух тогда называют нестабильным, так как он пригоден для образования термиков. Если выше находится теплый слой воздуха, инверсия может предотвратить подъем термиков высоко, и воздух считается стабильным, поскольку зрелые термики не могут образовываться.
Термики часто обозначаются наличием видимых изолированных кучевых облаков в верхней части термика. Кучевые облака образуются восходящим воздухом в термике по мере его подъема и охлаждения, пока водяной пар в воздухе не начинает конденсироваться в видимые капли. При устойчивом ветре термики и соответствующие им кучевые облака могут выстраиваться в ряды, ориентированные по направлению ветра, которые пилоты парящих и планеристов иногда называют « облачными улицами » .
Конденсирующаяся вода высвобождает скрытую тепловую энергию, позволяя воздуху подниматься выше. Очень нестабильный воздух может достигать уровня свободной конвекции (СКС), поднимаясь на большую высоту, конденсируя большое количество воды и образуя конвективные облака, вызывающие ливни или даже грозы. Последние опасны для любого самолета, пролетающего через них или поблизости.
Термики являются одним из многих источников подъемной силы , используемых парящими птицами и планерами для взлета .
Термические потоки наблюдаются и в других частях Солнечной системы. На Марсе , например, термики часто наблюдаются в виде пылевых вихрей , несущих пыль вместо водяного пара. Термики также наблюдаются на Солнце , обычно образуя шестиугольные конвективные призмы ( ячейки Бенара ).