Transferência de calor por condução
A condução é um modo de transferência de calor que ocorre quando duas substâncias, ou partes da mesma substância, em temperaturas diferentes, entram em contato direto uma com a outra. A substância de temperatura mais alta transfere sua energia térmica para a substância de temperatura mais baixa até que ambas as substâncias atinjam a mesma temperatura. No nível molecular, a condução ocorre através da transferência de energia cinética de partículas mais energéticas (na substância de temperatura mais alta) para partículas menos energéticas (na substância de temperatura mais baixa).

A condução desempenha um papel significativo na transferência de calor dentro dos sólidos, onde os átomos ou moléculas estão compactados e podem trocar energia térmica facilmente. Os metais são geralmente bons condutores de calor porque seus átomos são relativamente livres para se mover e transportar calor. Em contraste, os não metais e os gases são maus condutores de calor porque os seus átomos ou moléculas estão mais fracamente ligados e têm menos liberdade de movimento.

Na atmosfera, a condução limita-se principalmente à transferência de calor entre a superfície da Terra e as camadas mais baixas de ar em contato direto com ela. À medida que o sol aquece a superfície da Terra durante o dia, o solo fica mais quente do que o ar imediatamente acima dele. Esta diferença de temperatura cria um fluxo de calor condutivo, onde o calor do solo é transferido para o ar através do contato direto. O ar próximo à superfície sobe devido à sua densidade reduzida, resultando em correntes de convecção.

Transferência de calor por convecção
A convecção é um modo de transferência de calor que ocorre através do movimento de um fluido aquecido (líquido ou gás). Quando um fluido é aquecido, sua densidade diminui, fazendo com que suba. À medida que o fluido menos denso e mais quente sobe, ele é substituído por um fluido mais frio e denso das áreas circundantes. Este ciclo contínuo de subida do fluido aquecido e descida do fluido mais frio cria correntes de convecção.

Na atmosfera, a convecção é o principal mecanismo de transferência de calor da superfície da Terra para as camadas superiores da atmosfera. À medida que a superfície aquece devido à radiação solar, o ar em contacto com ela absorve calor e torna-se menos denso. Este ar quente então sobe, transportando o calor absorvido para altitudes mais elevadas. À medida que o ar quente sobe, ele se expande e esfria, fazendo com que sua densidade aumente. O ar mais frio desce, liberando o calor armazenado para o ambiente circundante.

A circulação contínua de ar quente subindo e ar frio descendo cria correntes de convecção na atmosfera, que desempenham um papel vital na distribuição mais uniforme do calor e na regulação da temperatura da Terra. As correntes de convecção também contribuem para a formação de nuvens, precipitação e outros fenômenos atmosféricos.

Comparação de condução e convecção
Embora tanto a condução como a convecção envolvam a transferência de calor, elas diferem nos seus mecanismos e nos meios através dos quais ocorrem. A condução depende do contato físico direto entre duas substâncias, enquanto a convecção envolve o movimento de um fluido aquecido. A condução é mais eficaz na transferência de calor dentro de sólidos, enquanto a convecção é mais eficiente na transferência de calor dentro de fluidos (líquidos e gases).

Na atmosfera, a condução desempenha um papel menor na transferência de calor, principalmente perto da superfície da Terra. A convecção, por outro lado, é o modo dominante de transferência de calor na atmosfera, responsável pela circulação de ar quente e ar frio, pelos fenômenos climáticos e pela regulação geral da temperatura da Terra.