Thermische Konvektion ist ein Vorgang, bei dem Wärme über ein zu erwärmendes Objekt übertragen wird. Dies tritt am häufigsten in Flüssigkeiten und Gasen auf und lässt sich am Beispiel von Luft leicht demonstrieren. Es stellt eine der wichtigsten Arten der Wärmebewegung dar, wobei auch Wärmeleitung und Strahlung gängige Wege zum Wärmetransport sind.
Wissenschaftlich gesehen ist Kälte nicht quantifizierbar; es gibt einfach mehr oder weniger Wärme. Daher geht es bei der thermischen Konvektion nicht nur um die Bewegung von heißen Objekten. Es geht um die Art und Weise, wie die Temperatur als Ganzes versucht, sich selbst zu mäßigen, entweder gegenüber ihrer Umgebung oder gegenüber den Objekten, die ihre Erwärmung verursachen. Die Bewegung von wärmeren und kühleren Gasen und Flüssigkeiten führt konstruktionsbedingt zu einer allgemeinen Mäßigung, obwohl möglicherweise nie ein perfektes Gleichgewicht erreicht wird.
Das Prinzip der thermischen Konvektion kann man leicht erkennen, wenn man die Tür zu einem beheizten Backofen öffnet. Beim Öffnen der Tür schießt sofort ein Schwall heißer Luft aus dem Backofen nach oben. Wenn man am Boden des Ofens eine kleine Flagge anbringen würde, würde die Flagge in Richtung Ofen wehen, wenn kühle Luft einströmt, während die heiße Luft aufsteigt. Wenn diese kühlere Luft erwärmt wird, steigt sie ebenfalls auf.
Die aufsteigende Luft verdrängt die kühlere Luft darüber, zwingt sie oft zur Seite und schließlich nach unten. Diese Luft bleibt auf diesem niedrigeren Niveau, bis sie wieder erhitzt wird und beginnt wieder aufzusteigen. Dieser Wärmeflussprozess wiederholt sich, bis die Wärmequelle neutralisiert ist und die Temperatur im gesamten Bereich konstant ist. Geschieht dies nicht, wird der Prozess auf unbestimmte Zeit fortgesetzt.
Der Vorgang wird auch im Wasser beobachtet und ist nicht immer hilfreich. Kühlt beispielsweise die Oberfläche eines Sees schnell ab, drückt das darunter liegende, wärmere Wasser nach oben. Mit diesem Auftrieb kann tote Materie, wie zum Beispiel Algen, kommen, die auf dem Seegrund langsam zerfallen. Wenn die zerfallende Materie Luft und Sonnenlicht ausgesetzt ist, erhöht sie ihre Zersetzungsrate und könnte dem See Sauerstoff entziehen. Somit ist in diesem Beispiel die thermische Konvektion auf indirekte oder indirekte Weise für einen großen Schaden für ein lebendes Ökosystem verantwortlich.
Trotz des vorherigen Beispiels wird die thermische Konvektion normalerweise als hilfreiches Phänomen angesehen. Die meisten Öfen und Öfen laufen nach Prinzipien, die mit der thermischen Konvektion verbunden sind, wodurch das Leben der meisten Menschen angenehmer wird. Außerdem ist die Temperaturmäßigung in einem Ökosystem oft sehr hilfreich für die Lebensformen, die in dem System leben. Es ist auch eine der wichtigsten treibenden Kräfte des Wetters.