Kondensering er en endring i kombinasjonen av et stoff fra gassformig til flytende eller fast stoff. Men hva er kondens i planetens mastaba?
På hvert tidspunkt inneholder jordens atmosfæriske planet over 13 milliarder tonn fuktighet. Dette tallet er nesten konstant, siden tap på grunn av nedbør til slutt kompenseres kontinuerlig med fordampning.
Fuktighetssirkulasjonshastigheten i atmosfæren
Frekvensen for fuktighet i atmosfæren er estimert til et kolossalt tall - omtrent 16 millioner tonn per sekund eller 505 milliarder tonn per år. Hvis all vanndampen i atmosfæren hadde kondensert og falt ut, kunne dette vannet dekke hele overflaten av kloden med et lag på omtrent 2,5 centimeter, med andre ord, atmosfæren inneholder en mengde fuktighet som tilsvarer bare 2,5 centimeter regn.
Hvor lenge er et dampmolekyl i atmosfæren?
Siden på Jorden i gjennomsnitt faller 92 centimeter per år, blir fuktighet i atmosfæren derfor oppdatert 36 ganger, det vil si 36 ganger atmosfæren er mettet med fuktighet og frigjort fra den. Dette betyr at vanndampmolekylet forblir i atmosfæren i gjennomsnitt i 10 dager.
Vannmolekylbane
Når den er fordampet, driver vanndampmolekylet vanligvis hundre og tusenvis av kilometer, til det kondenserer og faller til jorden med nedbør. Vann som faller i form av regn, snø eller hagl på høydene i Vest-Europa, dekker omtrent 3000 km fra Nord-Atlanteren. Mellom omdannelsen av flytende vann til damp og nedbøren på jorden foregår flere fysiske prosesser.
Fra den varme overflaten av Atlanterhavet faller vannmolekyler i den varme fuktige luften, som deretter stiger over kaldere (tettere) og tørrere luft som omgir den.
Hvis man observerer sterk turbulent blanding av luftmassene, vil et lag med blanding og skyer vises i atmosfæren ved grensen til de to luftmassene. Cirka 5% av volumet er fuktighet. Luft mettet med damp er alltid lettere, for det første fordi den er oppvarmet og kommer fra en varm overflate, og for det andre fordi 1 kubikkmeter ren damp er omtrent 2/5 lettere enn 1 kubikkmeter ren, tørr luft ved samme temperatur og press. Det følger at fuktig luft er lettere enn tørr, og varm og fuktig enda mer. Som vi vil se senere, er dette et veldig viktig faktum for værforandringsprosesser.
Bevegelse av luftmasse
Luft kan stige av to grunner: enten fordi den blir lettere som et resultat av oppvarming og fuktighet, eller fordi den blir utøvd av krefter som får den til å heve seg over visse hindringer, for eksempel over masser av kaldere og tettere luft eller over åser og fjell.
Kjøling
Stigende luft, en gang i lag med lavere atmosfæretrykk, tvinges til å ekspandere og fortsatt avkjøle. Ekspansjon krever utgifter til kinetisk energi, som er hentet fra den termiske og potensielle energien i atmosfærisk luft, og denne prosessen fører uunngåelig til en nedgang i temperaturen. Kjølehastigheten til en stigende del av luften endres ofte hvis denne delen blandes med omgivelsesluften.
Tørr adiabatisk gradient
Tørr luft, hvor det ikke er kondens eller fordampning, samt blanding, som ikke mottar energi i en annen form, blir avkjølt eller oppvarmet til en konstant verdi (ved 1 ° C hver 100 meter) når den stiger eller faller. Denne verdien kalles den tørre adiabatiske gradienten. Men hvis den stigende luftmassen er våt og det oppstår kondens i den, blir den latente kondensasjonsvarmen frigjort og temperaturen i luften mettet med damp synker mye saktere.
Våt adiabatisk gradient
Denne størrelsen på temperaturendringen kalles den våte adiabatiske gradienten. Det er ikke konstant, men endres med en endring i mengden latent varme som frigjøres, med andre ord, det avhenger av mengden kondensert damp. Mengden damp avhenger av hvor mye lufttemperaturen synker. I de nedre lagene i atmosfæren, der luften er varm og fuktigheten er høy, er den våte adiabatiske gradienten litt mer enn halvparten av den tørre adiabatiske gradienten. Men den våte adiabatiske gradienten øker gradvis med høyden og i en veldig høy høyde i troposfæren er nesten lik den tørre adiabatiske gradienten.
Oppdriften av bevegelig luft bestemmes av forholdet mellom dens temperatur og temperaturen på den omgivende luften. Som regel, i en ekte atmosfære, faller lufttemperaturen ujevnt med høyden (denne endringen kalles ganske enkelt en gradient).
Hvis luftmassen er varmere og derfor mindre tett enn den omkringliggende luften (og fuktighetsinnholdet er konstant), stiger den opp som et barns ball nedsenket i en tank. Og omvendt, når den bevegelige luften er kaldere enn omgivelsene, er dens densitet høyere og den synker.Hvis luften har samme temperatur som nabomassene, er dens tetthet lik, og massen forblir stasjonær eller beveger seg bare sammen med den omgivende luften.
Dermed er to prosesser til stede i atmosfæren, hvorav den ene bidrar til utviklingen av vertikal luftbevegelse, og den andre bremser den.