Yoğuşma, bir maddenin gazdan sıvıya veya katıya kombinasyonundaki bir değişikliktir. Peki gezegenin mastabasında yoğuşma nedir?
Zamanın her noktasında, Dünya’nın atmosferik gezegeni 13 milyar tondan fazla nem içeriyor. Bu rakam neredeyse sabittir, çünkü yağıştan kaynaklanan kayıplar sonuçta sürekli olarak buharlaşma ile telafi edilir.
Atmosferdeki nemin dolaşım oranı
Atmosferdeki nem sirkülasyon hızının muazzam bir rakam olduğu tahmin edilmektedir - saniyede yaklaşık 16 milyon ton veya yılda 505 milyar ton. Atmosferdeki tüm su buharı yoğunlaşmış ve çökmüş olsaydı, bu su dünyanın tüm yüzeyini yaklaşık 2.5 santimetre bir tabaka ile kaplayabilir, başka bir deyişle, atmosfer sadece 2.5 santimetreye eşit miktarda nem içerir.
Atmosferdeki bir buhar molekülü ne kadardır?
Dünya'da yılda ortalama 92 santimetre düştüğünden, atmosferdeki nem 36 kez güncellenir, yani atmosfer 36 kez nemle doyurulur ve ondan arındırılır. Bu, su buharı molekülünün ortalama 10 gün boyunca atmosferde kaldığı anlamına gelir.
Su molekül yolu
Buharlaştıktan sonra, su buharı molekülü yoğunlaşana ve Dünya'ya yağışla düşene kadar yüzlerce ve binlerce kilometre sürüklenir. Batı Avrupa'nın tepelerinde yağmur, kar veya dolu şeklinde düşen su, Kuzey Atlantik'ten yaklaşık 3.000 km kapsar. Sıvı suyun buhara dönüşmesi ile Dünya'daki yağış arasında birkaç fiziksel işlem gerçekleşir.
Atlantik'in ılık yüzeyinden, su molekülleri ılık nemli havaya düşer ve daha sonra onu daha soğuk (daha yoğun) ve onu çevreleyen daha kuru havanın üzerine çıkar.
Hava kütlelerinin güçlü türbülanslı karışımı gözlenirse, atmosferde iki hava kütlesinin sınırındaki bir karıştırma ve bulutlar tabakası ortaya çıkacaktır. Hacimlerinin yaklaşık% 5'i nemdir. Buharla doymuş hava her zaman daha hafiftir, çünkü ısıtılır ve sıcak bir yüzeyden gelir ve ikincisi, 1 metreküp temiz buhar aynı sıcaklıkta 1 metreküp temiz kuru havadan yaklaşık 2/5 daha hafiftir ve basınç. Nemli havanın kurudan daha hafif, daha sıcak ve nemli olduğu görülür. Daha sonra göreceğimiz gibi, hava değişim süreçleri için bu çok önemli bir gerçektir.
Hava kütle hareketi
Hava iki nedenden dolayı yükselebilir: ya ısıtma ve nemlendirmenin bir sonucu olarak daha kolay hale gelir, ya da örneğin daha soğuk ve yoğun hava kütleleri üzerinde ya da tepeler ve dağlar üzerinde belirli engellerin üzerine çıkmasına neden olan kuvvetler tarafından harekete geçirildiği için.
Soğutma
Yükselen hava, bir kez daha düşük atmosfer basıncına sahip katmanlar halinde genişlemeye ve hala soğumaya zorlanır. Genişleme, atmosferik havanın termal ve potansiyel enerjisinden alınan kinetik enerjinin harcanmasını gerektirir ve bu işlem kaçınılmaz olarak sıcaklıkta bir azalmaya yol açar. Havanın yükselen kısmının soğutma hızı, bu kısım çevredeki hava ile karıştırıldığında sıklıkla değişir.
Kuru adyabatik gradyan
Başka bir formda enerji almayan yoğuşma veya buharlaşma bulunmayan kuru hava ve ayrıca karıştırma, başka bir formda enerji almaz, yükselir veya düştükçe sabit bir değere (100 metrede 1 ° C kadar) soğutulur veya ısıtılır. Bu değere kuru adyabatik gradyan denir. Ancak yükselen hava kütlesi nemliyse ve içinde yoğunlaşma meydana gelirse, gizli yoğuşma ısısı serbest kalır ve buharla doymuş havanın sıcaklığı çok daha yavaş düşer.
Islak adyabatik gradyan
Sıcaklık değişiminin bu büyüklüğüne ıslak adyabatik gradyan denir. Sabit değildir, ancak salınan gizli ısı miktarındaki değişiklikle değişir, başka bir deyişle, yoğunlaştırılmış buhar miktarına bağlıdır. Buhar miktarı hava sıcaklığının ne kadar düştüğüne bağlıdır. Havanın ılık ve nemin yüksek olduğu alt atmosferde, ıslak adyabatik gradyan kuru adyabatik gradyanın yarısından biraz daha fazladır. Ancak ıslak adyabatik gradyan yavaş yavaş yükseklikle büyür ve troposferde çok yüksek bir rakımda neredeyse kuru adyabatik gradyana eşittir.
Hareketli havanın kaldırma kuvveti, sıcaklığı ile çevredeki havanın sıcaklığı arasındaki oranla belirlenir. Kural olarak, gerçek bir atmosferde, hava sıcaklığı yükseklikle eşit olmayan bir şekilde düşer (bu değişikliğe basitçe gradyan denir).
Hava kütlesi daha sıcak ve bu nedenle çevreleyen havadan daha az yoğunsa (ve nem içeriği sabitse), bir depoya daldırılmış bir çocuğun topu gibi yükselir. Ve tersi, hareketli hava çevreden daha soğuk olduğunda, yoğunluğu daha yüksektir ve düşer.Hava komşu kütlelerle aynı sıcaklığa sahipse, yoğunlukları eşittir ve kütle sabit kalır veya sadece çevredeki hava ile birlikte hareket eder.
Böylece, atmosferde biri dikey hava hareketinin gelişimine katkıda bulunan ve diğeri yavaşlatan iki süreç mevcuttur.