Kondensasi adalah perubahan dalam kombinasi zat dari gas ke cair atau padat. Tetapi apakah kondensasi di dalam mastaba planet ini?

Pada setiap titik waktu, atmosfer Bumi mengandung lebih dari 13 miliar ton uap air. Angka ini hampir konstan, karena kerugian akibat curah hujan pada akhirnya terus menerus dikompensasi oleh penguapan.

Laju sirkulasi kelembaban di atmosfer

Laju sirkulasi kelembaban di atmosfer diperkirakan mencapai angka kolosal - sekitar 16 juta ton per detik atau 505 miliar ton per tahun. Jika semua uap air di atmosfer telah mengembun dan mengendap, maka air ini bisa menutupi seluruh permukaan bola bumi dengan lapisan sekitar 2,5 sentimeter, dengan kata lain, atmosfer mengandung jumlah uap air yang setara dengan hanya 2,5 sentimeter hujan.

Berapa lama molekul uap di atmosfer?

Karena di Bumi rata-rata 92 sentimeter jatuh per tahun, oleh karena itu, kelembaban di atmosfer diperbarui 36 kali, yaitu 36 kali atmosfer jenuh dengan kelembaban dan terbebas dari itu. Ini berarti bahwa molekul uap air tetap berada di atmosfer selama rata-rata 10 hari.

Jalur molekul air

Setelah diuapkan, molekul uap air biasanya melayang ratusan dan ribuan kilometer, sampai mengembun dan jatuh ke bumi dengan presipitasi. Air yang jatuh dalam bentuk hujan, salju atau hujan es di ketinggian Eropa Barat, mencakup sekitar 3.000 km dari Atlantik Utara. Antara konversi air cair menjadi uap dan presipitasi di Bumi, beberapa proses fisik terjadi.

Dari permukaan hangat Atlantik, molekul-molekul air jatuh ke udara lembab yang hangat, yang kemudian naik di atas yang lebih dingin (lebih padat) dan udara kering di sekitarnya.

Jika pencampuran turbulen kuat dari massa udara diamati, maka lapisan pencampuran dan awan akan muncul di atmosfer pada batas dua massa udara. Sekitar 5% dari volumenya adalah uap air. Udara jenuh dengan uap selalu lebih ringan, pertama, karena dipanaskan dan berasal dari permukaan yang hangat, dan kedua, karena 1 meter kubik uap bersih sekitar 2/5 lebih ringan dari 1 meter kubik udara kering bersih pada suhu yang sama dan tekanan. Oleh karena itu udara lembab lebih ringan daripada kering, dan lebih hangat dan lembab. Seperti yang akan kita lihat nanti, ini adalah fakta yang sangat penting untuk proses perubahan cuaca.

Pergerakan massa udara

Udara dapat naik karena dua alasan: entah karena menjadi lebih mudah sebagai akibat pemanasan dan pelembapan, atau karena ditindaklanjuti oleh kekuatan yang membuatnya naik di atas rintangan tertentu, misalnya, pada massa udara yang lebih dingin dan lebih padat atau di atas bukit dan gunung.

Pendinginan

Udara yang naik, sekali berlapis-lapis dengan tekanan atmosfer yang lebih rendah, terpaksa mengembang dan masih dingin. Perluasan membutuhkan pengeluaran energi kinetik, yang diambil dari energi termal dan potensial udara atmosfer, dan proses ini pasti mengarah pada penurunan suhu. Laju pendinginan dari bagian udara yang meningkat sering berubah jika bagian ini dicampur dengan udara di sekitarnya.

Gradiasi adiabatik kering

Udara kering, di mana tidak ada kondensasi atau penguapan, serta pencampuran, yang tidak menerima energi dalam bentuk lain, didinginkan atau dipanaskan dengan nilai konstan (sebesar 1 ° C setiap 100 meter) saat naik atau turun. Nilai ini disebut gradien adiabatik kering. Tetapi jika massa udara meningkat lembab dan terjadi kondensasi di dalamnya, maka panas laten kondensasi dilepaskan dan suhu udara jenuh dengan uap turun jauh lebih lambat.

Gradiasi adiabatik basah

Besarnya perubahan suhu ini disebut gradien adiabatik basah. Ini tidak konstan, tetapi berubah dengan perubahan dalam jumlah panas laten yang dilepaskan, dengan kata lain, itu tergantung pada jumlah uap yang terkondensasi. Jumlah uap tergantung pada seberapa banyak suhu udara turun. Di lapisan bawah atmosfer, di mana udaranya hangat dan kelembabannya tinggi, gradien adiabatik basah sedikit lebih dari setengah gradien adiabatik kering. Tetapi gradien adiabatik basah secara bertahap meningkat dengan ketinggian dan pada ketinggian yang sangat tinggi di troposfer hampir sama dengan gradien adiabatik kering.

Daya apung udara yang bergerak ditentukan oleh rasio antara suhunya dan suhu udara di sekitarnya. Sebagai aturan, dalam suasana nyata, suhu udara turun tidak sama dengan ketinggian (perubahan ini disebut hanya gradien).

Jika massa udara lebih hangat dan karenanya kurang padat dari udara di sekitarnya (dan kadar air konstan), maka ia naik seperti bola anak-anak yang direndam dalam tangki. Dan sebaliknya, ketika udara yang bergerak lebih dingin dari sekitarnya, densitasnya lebih tinggi dan turun.Jika udara memiliki suhu yang sama dengan massa tetangga, maka kepadatannya sama dan massa tetap diam atau hanya bergerak bersama dengan udara di sekitarnya.

Dengan demikian, dua proses hadir di atmosfer, salah satunya berkontribusi pada pengembangan gerakan udara vertikal, dan yang lainnya memperlambatnya.