การควบแน่นคือการเปลี่ยนแปลงการรวมกันของสารจากก๊าซเป็นของเหลวหรือของแข็ง แต่การควบแน่นใน mastaba ของโลกคืออะไร?
ในแต่ละช่วงเวลาดาวเคราะห์ชั้นบรรยากาศของโลกมีความชื้นมากกว่า 13 พันล้านตัน ตัวเลขนี้เกือบคงที่เนื่องจากการสูญเสียเนื่องจากการตกตะกอนได้รับการชดเชยอย่างต่อเนื่องในที่สุดโดยการระเหย
อัตราการไหลเวียนของความชื้นในบรรยากาศ
อัตราการไหลเวียนของความชื้นในบรรยากาศประมาณว่ามีขนาดมหึมาประมาณ 16 ล้านตันต่อวินาทีหรือ 505 พันล้านตันต่อปี หากไอน้ำทั้งหมดในบรรยากาศควบแน่นและตกตะกอนแล้วน้ำนี้สามารถครอบคลุมทั่วทั้งโลกด้วยชั้นประมาณ 2.5 เซนติเมตรหรืออีกนัยหนึ่งบรรยากาศมีปริมาณความชื้นเท่ากับฝนเพียง 2.5 เซนติเมตร
โมเลกุลไอระเหยในชั้นบรรยากาศนานแค่ไหน?
ตั้งแต่บนโลกมีค่าเฉลี่ย 92 เซนติเมตรตกต่อปีดังนั้นความชื้นในบรรยากาศจึงได้รับการปรับปรุง 36 เท่านั่นคือ 36 เท่าของบรรยากาศที่อิ่มตัวด้วยความชื้นและเป็นอิสระจากมัน ซึ่งหมายความว่าโมเลกุลของไอน้ำอยู่ในชั้นบรรยากาศเป็นเวลา 10 วันโดยเฉลี่ย
เส้นทางโมเลกุลของน้ำ
เมื่อระเหยไปแล้วโมเลกุลของไอน้ำจะลอยไปตามระยะทางหลายร้อยและหลายพันกิโลเมตรจนกระทั่งมันควบแน่นและตกลงสู่พื้นโลกด้วยการตกตะกอน น้ำที่ตกลงมาในรูปของฝนหิมะหรือลูกเห็บบนที่สูงของยุโรปตะวันตกครอบคลุมประมาณ 3,000 กม. จากแอตแลนติกเหนือ ระหว่างการแปลงน้ำของเหลวเป็นไอน้ำและการตกตะกอนบนโลกกระบวนการทางกายภาพหลายอย่างเกิดขึ้น
จากผิวน้ำอุ่นของมหาสมุทรแอตแลนติกโมเลกุลของน้ำจะตกลงไปในอากาศชื้นที่อบอุ่นซึ่งต่อมาก็จะลอยขึ้นเหนืออากาศที่เย็นกว่าและหนาแน่นขึ้น
หากในกรณีนี้มีการปนเปื้อนของมวลอากาศที่รุนแรงอย่างเหนียวแน่นดังนั้นชั้นผสมและเมฆจะปรากฏขึ้นในชั้นบรรยากาศที่ขอบเขตของมวลอากาศทั้งสอง ประมาณ 5% ของปริมาตรคือความชื้น อากาศที่อิ่มตัวด้วยไอน้ำนั้นจะเบากว่าเสมอประการแรกเพราะมันถูกทำให้ร้อนและมาจากพื้นผิวที่อบอุ่นและประการที่สองเพราะไอน้ำสะอาด 1 ลูกบาศก์เมตรนั้นจะเบากว่าอากาศแห้งสะอาดประมาณ 1 ลูกบาศก์เมตรที่ 2/5 ความดัน. ตามมาว่าอากาศชื้นนั้นเบากว่าแห้งและอบอุ่นและชื้นมากขึ้นไปอีก ดังที่เราจะเห็นในภายหลังนี่เป็นข้อเท็จจริงที่สำคัญมากสำหรับกระบวนการเปลี่ยนแปลงสภาพอากาศ
การเคลื่อนที่ของมวลอากาศ
อากาศสามารถเพิ่มขึ้นด้วยเหตุผลสองประการ: เพราะมันจะง่ายขึ้นเนื่องจากความร้อนและความชื้นหรือเพราะมันถูกใช้โดยกองกำลังที่ทำให้มันลอยเหนือสิ่งกีดขวางบางอย่างเช่นเหนือมวลของอากาศที่เย็นกว่าและหนาแน่นกว่าหรือภูเขาและภูเขา
คูลลิ่ง
อากาศที่เพิ่มขึ้นหนึ่งครั้งในชั้นที่มีความดันบรรยากาศต่ำกว่าถูกบังคับให้ขยายตัวและยังคงเย็น การขยายตัวต้องการค่าใช้จ่ายของพลังงานจลน์ซึ่งนำมาจากพลังงานความร้อนและพลังงานศักย์ของอากาศในบรรยากาศและกระบวนการนี้นำไปสู่การลดลงของอุณหภูมิอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ อัตราการเย็นตัวของส่วนที่เพิ่มขึ้นของอากาศมักจะเปลี่ยนแปลงหากส่วนนี้ผสมกับอากาศโดยรอบ
การไล่ระดับสีอะเดียแบติกแบบแห้ง
อากาศแห้งซึ่งไม่มีการควบแน่นหรือการระเหยเช่นเดียวกับการผสมซึ่งไม่ได้รับพลังงานในรูปแบบอื่น ๆ จะถูกทำให้เย็นหรือให้ความร้อนแก่ค่าคงที่ (ประมาณ 1 ° C ทุก ๆ 100 เมตร) ในขณะที่มันขึ้นหรือตก ค่านี้เรียกว่าการไล่ระดับสีอะเดียแบติกแบบแห้ง แต่ถ้ามวลอากาศที่เพิ่มขึ้นนั้นชื้นและเกิดการควบแน่นเกิดขึ้นความร้อนแฝงของการควบแน่นจะถูกปลดปล่อยออกมาและอุณหภูมิของอากาศที่อิ่มตัวด้วยไอน้ำจะลดลงช้ากว่ามาก
การไล่ระดับสีอะเดียแบติกเปียก
ขนาดของการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมินี้เรียกว่าการไล่ระดับสีอะเดียแบติกแบบเปียก มันไม่คงที่ แต่การเปลี่ยนแปลงกับการเปลี่ยนแปลงปริมาณความร้อนแฝงที่ปล่อยออกมาในคำอื่น ๆ มันขึ้นอยู่กับปริมาณของไอน้ำควบแน่น ปริมาณไอน้ำขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของอากาศที่ตกลงมา ในชั้นบรรยากาศที่ต่ำกว่าซึ่งอากาศอบอุ่นและมีความชื้นสูงการไล่ระดับสีอะเดียแบติกแบบเปียกนั้นมีความลาดชันแบบอะเดียแบติกน้อยกว่าครึ่งหนึ่ง แต่การไล่ระดับสีอะเดียแบติกแบบเปียกนั้นค่อยๆเพิ่มขึ้นตามความสูงและที่ระดับความสูงที่สูงมากในเขตโทรโพสเฟียร์นั้นเกือบจะเท่ากับระดับความลาดชันแบบอะเดียแบติกแบบแห้ง
การลอยตัวของอากาศที่เคลื่อนที่จะถูกกำหนดโดยอัตราส่วนระหว่างอุณหภูมิของมันและอุณหภูมิของอากาศโดยรอบ ตามปกติในบรรยากาศจริงอุณหภูมิของอากาศจะลดลงอย่างไม่สม่ำเสมอด้วยความสูง (การเปลี่ยนแปลงนี้เรียกว่าการไล่ระดับสีอย่างง่าย)
หากมวลของอากาศอุ่นและมีความหนาแน่นน้อยกว่าอากาศรอบ ๆ (และความชื้นคงที่) ก็จะเกิดขึ้นเหมือนลูกบอลของเด็กจมอยู่ในถัง และในทางกลับกันเมื่ออากาศที่เคลื่อนไหวเย็นกว่าอากาศรอบ ๆ ความหนาแน่นของอากาศก็จะสูงขึ้นและจะลดลงหากอากาศมีอุณหภูมิเท่ากับมวลใกล้เคียงความหนาแน่นของมันจะเท่ากันและมวลนั้นจะอยู่กับที่หรือเคลื่อนที่ไปพร้อมกับอากาศรอบ ๆ เท่านั้น
ดังนั้นมีสองกระบวนการที่มีอยู่ในบรรยากาศซึ่งหนึ่งในนั้นมีส่วนช่วยในการพัฒนาของการเคลื่อนที่ของอากาศในแนวดิ่งและอีกกระบวนการหนึ่งช้าลง