Кондензација је промена комбинације неке супстанце из гасовитих у течну или чврсту супстанцу. Али шта је кондензација у мастаби планете?
У сваком тренутку Земаљска атмосферска планета садржи преко 13 милијарди тона влаге. Ова цифра је готово константна, јер се губици услед падавина на крају непрестано надокнађују испаравањем.
Брзина циркулације влаге у атмосфери
Брзина циркулације влаге у атмосфери процјењује се колосалном цифром - око 16 милиона тона у секунди или 505 милијарди тона годишње. Ако би се сва водена пара у атмосфери кондензирала и исталожила, онда би та вода могла покрити цијелу површину свијета слојем од око 2,5 центиметара, другим ријечима, атмосфера садржи количину влаге која је једнака само 2,5 центиметара кише.
Колико дуго траје молекул паре у атмосфери?
Будући да на Земљу годишње падне просечно 92 центиметра, у атмосфери се влага ажурира 36 пута, односно 36 пута је атмосфера засићена влагом и ослобођена од ње. То значи да молекул водене паре остаје у атмосфери просечно 10 дана.
Пут молекула воде
Једном када испарава, молекул водене паре се креће обично стотине и хиљаде километара, док се не кондензира и не падне на Земљу са падавинама. Вода која пада у облику кише, снега или туче на висинама западне Европе покрива око 3 000 км од северног Атлантика. Између претварања течне воде у пару и падавина на Земљи, одвија се неколико физичких процеса.
Са топле површине Атлантика, молекули воде падају у топли влажни ваздух, који се након тога уздиже изнад хладнијег (гушћег) и сушег ваздуха који га окружује.
Ако се примети снажно турбулентно мешање ваздушних маса, тада ће се на граници двеју ваздушних маса у атмосфери појавити слој мешања и облака. Око 5% њиховог волумена је влага. Ваздух засићен паром увек је лакши, прво, зато што се загрева и долази са топле површине, и друго, зато што је 1 кубни метар чисте паре око 2/5 лакши од 1 кубног метра чистог сувог ваздуха при истој температури и притисак. Из тога слиједи да је влажни зрак лакши од сувог, а још више топли и влажни. Као што ћемо касније видети, ово је веома важна чињеница за процесе временских промена.
Кретање ваздушне масе
Зрак се може подићи из два разлога: било зато што постаје лакше услед загревања и влажења, или зато што на њега делују силе које га чине изнад одређених препрека, на пример, преко масе хладнијег и гушћег ваздуха или преко брда и планина.
Хлађење
Подигнути ваздух, једном у слојевима са нижим атмосферским притиском, приморан је да се шири и још увек хлади. Експанзија захтева трошење кинетичке енергије која се узима из топлотне и потенцијалне енергије атмосферског ваздуха, а тај процес неминовно доводи до смањења температуре. Брзина хлађења узлазног дела ваздуха често се мења ако се тај део помеша са околним ваздухом.
Суви адијабатски градијент
Суви ваздух, у коме нема кондензације или испаравања, као и мешање, које не прима енергију у другом облику, хлади се или загрева до константне вредности (за 1 ° Ц на сваких 100 метара) док се диже или пада. Ова вредност се назива сухи адијабатски градијент. Али ако је порастајућа ваздушна маса влажна и у њој се појави кондензација, тада се ослобађа латентна топлота кондензације и температура ваздуха засићеног паром пада много спорије.
Влажни адијабатски градијент
Ова величина промене температуре назива се влажни адијабатски градијент. Није константан, али се мења са променом количине латентне топлоте која се ослобађа, другим речима, зависи од количине кондензоване паре. Количина паре зависи од пада температуре ваздуха. У доњој атмосфери, где је ваздух топао, а влага висока, влажни адијабатски градијент је нешто више од половине сувог адијабатског градијента. Али влажни адијабатски градијент постепено расте с висином и на врло високој надморској висини у тропосфери готово је једнак сухом адијабатском градијенту.
Узгој ваздуха који се креће одређује се односом његове температуре и температуре околног ваздуха. По правилу у реалној атмосфери температура ваздуха пада с висином неравномерно (ова промена назива се једноставно градијентом).
Ако је маса ваздуха топлија и зато мање густа од околног ваздуха (а садржај влаге је константан), тада се диже као дечија лопта уроњена у резервоар. И обрнуто, када је ваздух који се креће хладнији од околног, његова густина је већа и опада.Ако ваздух има исту температуру као и суседне масе, тада је њихова густина једнака, а маса остаје непомична или се креће само са околним зраком.
Дакле, у атмосфери су присутна два процеса, од којих један доприноси развоју вертикалног кретања ваздуха, а други успорава.