La condensation est un changement dans la combinaison d'une substance de gazeux à liquide ou solide. Mais qu'est-ce que la condensation dans le mastaba de la planète?

À chaque instant, la planète atmosphérique de la Terre contient plus de 13 milliards de tonnes d'humidité. Ce chiffre est presque constant, car les pertes dues aux précipitations sont finalement compensées en continu par l'évaporation.

Le taux de circulation de l'humidité dans l'atmosphère

Le taux de circulation d'humidité dans l'atmosphère est estimé à un chiffre colossal - environ 16 millions de tonnes par seconde ou 505 milliards de tonnes par an. Si toute la vapeur d'eau dans l'atmosphère s'était condensée et précipitée, alors cette eau pourrait couvrir toute la surface du globe avec une couche d'environ 2,5 centimètres, en d'autres termes, l'atmosphère contient une quantité d'humidité équivalente à seulement 2,5 centimètres de pluie.

Quelle est la longueur d'une molécule de vapeur dans l'atmosphère?

Étant donné que sur Terre, une moyenne de 92 centimètres tombe par an, dans l'atmosphère, l'humidité est mise à jour 36 fois, soit 36 ​​fois l'atmosphère est saturée d'humidité et libérée de celle-ci. Cela signifie que la molécule de vapeur d'eau reste dans l'atmosphère pendant 10 jours en moyenne.

Chemin de molécule d'eau

Une fois évaporée, la molécule de vapeur d'eau dérive généralement des centaines et des milliers de kilomètres, jusqu'à ce qu'elle se condense et tombe sur la Terre avec les précipitations. L'eau tombant sous forme de pluie, de neige ou de grêle sur les hauteurs de l'Europe occidentale, couvre environ 3 000 km de l'Atlantique Nord. Entre la conversion de l'eau liquide en vapeur et les précipitations sur Terre, plusieurs processus physiques ont lieu.

De la surface chaude de l'Atlantique, les molécules d'eau tombent dans l'air chaud et humide, qui s'élève ensuite au-dessus de l'air plus froid (plus dense) et plus sec qui l'entoure.

Si un fort mélange turbulent des masses d'air est observé, une couche de mélange et des nuages ​​apparaîtront dans l'atmosphère à la limite des deux masses d'air. Environ 5% de leur volume est constitué d'humidité. L'air saturé de vapeur est toujours plus léger, d'une part, parce qu'il est chauffé et provient d'une surface chaude, et d'autre part, parce qu'un mètre cube de vapeur propre est environ 2/5 plus léger que 1 mètre cube d'air sec et propre à la même température et pression. Il s'ensuit que l'air humide est plus léger que sec, et encore plus chaud et humide. Comme nous le verrons plus loin, c'est un fait très important pour les processus de changement climatique.

Mouvement de la masse d'air

L'air peut monter pour deux raisons: soit parce qu'il devient plus facile à cause du chauffage et de l'humidification, soit parce qu'il est soumis à des forces qui le font monter au-dessus de certains obstacles, par exemple, sur des masses d'air plus froid et plus dense ou sur des collines et des montagnes.

Refroidissement

L'air ascendant, une fois en couches avec une pression atmosphérique inférieure, est forcé de se dilater et de refroidir. L'expansion nécessite la dépense d'énergie cinétique, qui est tirée de l'énergie thermique et potentielle de l'air atmosphérique, et ce processus conduit inévitablement à une diminution de la température. Le taux de refroidissement d'une partie montante de l'air change souvent si cette partie est mélangée à l'air ambiant.

Gradient adiabatique sec

L'air sec, dans lequel il n'y a pas de condensation ou d'évaporation, ainsi que le mélange, qui ne reçoit pas d'énergie sous une autre forme, est refroidi ou chauffé à une valeur constante (de 1 ° C tous les 100 mètres) lorsqu'il monte ou descend. Cette valeur est appelée gradient adiabatique sec. Mais si la masse d'air ascendante est humide et qu'il y a de la condensation, la chaleur latente de condensation est libérée et la température de l'air saturé de vapeur baisse beaucoup plus lentement.

Gradient adiabatique humide

Cette amplitude du changement de température est appelée gradient adiabatique humide. Il n'est pas constant, mais change avec un changement de la quantité de chaleur latente libérée, en d'autres termes, cela dépend de la quantité de vapeur condensée. La quantité de vapeur dépend de la baisse de la température de l'air. Dans la basse atmosphère, où l'air est chaud et l'humidité élevée, le gradient adiabatique humide est légèrement supérieur à la moitié du gradient adiabatique sec. Mais le gradient adiabatique humide croît progressivement avec la hauteur et à une très haute altitude dans la troposphère est presque égal au gradient adiabatique sec.

La flottabilité de l'air en mouvement est déterminée par le rapport entre sa température et la température de l'air ambiant. En règle générale, dans une atmosphère réelle, la température de l'air baisse de façon inégale avec la hauteur (ce changement est appelé simplement un gradient).

Si la masse d’air est plus chaude et donc moins dense que l’air environnant (et que la teneur en humidité est constante), elle s’élève comme une balle d’enfant immergée dans un réservoir. Et vice versa, lorsque l'air en mouvement est plus froid que l'environnement, sa densité est plus élevée et il baisse.Si l'air a la même température que les masses voisines, alors leur densité est égale et la masse reste stationnaire ou se déplace uniquement avec l'air environnant.

Ainsi, deux processus sont présents dans l'atmosphère, dont l'un contribue au développement du mouvement vertical de l'air, et l'autre le ralentit.