Condensarea Apei In Natura

Condițiile atmosferice sunt în continuă schimbare și reprezită rezultatul interacțiunilor dintre aer, apă și căldura Soarelui. Soarele încălzește diferit zonele Pământului. Din această cauză se produc diferențe de presiune în atmosferă, acestea fac mai departe ca aerul să se miște, apar vânturile. O masă de aer este un volum de aer cu o sumă de caracteristici comune. O masă de aer este puternic influențată de ceea ce se află dedesubt. Ca mărime, o astfel de unitate poate să acopere un ocean sau un continent. Aerul cald se consideră a fi de presiune joasă, iar aerul rece se consideră a fi de presiune ridicată.

Căldura soarelui determină evaporarea apei. Ajunși în atmosferă vaporii de apă se mișcă odată cu masele de aer. Când ajung în zone mai reci, pot să condenseze și iau naștere norii. Dacă răcirea este mai puternică, vaporii pot să inghețe și formează cristale. Acest proces este influențat de conținutul de umiditate și de stabilitatea aerului.

Condensarea apei în natură

O moleculă de vapori de apă are în compunere un atom de oxigen și doi atomi de hidrogen. Conform mișcării de agitație termică, moleculele de vapori se vor mișca liber printre moleculele altor gaze prezente în aer. Atunci când se ciocnesc între ele se resping reciproc. Pe măsură ce temperatura scade, se reduce și mișcarea de agitație termică, adică moleculele au mai puțină energie și se vor mișca din ce în ce mai lent. Dacă se atinge temperatura specifică de condensare, la ciocnire, particulele nu se mai resping ci fuzionează. Unul dintre atomii de hidrogen ai unei molecule de apă se leagă de atomul de oxigen al altei molecule și se formează mici șiruri de molecule de apă. Astfel s-au transformat în lichid. În timpul condensării, apa cedează așa numita căldură latentă, care se disipă și va încălzi aerul din vecinătate. La rândul lor și moleculele de apă se vor încălzi și se pot transforma din nou în vapori..Se formează astfel curenți verticali destul de puternici. Tot datorită căldurii latente eliberate, aerul se încălzește și va continua să urce. Procesul este reversibil și se produce în permanență. La un moment dat aerul devine saturat în vapori de apă și se formează norii. Dacă picăturile formate sunt suficient de mari, se produce ploaia.

Roua

Roua se produce pe timp de noapte, deoarece obiectele și plantele pierd o mare parte din căldura acumulată în timpul zilei. La contactul cu suprafețe reci, particulele de umiditate din aer condensează și iau naștere picături.

Roua este specifică anotimpurilor clade.

Ceața

Ceața este specifică anotimpurilor reci, se produce prin condensarea apei, când se răcește un strat de aer umed în apropierea solului. Ea se prezintă sub forma unui nor jos. Ea se mai poate produce atunci când vântul împinge un val de aer cald peste o suprafață rece. Ceața se risipește atunci când se evaporă stratul inferior, dimineața când crește temperatura și stropii se pot evapora. In norii de ceață nu se produc mișcări pe verticală și ei nu produc ploaie, nici ninsoare sau grindină, dar pot să producă burniță sau măzăriche. Ceața se produce de obicei noaptea pe timp de vreme bună și este mult mai favorizată deasupra apelor.

Dacă în deplasare masele întâlnesc vreun munte sunt nevoite să urce. Astfel de nori acoperă vârfurile munților.

Se mai poate întâmpla ca aerul să se ridice fiind împins de jos în sus de alt aer rece și avem de-a face cu norii de front. În cazul acesta vorbim de așa numitele fronturi atmosferice. Fronturile atmosferice iau naștere la marginile maselor de aer. Există fronturi de aer cald și fronturi de aer rece.

Dacă aerul se ridică prin convecție apar norișorii de vreme frumoasă.

Iarna apele lacurilor mari îngheță foarte greu. Aerul care treversează astfel de lacuri se încarcă cu vapori de apă, iar când trec pe deasupra uscatului mai rece, condensează. Aceștia sunt norii de lacuri.

Norii au înfățișări diferite și iau naștere la înălțimi foarte diferite. În literatura de specialitate norii sunt grupați pe niște etaje (superior, inferior sau mediu)..Aceste etaje indică înălțimea la care s-au format norii respectivi.

Mai intervin și alte informații cu privire la întinderea norilor, latitudinea la care s-au produs și chiar grosimea lor. Intinderea norilor este cea mai mare in zonele ecuatoriale. Scade în zonele temperate și este mult mai restrânsă la poli. Norii iau naștere peste toată suprafața globului terestru, dar au particularități în funcție de specificul climei. In literatura de specialitate sunt exemplificate 10 tipuri de nori.

La nivelul actual al tehnicii, norii pot lua naștere și în mod artificial pentru a produce plaie prin „însămânțare” din avion. Tehnica ar fi următoarea: se arde iodură de argint deasupra unui nor inofensiv care in condiții obișnuite nu ar fi produce ploaie. Când acest fum se răcește, cristalele de iodură de argint cad în nor, determină vaporii de apă să înghețe pe aceste cristale și se crează condiții ca acest nor să producă ploaie.

Ploaia

Dacă norii sunt formați doar din picături de apă se produce ploie caldă. Norii care o produc au temperatură mai mare decât temperatura de îngheț a apei și sunt considerați nori calzi. De cele mai multe ori partea de jos a norilor este caldă. De multe ori la partea superioară norii sunt reci. Picăturile de ploaie au dimensiuni diferite. Picăturile mari sunt mai grele și cad primele. Picăturile mai mici cad mai tarziu, dar se mai ajung din urmă unele pe altele, se pot ciocni, pot fuziona. Dacă se ciocnesc picături apropiate ca dimensiune, mai intâi fuzionează apoi se despart, dar daca sunt de marimi diferite fuzionează și rămân așa. O picătură mai mare se poate contopi cu mai multe picături mici și evident se mărește. Ploile calde sunt ploi abundente și sunt specifice zonelor calde ale globului.

Ploaia și burnița ajung pe sol sub formă de picături. Picăturile mici cad mai lent și unele din ele se mai și evaporă pe traseu datorită încălzirii la care sunt supuse. O picătură de ploaie are un diametru de 2-5 mm. Picăturile trebuie să fie suficient de mari pentru a putea ajunge la sol. Pentru a ajunge la dimensiunea corespunzătoare picăturii de ploaie este necesar să se contopească foarte multe micropicături din nori. Picăturile cu diametru mai mare de 5 mm se sparg datorită forțelor de frecare cu aerul. Viteza picăturilor de ploaie este între 23-33 Km/h.

Burnița este formată din picături mici și aproape uniforme. Picăturile de burniță cad lent, dar nu au timp să-și mărescă volumul deoarece baza norilor este destul de jos.

Ploile conțin azot și bioxid de carbon dizolvate în picăturile lor și din acest motiv au o anumită aciditate. Emanațiile din atmosferă măresc această aciditate, iar conținutul dizolvat în precipitații ajunge în final la sol, unde va influența plantele fie prin contact direct, fie că sunt absorbite împreună cu apa din sol.

Grindina

Grindina constă în căderea pe sol a unor fragmente de gheață aproximativ sferice. Particulele de grindină au fost mai întâi picături de ploaie. Picăturile pot fi antrenate de curenții de aer în sus, se răcesc sub temperatura specifică de îngheț și se congelează, sunt duse apoi de curenții descendenți sau cad, mai acumulează particule de apa care se contopesc cu ele și răcindu-se în contact cu gheața se congelează la rândul lor, determinând creșterea granulelor de gheață. În funcție de numărul de curse ascendente și descendente, granulele pot fi mai mici sau mai mari. Diametrul mediu al acestor particule este de 5 mm.

Zăpada

Fulgii de zăpadă se produc prin reunirea cristalelor de gheață din nori. Dacă in interiorul norului se ating temperaturi între 0˚C și -5˚C se formează cristale de gheață, iar moleculele de apă care intră în contact cu acestea produc inghețarea acestora și este favorizată unirea cristalelor. In acest interval de temperatură se produc cei mai mari fulgi. Particulele foarte mici (sub 1 mm în diametru) sunt denumite măzăriche.

Căderile abundente de zăpadă însoțite de vânturi si temperaturi negative poartă numele de viscol.

Lapovița

Lapovița constă în fulgi de nea topiți sau în picături de ploaie care îngheață în cădere până la sol dacă aerul este rece (are temperatură sub 0˚C).

Înghețul

Dacă temperatura din aer scade sub 0˚C, particulele de apă îngheață direct și se depun sub formă de cristale pe diferitele suprafețe din mediu sau pe plante. De asemeni picăturile de burniță ajungând pe suprafețe mult mai reci îngheață instantaneu și formează pelicule de cristale pe acestea. Asfel ia naștere chiciura.

În condiții de frig însoțit de ceață se produce bruma. Bruma este expandată spre deosebire de chiciură care este compactă. Peste cristalele depuse, ajung alte particule de apa, care la randul lor aderă și îngheață, dând astfel și volum.

Picăturile de ploaie pot întâlni suprafețe foarte reci la sol, îngheață instantaneu, peste ele se depun alte picături care aderă și vor îngheța la rândul lor, formând un înveliș de gheață. Dacă fenomenele de îngheț sunt însoțite și de vânt natura poate crea forme foarte ciudate din aceste învelișuri de gheață.

Formula generală în care sunt descrise conditiile atmosferice la un anumit moment se numește „starea vremii”. Schimbările vremii se pot produce lent (de la un anotimp la altul) sau foarte rapid când după câteva ore de vreme însorită urmează vreo plaie rece, sau o furtună.

Oamenii de știință împart lumea și în funcție de caracteristicile climatice. O diferență foarte importantă între regiunile climatice este cantitatea de radiație solară pe care o primesc. Aristotel împărțea lumea după înălțimea Soarelui deasupra orizontului. Soarele furnizează energia care crează clima.

Bibliografie:

InfoMediu Europa – Revista de mediu și ecologie nr.15

Smithsonian – Terra- DK

www.siemens.ro