Fazele apei în natură
Vaporii de apă din atmosferă joacă un rol important în evoluția vremii. Ei au o proporție variabilă în componența aerului atmosferic, nedepășind însă 4% din volum. Cele mai înalte concentrații ale vaporilor de apă în aerul atmosferic se întâlnesc în zonele tropicale. În zona țării noastre, valorile medii sunt cuprinse între 0,4 și 1,3%.
Apa poate fi găsită în natură în cele trei stări de agregare, denumite uneori și faze ale apei: lichidă, solidă și gazoasă. Fenomenele care fac trecerea de la o stare la alt sunt: evaporarea, condensarea, sublimarea și înghețarea.
După cum se vede și în figură, transformările apei dintr-o stare în alta sunt însoțite de eliberare sau absorbție de căldură. Ele au loc în permanență în atmosferă, constituind un factor cu o influență importantă asupra regimului termic al aerului și asupra mersului vremii.
Un volum de aer poate conține la un moment dat o anumită cantitate de vapori de apă. Unitatea de măsură care exprimă gradul de saturare al unei mase de aer cu vapori de apă poartă denumirea de umezeală relativă.
Un alt termen întâlnit în meteorologie este acela de punct de rouă. Acesta reprezintă temperatura la care un volum de aer devine saturat, în condiții de presiune constantă.
Când un volum de aer umed ajunge la această temperatură, vaporii din aer condensează.
Evaporarea apei
Apa ajunge în atmosferă sub formă de vapori în urma procesului de evaporare.
Într-un volum de apă, moleculele se află într-o mișcare permanentă, o parte dintre acestea reușind să învingă forțele de coeziune și trecând în aerul atmosferic de deasupra. Pe măsură ce numărul acestora se mărește, aerul din vecinătatea suprafeței de apă devine saturat și procesul de evaporare se oprește.
Viteza de evaporare este definită ca fiind cantitatea de apă ce se evaporă de pe o suprafață de 1 m2 într-o secundă și este exprimată în Kg/m2s.
În natură, procesul de evaporare are un caracter complex, fiind influențat de mai mulți factori (temperatură, viteza vântului, presiunea atmosferică). La transportul aerului în atmosferă contribuie mișcările acestuia, advecția și convecția.
Condensarea vaporilor de apă
Pentru condensarea vaporilor de apă în aerul atmosferic sunt necesare două condiții: coborârea temperaturii până la valoarea punctului de rouă și existența așa-numitelor nuclee de condensare, particule solide foarte fine aflate în suspensie în aer, în jurul cărora vaporii de apă condensează.
În absența nucleelor de condensare, aerul se poate răci mult sub punctul de rouă, devenind suprasaturat, iar surplusul de vapori condensează, constituind mici picături de apă (roua).
Nucleele de condensare pot veni din diverse surse, cele mai multe fiind de proveniență marină (cristale fine de săruri higroscopice).
Procesul de condensare a apei se poate produce pe diferite obiecte de pe sol, în imediata vecinătate a solului sau în atmosfera liberă.
În prima situație, aerul cald și umed, în contact cu o suprafață rece, se răcește până la valoarea punctului de rouă, iar produsele de condensare (roua sau bruma) vor apărea pe suprafața acestor obiecte.
Când condensarea vaporilor de apă are loc în stratul de aer din apropierea solului, ducând la o reducere a vizibilității orizontale sub un kilometru, vorbim despre fenomenul de ceață.
De regulă, ceața se formează în situația existenței in aer a nucleelor de condensare, care facilitează producerea condensării la umezeli relative ale aerului sub 100%. Ceața este alcătuită din particule foarte mici de apă care, datorită masei foarte reduse, plutesc și se pot menține în aer un timp îndelungat. În funcție de condițiile de geneză, ceața se clasifică în mai multe categorii, dar acest subiect va fi detaliat într-un articol separat.
În situațiile în care fenomenul de condensare a vaporilor de apă are loc la diferite înălțimi deasupra solului, aceasta determină apariția norilor. În componența norilor pot intra atât picături de apă, cât și particule fine de gheață. La rândul lor, norii se clasifică după mai multe criterii, însă la fel ca și în cazul ceții, voi dedica un articol separat tratării acestora.
