Atmosfera - woda w atmosferze

Para wodna i wilgotność powietrza atmosferycznego
Para wodna obecna w powietrzu pochodzi z parowania wody oraz sublimacji. Zawartość pary wodnej w atmosferze podlega ciągłym zmianom zarówno przestrzennym, jak i czasowym. Zależy ona przede wszystkim od temp. powietrza, czyli także od pory roku i doby, szerokości geograficznej.
Wśród czynników wpływających na intensywność parowania wyróżnia się m. in.:
1.Występowanie lądów i mórz - obszary wodne mają większą potencjalną możliwość dostarczenia pary wodnej do atmosf. niż obszary lądowe (parowanie potencjalne - max parowanie z danej powierzchni terenu przy nieograniczonym dostępie do wody; parowanie rzeczywiste - faktyczna ilość wody wyparowanej na danym obszarze);
2.Pokrycie terenu - rośliny charakt. się dużymi możliwościami magazynowania wody, którą w określonych warunkach transpirują, powierzchnie zbudowane z utworów piaszczy-stych i żwirowych nie pokryte roślinnością charakteryzują się silnym wsiąkaniem i małą zdolnością parowania; powierzchnie ulic, uniemożliwiają wsiąkanie, a zwiększają parowanie;
3.Prędkość wiatru nad powierzchnią parującą - parowanie rośnie wraz ze wzrostem prędkości wiatru;
4.Ukształtowanie powierzchni - płaskie lub wklęsłe powie-rzchnie mają większą zdolność gromadzenia wody i tym samym oddawania jej ponownie do atmosfery w procesie parowania, niż powierzchnie nachylone, na których dominuje spływ powierzchniowy; także powierzchnie lepiej nasłone-cznione silniej się ogrzewają, więc proces parowania może zachodzić intensywniej;
bezwzględną wilgotność powietrza-czyli ilościowy stosunek masy pary wodnej do Ob. powietrza, w którym jest zawarta
wilgotność względna - będącą stosunkiem prężności pary wodnej zawartej aktualnie w powietrzu do prężności pary wodnej nasycającej powietrze w danej temp. (wyrażony w %). 0 niedosycie wilgotności w powietrzu mówimy wówczas, gdy wilgotność względna jest mniejsza niż 100%, a o nasyconym powietrzu, gdy wilgotność względna wynosi 100%.
Prężność – czyli jej ciśnienie, które wyraża się w hPa
Aktualna prężność pary wodnej to faktyczny stan w danej chwili, prężność w stanie nasycenia to max prężność, jaka może wystąpić w danej temp. powietrza.
Kondensacja pary wodnej
Para wodna obecna w powietrzu atmosf. przechodzi ze stanu gazowego w ciekły lub stały w wyniku kondensacji (skropl-enia - powstaje woda, resublimacji - powstają kryształki lodu). Aby proces ten mógł zaistnieć,powietrze atmosf. musi być nasy-cone, a taki stan występuje najczęściej przy obniżaniu temp. powietrza aż do osiągnięcia temperatury punktu rosy. Punkt rosy jest to temp., w której aktualna prężność pary wodnej staje się prężnością pary nasyconej. Warunkiem koniecznym kondensacji pary wodnej jest obecność jąder kondensacji. W powietrzu czystym, nie dochodzi do skraplania pary wodnej. Jądrami kondensacji są silnie pochłaniające wodę aerozole pochodzenia morskiego (kryształki soli), antropogenicznego (pyły, dymy), zarodniki roślin i inne.
W atmosferze może dochodzić do zamarzania wody.
Produkty kondensacji pary wodnej
Efektem kondensacji pary wodnej zawartej w powietrzu atmosf. są: osady, mgły i chmury, czyli produkty powstałe w atmosf. i unoszące się w niej oraz opady, czyli produkty kondensacji pary wodnej spadające na powierzchnię Ziemi.
Osady atmosferyczne
Rosa powstaje w wyniku skraplania się pary wodnej w warstwie powietrza stykającego się z wychłodzonym podłożem w dodatniej temp. Warunki takie występują podczas bezchmu-rnych i bezwietrznych wieczorów i ranków, kiedy wypromie-niowanie jest b.duże.
Szron tworzą kryształki lodowe powstające podobnie jak rosa, tylko przy ujemnych temperaturach na powierzchni Ziemi.
Szadź powstaje w ujemnych temp. w wyniku zetknięcia się przechłodzonych kropelek mgły z zimnymi, przechłodzonymi przedmiotami. Wykształca się ona w postaci srebrzystobiałego, krystalicznego nalotu. Najczęściej tworzy się ona podczas mglistej, mroźnej pogody.
Gołoledź jest to osad lodowy, powstający wskutek zamarzania silnie przechłodzonych kropelek mgły, mżawki lub deszczu, na powierzchniach o temp. oscylującej wokół 0C.
Mgły i chmury
Mgłę tworzą kropelki wody, występujące w przyziemnej warstwie atmosf., ograniczające widzialność w kierunku poziomym do poniżej 1 km. Wilgotność względna powietrza we mgle jest bliska 100%. Jeżeli występujące w powietrzu kropelki wody ograniczają widzialność, ale jest ona większa niż 1 km, to mówimy, że występuje zamglenie. Przy bardzo niskiej temp. (poniżej -20C) może tworzyć się mgła lodowa, zbudowana z drobnych kryształków lodu.
Zawartość różnych zanieczyszczeń występujących we mgle może zmieniać jej barwę. Zanieczyszczenia występujące w powietrzu mogą zmieszać się ze zwykłą mgłą (głównie typu adwekcyjnego) i spowodować powstanie smogu. Zjawiska takie są bardzo groźne dla życia i zdrowia człowieka. Mogą powodować zaburzenia w układzie oddychania i krążenia, prowadzące często do śmierci.
Chmury powstają ze skupienia produktów kondensacji pary wodnej, czyli kropelek wody (chmury wodne) lub kryształków lodu (chmury lodowe) albo obu tych produktów jednocześnie (chmury mieszane). Mogą zawierać także cząsteczki pocho-dzenia antropogenicznego(pyły, dymy).Powstawanie chmur jest głównie wynikiem wznoszenia się powietrza w wyniku konwekcji, ruchów wślizgowych czy ruchów falowych powietrza. Zachodzące podczas tego procesu przemiany prowadzą do obniżania temp. powietrza i do kondensacji pary wodnej.
Różnorodne procesy zachodzące w atmosferze wpływają na wygląd tworzących się chmur, np.: na wys podstawy chmur i ich rozciągłość pionową. Parametry te pozwalają dokonać ich klasyfikacji, na chmury piętra: wysokiego, średniego, niskiego oraz chmury wielopiętrowe, które swoją podstawę mogą mieć w piętrze niskim, a rozwijają się aż do piętra wysokiego. Inne kryterium stosuje się w międzynarodowej klasyfikacji chmur. Jest nim ich wygląd zewnętrzny. Na tej podstawie wydzielono 10 rodzajów, 14 gatunków i 9 odmian chmur.
Opady atmosferyczne
Powstawanie opadów możliwe jest wtedy gdy produkty konde-nsacji pary wodnej tworzące chmurę pokonają opór powietrza. Cząsteczki wody (czy inne produkty kondensacji) występujące w chmurze są b.małe. Muszą się one połączyć, aby mógł wystąpić opad, czyli ich wypadnięcie z chmury.
Opady mają różną intensywność i formę. Do powierzchni Ziemi mogą docierać w postaci: deszczu , mżawki (b.gęsty opad), śniegu, śniegu ziarnistego (opad nieprzezroczystych, wydłużonych cząsteczek lodu), krupy śnieżnej (opad kulistych, nieprzezroczystych ziarenek lodowych, porowatych), gradu, ziaren lodowych, czy wreszcie słupków lodowych inaczej nazywanych pyłem diamentowym. Nie ze wszystkich rodzajów chmur występują opady atmosferyczne. Chmury Cirrus, Cirrocumulus, Cirrostratus i Altocumulus nie dają opadów.
Występowanie opadów związane jest ze wznoszeniem się powietrza i w konsekwencji jego ochładzaniem. Wznoszenie się powietrza może być spowodowane: silnym ogrzaniem podłoża - opady konwekcyjne; zetknięciem się dwóch różnych pod względem temp. i zawartości pary wodnej wycinków powietrza - opady frontalne; przeszkodą terenową (np. łańcuch górski) - opady orograficzne.