עיבוי הוא שינוי בשילוב של חומר מגזי לנוזל או מוצק. אבל מה זה עיבוי במסטבה של כדור הארץ?
בכל נקודת זמן, כוכב הלכת האטמוספרי של כדור הארץ מכיל מעל 13 מיליארד טונות לחות. נתון זה כמעט קבוע, שכן בסופו של דבר הפסדים כתוצאה משקעים מפוצלים ברציפות על ידי אידוי.
קצב זרימת הלחות באטמוספרה
קצב זרימת הלחות באטמוספרה מוערך בכמות קולוסאלית - כ -16 מיליון טון לשנייה או 505 מיליארד טון בשנה. אם כל אדי המים באטמוספירה התמצאו ושקעו, אז מים אלה היו יכולים לכסות את כל פני כדור הארץ בשכבה של כ -2.5 סנטימטרים, במילים אחרות, האטמוספרה מכילה כמות לחות השווה ל -2.5 סנטימטרים של גשם.
כמה זמן מולקולת אדים באטמוספרה?
מכיוון שעל פני כדור הארץ נושרים בממוצע 92 סנטימטרים בשנה, לכן הלחות באטמוספרה מתעדכנת פי 36, כלומר פי 36 האטמוספירה רוויה בלחות ומשוחררת ממנה. המשמעות היא שמולקולת אדי המים נשארת באטמוספירה במשך 10 ימים בממוצע.
נתיב מולקולות מים
ברגע שהתאדה, מולקולת אדי המים נסחפת בדרך כלל מאות ואלפי קילומטרים, עד שהיא מתעבת ונופלת לכדור הארץ עם משקעים. מים הנופלים בצורה של גשם, שלג או ברד בגבהים של מערב אירופה, משתרעים על פני כ -3,000 ק"מ מצפון האוקיאנוס האטלנטי. בין ההמרה של מים נוזליים לקיטור לבין המשקעים על כדור הארץ, מתרחשים מספר תהליכים פיזיים.
מפני השטח החם של האוקיאנוס האטלנטי, מולקולות מים נופלות לאוויר הלח והחם, שמתנשא לאחר מכן מעל הקרה (צפופה יותר) והאוויר היבש יותר הסובב אותו.
אם נצפה ערבוב סוער וחזק של המוני האוויר, אז תופיע שכבה של ערבוב ועננים באטמוספירה בגבול שתי המוני האוויר. כ -5% מנפחם הוא לחות. אוויר רווי אדים תמיד קל יותר, ראשית, מכיוון שהוא מחומם ומגיע ממשטח חם, ושנית, מכיוון שמטר מעוקב של אדים נקיים הוא כ -2 / 5 קל יותר מ 1 קוב של אוויר יבש ונקי באותה טמפרטורה ו לחץ. מכאן עולה כי אוויר לח הוא קל יותר מיבש, וחם ולח עוד יותר. כפי שנראה בהמשך, זוהי עובדה חשובה מאוד לתהליכי שינוי מזג האוויר.
תנועת מסת אוויר
האוויר יכול לעלות משתי סיבות: או משום שהוא הופך להיות קל יותר כתוצאה מחימום והלחות, או משום שהוא פועל על ידי כוחות הגורמים לו להתעלות מעל מכשולים מסוימים, למשל, על המוני אוויר קר וצפוף יותר או מעל גבעות והרים.
צינון
אוויר עולה, פעם בשכבות עם לחץ אטמוספרי נמוך, נאלץ להתרחב ועדיין להתקרר. הרחבה דורשת הוצאה של אנרגיה קינטית, הנלקחת מהאנרגיה התרמית והפוטנציאלית של אוויר אטמוספרי, ותהליך זה מוביל בהכרח לירידה בטמפרטורה. קצב הקירור של חלק האוויר עולה לעתים קרובות אם חלק זה מעורבב עם האוויר שמסביב.
שיפוע אדיאבטי יבש
אוויר יבש, בו אין עיבוי או אידוי, כמו גם ערבוב, שאינו מקבל אנרגיה בצורה אחרת, מקורר או מחומם לערך קבוע (על ידי 1 מעלות צלזיוס כל 100 מטר) כאשר הוא עולה או נופל. ערך זה נקרא שיפוע אדיאבטי יבש. אבל אם מסת האוויר העולה לחה ומתרחשת בו עיבוי, אז חום העיבוי הסמוי משתחרר וטמפרטורת האוויר הרוויה באדים יורדת לאט הרבה יותר.
שיפוע אדיאבטי רטוב
גודל זה של שינוי הטמפרטורה נקרא שיפוע אדביאטי רטוב. זה לא קבוע, אבל משתנה עם שינוי בכמות החום הסמוי שמשתחרר, במילים אחרות, זה תלוי בכמות הקיטור המרוכז. כמות הקיטור תלויה בכמות שטמפרטורת האוויר יורדת. בשכבות התחתונות של האטמוספרה, שם האוויר חם והלחות גבוהה, הדרגה האדיאבטית הרטובה היא מעט יותר ממחצית הדרגה האדיאבטית היבשה. אך מדרגת האדיאבטיה הרטובה עולה בהדרגה עם הגובה ובגובה גבוה מאוד באיזור הטרופוספירה כמעט שווה למדרגה האדיאבטי היבש.
הציפה של אוויר נע נקבעת על ידי היחס בין הטמפרטורה שלו לבין הטמפרטורה של האוויר שמסביב. ככלל, באטמוספירה אמיתית, טמפרטורת האוויר יורדת בצורה לא אחידה בגובה (שינוי זה נקרא פשוט שיפוע).
אם מסת האוויר חמה יותר ולכן פחות צפופה מהאוויר שמסביב (ותכולת הלחות קבועה), הוא עולה כמו כדור של ילד שקוע בתוך טנק. ולהיפך, כאשר האוויר הנע קר יותר מהסביבה, צפיפותו גבוהה יותר והוא צונח.אם לאוויר יש אותה טמפרטורה כמו להמונים השכנים, אז צפיפותם שווה והמסה נשארת נייחת או נעה רק יחד עם האוויר שמסביב.
כך, שני תהליכים קיימים באטמוספירה, אחד מהם תורם להתפתחות של תנועת אוויר אנכית, והשני מאט אותו.