ما هي أسباب التبخر والتكثف؟

اختفت بركة من الماء من زخة مطر صباحية تمامًا بحلول الظهيرة. تتشكل قطرات الماء على السطح الخارجي لكوب من الشاي المثلج في يوم دافئ. هذه الأحداث الطبيعية هي نتيجة التبخر والتكثيف ، وهما المكونان المركزيان لدورة المياه. على الرغم من أن التبخر والتكثيف عمليتان متعاكستان ، إلا أن كلاهما ناتج عن تفاعل جزيئات الماء مع الهواء الدافئ أو البارد المحيط بها.

يحدث التبخر عندما يتحول الماء السائل إلى بخار ماء ، حيث يمر حوالي 90 في المائة من الماء بمثل هذا التحول من الأنهار والبحيرات والمحيطات. من الأسهل فهم سبب التبخر من خلال التفكير في قدر من الماء المغلي. بمجرد وصول الماء في القدر إلى نقطة الغليان ، 100 درجة مئوية (212 درجة فهرنهايت) ، يمكن رؤية بخار الماء على شكل بخار يتصاعد من القدر. الحرارة هي سبب التبخر ، وهي ضرورية لفصل جزيئات الماء عن بعضها البعض. في حين أن العملية لا تحدث غالبًا بالسرعة أو بشكل واضح في الطبيعة كما يحدث في وعاء الغليان ، إلا أن الحرارة لا تزال تعمل أينما كان هناك جسم مائي ، ويفصل جزيئات الماء بحيث يمكن حملها إلى أعلى ، وتحويل الماء من سائل إلى غاز.

سرعة الرياح ودرجة الحرارة والرطوبة كلها عوامل تؤثر على التبخر في الطبيعة ، على الرغم من أنها ليست السبب الفعلي للتبخر. يمكن أن تؤدي كل من الرياح ودرجات الحرارة المرتفعة إلى تبخر الماء السائل بشكل أسرع. تزيد الرياح من الحجم الكلي للهواء الملامس للسطح ، مما يوفر قدرة أكبر على الاحتفاظ بالرطوبة. تؤدي درجات الحرارة المرتفعة أيضًا إلى زيادة كمية الرطوبة التي يمكن أن تتبخر في الهواء. الرطوبة العالية لها تأثير عكسي على التبخر. نظرًا لأن الهواء يحتوي بالفعل على كمية كبيرة نسبيًا من الماء ، فإنه محدود في كمية الرطوبة الإضافية التي يمكن أن يحملها من خلال التبخر. بمعنى آخر ، تؤدي المستويات المرتفعة من الرطوبة إلى إبطاء معدل تحويل السائل إلى غاز.

التبخر ليس الطريقة الوحيدة التي يتحول فيها الماء إلى بخار. النتح عملية مماثلة حيث يترك النبات الماء "يتنفس" من الجذور كبخار ماء. يمكن أن يتبخر الماء المجمد أيضًا ، على الرغم من أن هذه العملية تسمى التسامي. يمكن أن تؤدي الزيادات السريعة في درجة الحرارة إلى تحول الثلج على الفور إلى بخار بدلاً من الذوبان ، وهي عملية توضح الدور الهام الذي تلعبه الحرارة في التبخر.

مثل التبخر ، يحدث التكثيف كجزء من دورة الماء. في نهاية المطاف ، تلتقي جزيئات الماء التي انتقلت إلى الأعلى من خلال التبخر بالهواء البارد عند مستويات أعلى من الغلاف الجوي. يتكثف بخار الماء في الهواء الدافئ الرطب ، مكونًا قطرات أكبر من الماء والتي ستظهر في النهاية على شكل غيوم. السبب هو التغير في درجة الحرارة. لا يمكن للهواء البارد أن يحافظ على جزيئات الماء منفصلة ، لذلك تتحد مرة أخرى لتكوين قطرات. يحدث التكثف حتى لو كانت الغيوم غير مرئية. مع تكثف المزيد من بخار الماء ، تبدأ السحب عادةً في التكون. يتبع هطول الأمطار ، وتبدأ دورة المياه من جديد.