Μια λακκούβα νερού από ένα ντους ψιλής βροχής το πρωί έχει τελειώσει εντελώς το μεσημέρι. Σταγονίδια νερού σχηματίζονται στο εξωτερικό ενός ποτηριού παγωμένου τσαγιού σε μια ζεστή μέρα. Αυτά τα φυσικά περιστατικά είναι τα αποτελέσματα της εξάτμισης και της συμπύκνωσης, τα κεντρικά συστατικά του κύκλου του νερού. Αν και η εξάτμιση και η συμπύκνωση είναι αντίθετες διαδικασίες, και τα δύο προκαλούνται από μόρια νερού που αλληλεπιδρούν με τον ζεστό ή δροσερό αέρα γύρω τους.
Αιτίες εξάτμισης
Η εξάτμιση συμβαίνει όταν το υγρό νερό μετατρέπεται σε υδρατμό, με περίπου το 90 τοις εκατό του νερού να διέρχεται από έναν τέτοιο μετασχηματισμό που προέρχεται από ποτάμια, λίμνες και ωκεανούς. Είναι ευκολότερο να κατανοήσετε την αιτία της εξάτμισης εξετάζοντας μια κατσαρόλα με βραστό νερό. Μόλις το νερό στο δοχείο φτάσει στο σημείο βρασμού, 100 βαθμούς Κελσίου (212 βαθμοί Φαρενάιτ), οι υδρατμοί με τη μορφή ατμού φαίνονται να αυξάνονται από το δοχείο. Η θερμότητα είναι η αιτία της εξάτμισης και απαιτείται για τον διαχωρισμό των μορίων του νερού μεταξύ τους. Ενώ η διαδικασία δεν συμβαίνει συχνά τόσο γρήγορα ή τόσο προφανώς στη φύση όσο συμβαίνει με το δοχείο βράσης, η θερμότητα εξακολουθεί να λειτουργεί οπουδήποτε υπάρχει ένα σώμα νερού, διαχωρίζοντας τα μόρια του νερού έτσι ώστε να μπορούν να μεταφερθούν προς τα πάνω, μετατρέποντας το νερό από ένα υγρό σε ένα αέριο.
Παράγοντες που επηρεάζουν την εξάτμιση
Η ταχύτητα του ανέμου, η θερμοκρασία και η υγρασία είναι όλοι παράγοντες που επηρεάζουν την εξάτμιση στη φύση, αν και δεν είναι η πραγματική αιτία της εξάτμισης. Τόσο ο άνεμος όσο και οι υψηλότερες θερμοκρασίες μπορούν να προκαλέσουν ταχύτερη εξάτμιση του υγρού νερού. Ο άνεμος αυξάνει τον συνολικό όγκο του αέρα σε επαφή με μια επιφάνεια, παρέχοντας μεγαλύτερη χωρητικότητα για τη διατήρηση της υγρασίας. Οι υψηλότερες θερμοκρασίες αυξάνουν επίσης την ποσότητα υγρασίας που μπορεί να εξατμιστεί στον αέρα. Η υψηλή υγρασία έχει την αντίστροφη επίδραση στην εξάτμιση. Δεδομένου ότι ο αέρας κρατά ήδη μια σχετικά μεγάλη ποσότητα νερού, περιορίζεται στην ποσότητα της επιπλέον υγρασίας που μπορεί να μεταφέρει μέσω της εξάτμισης. Με άλλα λόγια, τα υψηλότερα επίπεδα υγρασίας επιβραδύνουν το ρυθμό μετατροπής υγρού σε αέριο.
Άλλοι τρόποι το νερό αφήνει την επιφάνεια της γης
Η εξάτμιση δεν είναι ο μόνος τρόπος με τον οποίο το νερό μετατρέπεται σε ατμούς. Η διαπνοή είναι μια παρόμοια διαδικασία με την οποία το φυτό αφήνει το νερό να αναπνέει από τις ρίζες ως υδρατμούς. Το παγωμένο νερό μπορεί επίσης να εξατμιστεί, αν και αυτή η διαδικασία ονομάζεται εξάχνωση. Η ταχεία αύξηση της θερμοκρασίας μπορεί να προκαλέσει το χιόνι να μετατραπεί αμέσως σε ατμούς αντί να λιώσει, μια διαδικασία που δείχνει περαιτέρω τον σημαντικό ρόλο που διαδραματίζει η θερμότητα στην εξάτμιση.
Αιτίες συμπύκνωσης
Όπως η εξάτμιση, η συμπύκνωση συμβαίνει ως μέρος του κύκλου νερού. Τα μόρια του νερού που έχουν ταξιδέψει προς τα πάνω μέσω της εξάτμισης συναντούν τελικά τον ψυχρότερο αέρα σε υψηλότερα επίπεδα της ατμόσφαιρας. Οι υδρατμοί στο θερμό, υγρό αέρα συμπυκνώνονται, σχηματίζοντας μεγαλύτερα σταγονίδια νερού που τελικά θα είναι ορατά ως σύννεφα. Η αιτία είναι η αλλαγή της θερμοκρασίας. Ο ψυχρότερος αέρας δεν μπορεί να κρατήσει τα μόρια του νερού χωρισμένα, έτσι συνδυάζονται ξανά για να σχηματίσουν σταγονίδια. Πραγματοποιείται συμπύκνωση ακόμη και αν τα σύννεφα δεν είναι ορατά. Καθώς περισσότεροι υδρατμοί συμπυκνώνονται, τυπικά αρχίζουν να σχηματίζονται σύννεφα. Ακολουθεί βροχόπτωση και ο κύκλος του νερού ξεκινά ξανά.