конденсация

Облака

В результате конденсации внутри атмосферы возникают скопления продуктов конденсации — капелек и кристаллов. Их называют облаками. Размеры облачных элементов — капелек и кристаллов — настолько малы, что их вес уравновешивается силой трения еще тогда, когда они имеют очень малую скорость, падения. Установившаяся скорость падения капелек получается равной лишь долям сантиметра в секунду. Скорость падения кристаллов еще меньше. Это относится к неподвижному воз­духу. Но турбулентное движение воздуха приводит к тому, что столь малые капельки и кристаллы вовсе не выпадают, а дли­тельное время остаются взвешенными в воздухе, смещаясь то вниз, то вверх вместе с элементами турбулентности.

Облака переносятся воздушными течениями. Если относи­тельная влажность в воздухе, содержащем облака, убывает, то облака испаряются. При определенных условиях часть облачных элементов укрупняется и утяжеляется настолько, что выпадает из облака в виде осадков. Таким путем вода возвращается из атмосферы на земную поверхность.

 


Ядра конденсации

Образование капелек при конденсации в атмосфере всегда происходит на некоторых центрах, называемых ядрами конден­сации. Если зародыш капельки возникает без ядра, он оказы­вается неустойчивым; молекулы, образовавшие комплекс, тут же разлетаются снова. Роль ядра конденсации заключается в том, что оно вследствие своей гигроскопичности увеличивает устой­чивость образовавшегося зародыша капельки. Если воздух искусственно освободить от ядер конденсации, то конденсации не будет даже при большом перенасыщении. Однако ядра кон­денсации в атмосфере всегда есть, и потому сколько-нибудь значительные перенасыщения не наблюдаются. Аэрозольные при­меси к воздуху в значительной части могут служить и ядрами конденсации.

Важнейшими ядрами являются частички растворимых гигроскопических солей, особенно морской соли, которая всегда обна­руживается в воде осадков. Они попадают в воздух в больших количествах при волнении моря и разбрызгивании морской воды и при последующем испарении капелек в воздухе. На греб­лях волн возникают пузырьки, наполненные воздухом (пена), которые затем лопаются, в результате чего и происходит раз­брызгивание. Разрыв только одного воздушного пузырька диа­метром 6 мм дает примерно 1000 капелек. При ветре 15 м/сек с одного квадратного сантиметра поверхности моря за одну секунду попадает в воздух несколько десятков ядер конденса­ции весом порядка 10-15 г каждое. Солевые и вообще гигроско­пические ядра также попадают в атмосферу при распылении почвы.


Конденсация в атмосфере

Конденсация — переход воды из газообразного в жидкое состояние — происходит в атмосфере в виде образования мель­чайших капелек, диаметром порядка нескольких микронов. Более крупные капли образуются путем слияния мелких капелек или путем таяния ледяных кристаллов.

Конденсация начинается тогда, когда воздух достигает на­сыщения, а это чаще всего происходит в атмосфере при пониже­нии температуры. Количество водяного пара, недостаточное для насыщения, с понижением температуры до точки росы стано­вится насыщающим. При дальнейшем понижении температуры избыток водяного пара сверх того, что нужно для насыщения, переходит в жидкое состояние. Возникают зародыши облачных капелек, т. е. начальные комплексы молекул воды, которые в дальнейшем растут до величины облачных капелек. Если точка росы лежит значительно ниже нуля, то первоначально возникают такие же зародыши, на которых растут переохлаж­денные капельки; но затем эти зачаточные капельки замерзают, и на них происходит развитие ледяных кристаллов.