Kondensation in Luft

Während sich an einem kristallklaren blauen Himmel keine Wolken befinden, ist Wasser immer noch in Form von Wasserdampf und Tröpfchen vorhanden, die zu klein sind, um gesehen zu werden. Abhängig von den Wetterbedingungen verbinden sich Wassermoleküle mit kleinen Staub-, Salz- und Rauchpartikeln in der Luft zu Wolkentröpfchen, die zusammen zu Wolken wachsen, einer Form von Wasser, die wir sehen können. Die Größe der Wolkentröpfchen kann stark von 10 Mikrometer (ein Millionstel Meter) bis 1 Millimeter (mm) und sogar 5 mm variieren. Dieser Prozess findet höher am Himmel statt, wo die Luft kälter ist und mehr Kondensation als Verdunstung auftritt. Wenn die Wassertropfen miteinander verschmelzen (auch als Koaleszenz bezeichnet) und an Größe zunehmen, entwickeln sich nicht nur Wolken, sondern es können auch Niederschläge auftreten. Niederschlag ist im Wesentlichen Wasser in flüssigem oder festem Zustand, das vom Boden einer Wolke fällt. Dies scheint sehr oft während eines Picknicks oder wenn sich große Gruppen von Menschen in Schwimmbädern versammeln, zu passieren.

Warum höher sind kälter?

Durch Kondensation gebildete Wolken sind ein komplexer und kritischer Bestandteil der Erdumgebung. Wolken regulieren den Fluss der abgestrahlten Energie, die in das Klimasystem der Erde eintritt und dieses verlässt. Sie beeinflussen das Erdklima, indem sie die einfallende Sonnenstrahlung (Wärme) zurück in den Weltraum und die von der Erdoberfläche ausgehende Strahlung (terrestrisch) reflektieren. Oft wirken Wolken nachts als “Decke”, die einen Teil der Hitze des Tages in der Nähe der Oberfläche hält. Die sich ändernden Wolkenmuster verändern die Energiebilanz der Erde und damit die Temperaturen auf der Erdoberfläche.

Wie gesagt, in der Atmosphäre bilden sich Wolken, weil wasserdampfhaltige Luft aufsteigt und abkühlt. Der Schlüssel zu diesem Prozess ist die Erwärmung der Luft in der Nähe der Erdoberfläche durch Sonnenstrahlung. Aber wissen Sie, warum sich die Atmosphäre über der Erdoberfläche abkühlt? Dies ist normalerweise auf Luftdruck zurückzuführen. Luft hat Masse (und Gewicht aufgrund der Schwerkraft auf der Erde), und das Gewicht einer Luftsäule, die auf Meereshöhe auf Ihren Kopf drückt, beträgt etwa 6,6 Kilogramm pro Quadratzoll. Der resultierende Druck (Gewicht), der als Luftdruck bezeichnet wird, ist ein Ergebnis der Dichte der darüber liegenden Luft. In höheren Lagen befindet sich oben weniger Luft und daher weniger Luftdruck. Der Luftdruck ist niedriger und ein niedrigerer Luftdruck ist mit weniger Molekülen pro Volumeneinheit verbunden. Daher ist die Luft in höheren Lagen weniger dicht. Da der Gesamtwärmegehalt eines Systems in direktem Zusammenhang mit der Menge des vorhandenen Materials steht, ist es in größerer Höhe kühler. In einem bestimmten höheren Luftvolumen befinden sich weniger Luftmoleküle. Dies bedeutet kühleres Wetter.

Kondensation in Bodennähe

Kondensation tritt auch in Bodennähe auf, wie dieses Bild eines Wolkenclusters in Kalifornien zeigt. Der Unterschied zwischen Nebel und Wolken, die sich über der Erdoberfläche bilden, besteht darin, dass die aufsteigende Luft nicht erforderlich ist, um Nebel zu erzeugen. Wenn Luft mit relativ hoher Luftfeuchtigkeit mit einer kühleren Oberfläche, normalerweise der Erdoberfläche, in Kontakt kommt, bildet sich Nebel und kühlt sich bis zum Taupunkt ab. Zusätzliche Kühlung führt zur Kondensation und zum Wachstum von Wolken mit niedrigem Pegel. Der Nebel, der entsteht, wenn sich wärmere Luft über eine kühlere Oberfläche bewegt, wird als negativer Nebel bezeichnet. Eine andere Art von Nebel, bekannt als strahlender Nebel, entsteht nachts, wenn die Oberflächentemperaturen kühler werden. Wenn die Luft stationär ist, vermischt sie sich nicht mit der Luft über der Nebelschicht, was die Bildung von flachem Bodennebel fördert.

Kondensation auf Ihrem Glas

Sie werden wahrscheinlich jeden Tag Kondenswasser im Haus sehen. Wenn Sie eine Brille tragen und an einem feuchten Tag einen kalten, klimatisierten Raum verlassen, beschlagen die Linsen, da winzige Wassertropfen die Oberfläche durch Kondenswasser bedecken. Die Leute kaufen Untersetzer, um zu verhindern, dass Kondenswasser von gekühlten Getränkegläsern auf ihre Kaffeetische tropft. Kondensation ist verantwortlich für das Wasser, das an einem kalten Tag das Innere eines Fensters bedeckt (es sei denn, Sie haben das Glück, doppelt verglaste Fenster zu haben, die das Innenfenster relativ warm halten) und Feuchtigkeit in den Autofenstern, insbesondere nach Personen. feuchte Luft atmen. Dies sind alles Beispiele für Wasser, das seinen Dampfzustand in heißer Luft verlässt und beim Abkühlen zu Flüssigkeit kondensiert.

Warum bilden sich Wolken und warum regnet es?

Luft, auch “frische Luft”, enthält Wassermoleküle. Aufgrund der aufsteigenden Luft gibt es Wolken in der Atmosphäre. Wenn die Luft aufsteigt und abkühlt, kann das darin enthaltene Wasser zu Wolken “kondensieren”. Dies ist eine der Möglichkeiten, wie sich Wasser im Wasserkreislauf geografisch um die Welt bewegt, wenn Wolken über der Landschaft schweben. Ein verbreiteter Mythos ist, dass sich Wolken bilden, weil kühlere Luft weniger Wasser halten kann als wärmere Luft – aber das ist nicht wahr.

Wie Alistair Fraser auf seiner Webseite “Bad Meteorology” erklärt: “Wolkenlose Luft enthält (fast) immer submikroskopische Tröpfchen, aber die Tropfen überleben nicht lange nach der ersten Chance der Moleküle, sich zu sammeln, da die Verdunstung die Kondensation übersteigt Luft wird abgekühlt, die Verdunstungsrate nimmt schneller ab als die Kondensationsrate, was zu einer Temperatur (Taupunkttemperatur) führt, bei der die Verdunstung geringer als die Kondensation ist und ein Tröpfchen sich in einen Wolkentropfen verwandeln kann. Die Temperatur fällt unter den Taupunkt Temperatur gibt es eine Nettokondensation und es bildet sich eine Wolke. “