Конденсация

Конденса́ция водяного пара в атмосфере, переход водяного пара, находящегося в воздухе, в жидкое состояние с образованием капель (диаметром порядка нескольких микрометров). Возможен также процесс перехода водяного пара непосредственно в твёрдое состояние, называемый в метеорологии сублимацией. Начинается при достижении водяным паром состояния насыщения (т. е. относительной влажности воздуха 100 %), при этом избыток водяного пара переходит в жидкое или твёрдое состояние. Насыщение водяного пара в атмосфере достигается либо при понижении температуры до точки росы, либо при увеличении содержания влаги в воздухе за счёт испарения (например, с поверхности водоёмов).

Необходимым условием конденсации водяного пара в атмосфере является наличие в воздухе ядер конденсации. Зародыш капли, образовавшийся без ядра конденсации, неустойчив и быстро распадается на отдельные молекулы. При отсутствии ядер конденсации для начала процесса потребовалось бы значительное перенасыщение водяного пара. Роль ядер конденсации в атмосфере выполняют частицы солей, пыли, сажи, вулканического пепла и др., а также аэрозольные частицы, обладающие гигроскопичностью. Ядра конденсации способствуют возникновению в атмосфере т. н. гидрометеоров (капель воды и кристалликов льда), которые образуют видимые глазом облака или туман (непосредственно у земной поверхности). Характерный размер таких ядер конденсации составляет (1–3,5) · 10^–6 м. На земной поверхности в результате конденсации водяного пара появляются капли росы.

Охлаждение воздуха, приводящее к конденсации водяного пара в атмосфере, чаще происходит при его подъёме, что наблюдается в случае активной конвекции в атмосфере, а также на атмосферном фронте. В процессе выделяется теплота, поэтому до начала конденсации поднимающийся воздух охлаждается адиабатически (без отдачи теплоты в окружающую среду) примерно на 1,0 °С на каждые 100 м подъёма, а после её начала охлаждение воздуха замедляется (до 0,6 °С на 100 м). В зависимости от механизма подъёма воздуха в результате конденсации образуются различные формы облаков.