La humedad atmosférica. las precipitaciones - La atmósfera y los estados físicos del agua

1.1  Cambios de estado y calor latente

Las moléculas del agua cambian de estado físico, pasando del estado sólido al líquido mediante la fusión, y del líquido al gaseoso por la evaporación. Estas dos transformaciones se producen mediante la absorción de calor. En sentido inverso, el paso de gas a líquido se llama condensación, y de líquido a sólido solidificación o congelación. En estos dos procesos se libera la energía calorífica acumulada en el proceso de cambio directo. La transformación de sólido a gas o de gas a sólido, sin pasar por la fase líquida, se llama sublimación,y también se verifica mediante aporte o cesión de calor. Los cambios de estado se explican mediante la teoría cinética de la materia. El cambio de estado de sólido a líquido se produce a una temperatura fija, llamada punto de fusión. El calor necesario es el calor latente de fusión.

Las moléculas en estado líquido se mueven. El aporte de calor incrementa su velocidad, y a partir de un determinado momento, la energía cinética permite a algunas moléculas escapar a la atracción de las restantes y pasar al estado de vapor. Si el fenómeno tiene lugar en todo el líquido a la vez se denomina ebullición y se produce a una temperatura constante. Si sólo se verifica parcialmente, recibe el nombre de evaporación y se produce a cualquier temperatura. El calor necesario para este cambio de estado se conoce como calor latente de evaporación.

El proceso inverso (paso de vapor-líquido-sólido) es igual, pero desprendiendo calor. El calor cedido por unidad de masa al pasar de gas a líquido se llama calor latente de condensación, y de líquido a sólido, calor latente de solidificación.

1.2 Principales fases del ciclo del agua: evaporación, condensación y precipitación

El agua en la naturaleza está en contínuo estado de transformación, en un proceso cuyas fases más importantes son la evaporación, la condensación y la precipitación, que constituyen un ciclo cerrado denominado el ciclo hidrológico del agua. El agua de océanos, mares, etc., se evapora y pasa a la atmósfera, incrementando su humedad. El contendio de vapor de la atmósfera depende sobre todo de la temperatura. El descenso de la temperatura provoca la condensación del vapor y su posterior precipitación en forma de lluvia, granizo y nieve, tanto en océanos como en continentes. El balance es desigual en ambos, pues en los continentes la precipitación supera a la evaporación. Parte del aguamoja el suelo y se evapora de nuevo, pero otra es filtrada y se devuelve a los océanos por los ríos, o bien es retenida (superficialmente, como nieve o hielo, o en capas freáticas). Su oscilación a corto pplazo obedece a fluctuaciones estacionales. En los océanos, la evaporación supera a la precipitación, pero se mantiene constante por las aportaciones de los continentes.

En el balance del ciclo hidrológico del agua, la mayor parte está en los océanos, pero la atmósfera participa de forma definitiva en el intercambio con tierra y océanos. La versatilidad del agua para el cambio de estado facilita la labor de la atmósfera para redistribuir el agua en la naturaleza mediante la evaporación-condensación-precipitación.