2. Hơi nƣớc trong khớ quyển và hiện tƣợng giỏng thuỷ (mƣa)
2.2. Diễn biến hàng ngày, hàng năm của lƣợng bay hơi
Sự bay hơi là quỏ trỡnh nƣớc chuyển từ trạng thỏi lỏng hoặc rắn sang trạng thỏi hơi.
Lƣợng nƣớc bay hơi đo bằng chiều dày của lớp nƣớc bay hơi (đơn vị mm). Tốc độ bay hơi là lƣợng nƣớc bay hơi trong một đơn vị thời gian.
Những phõn tử nƣớc ở trạng thỏi lỏng chuyển động khụng ngừng, với tốc độ khỏc nhau và theo những hƣớng khỏc nhau, đú là chuyển động Brao-nơ.
Những phõn tử ở ngay trờn mặt nƣớc lỏng cú tốc độ lớn nhất đó thắng đƣợc những lực kết dớnh phõn tử và bay ra khỏi mặt nƣớc đi vào khụng gian xung quanh. Nhiệt độ càng lờn cao, cỏc phõn tử nƣớc chuyển động càng nhanh, do đú số phõn tử bay ra càng tăng. Cỏc phõn tử hơi nƣớc chuyển động theo cỏc hƣớng khỏc nhau trờn bề mặt nƣớc và một phần quay trở lại mặt nƣớc.
Nếu số lƣợng cỏc phõn từ bay ra khỏi nƣớc lỏng lớn hơn số phõn tử trở về mặt nƣớc thỡ sự bay hơi đang thực hiện.
Trong quỏ trỡnh lƣợng hơi nƣớc tăng dần trong khụng gian trờn bề mặt bay hơi, số phõn tử bay ra và số phõn tử quay trở về mặt nƣớc trong 1 đơn vị thời gian cú thể bằng nhau. Khi đú một sự cõn bằng động đƣợc thiết lập và “sự bay hơi ngừng lại”, l ỳc này hơi nƣớc ở trạng thỏi bóo hũa.
Nếu khoảng khụng gian bờn trờn bề mặt bay hơi đó quỏ bóo hoà hơi nƣớc thỡ số lƣợng cỏc phõn tử nƣớc trở về nƣớc lỏng lớn hơn số lƣợng cỏc phõn tử bay ra khỏi nƣớc lỏng. Đú là hiện tƣợng ngƣng kết hơi nƣớc trờn bề mặt nƣớc, là quỏ trỡnh ngƣợc với quỏ trỡnh bay hơi.
Khi nhiệt độ tăng thỡ sự bay hơi tăng lờn và do đú lƣợng hơi nƣớc nhập vào khớ quyển cũng tăng lờn, kết quả là độ ẩm tuyệt đối của khụng khớ tăng lờn, đồng thời ỏp suất hơi nƣớc bóo hũa cũng tăng. Nhƣng ỏp suất của hơi nƣớc bóo hũa tăng nhanh hơn so với độ ẩm tuyệt đối.
Khi nhiệt độ khụng khớ giảm thỡ sự bay hơi giảm đi do đú độ ẩm tuyệt đối giảm, nhƣng giảm chậm hơn nhiều so với ỏp suất hơi nƣớc bóo hũa.
Nhƣ vậy, sự bay hơi xảy ra càng nhanh khi nhiệt độ của nƣớc càng cao. Quỏ trỡnh bay hơi làm cho nƣớc giảm nhiệt độ. Cỏc quỏ trỡnh bay hơi xảy ra trong tự nhiờn ở nhiệt độ thƣờng (trong đú cú quỏ trỡnh sản xuất muối biển bằng phƣơng phỏp bay hơi mặt bằng) chỳng ta khụng thấy vật thể chứa nƣớc bị lạnh đi (cỏt phơi, ruộng phơi nƣớc, ụ kết tinh muối) vỡ lƣợng nhiệt mất đi do quỏ trỡnh bay hơi nƣớc lại đƣợc bổ sung từ năng lƣợng của bức xạ mặt trời.
Sự bay hơi là một hiện tƣợng phức tạp, phụ thuộc vào nhiều yếu tố, nhƣng trƣớc tiờn là phụ thuộc vào nhiệt độ khụng khớ và tốc độ giú. Khi nhiệt độ khụng khớ tăng thỡ hơi nƣớc chứa trong khụng khớ càng xa trạng thỏi bóo hũa, độ thiếu hụt ẩm trở nờn lớn hơn, vỡ vậy tốc độ bay hơi mạnh lờn. Giú đƣa hơi nƣớc hỡnh thành từ mặt nƣớc, mặt đất ẩm và lớp phủ thực vật (khụng khớ giàu ẩm) đi nơi khỏc. Giú làm tăng cƣờng sự trao đổi theo phƣơng nằm ngang của khụng khớ và hơi nƣớc chứa trong khụng khớ, do đú thuận lợi cho sự bay hơi. Độ ẩm của khụng khớ càng nhỏ, thỡ độ thiếu hụt bóo hũa càng lớn, do đú tốc độ bay hơi càng tăng.
Ngoài những điều kiện khớ tƣợng, sự bay hơi cũn phụ thuộc vào nhiều yếu tố, trong sản xuất muối từ nƣớc biển thỡ nƣớc chạt càng cú nồng độ cao sự bay hơi nƣớc ngọt sẽ càng khú khăn hơn.
Diễn biến hàng ngày của tốc độ bay hơi phần nhiều đồng biến với diễn biến hàng ngày của nhiệt độ. Độ bay hơi lớn nhất thƣờng thấy vào những buổi trƣa và nhỏ nhất vào trƣớc khi mặt trời mọc. Vỡ nhiệt độ tăng thỡ ỏp suất hơi nƣớc bóo hũa cũng tăng, do đú độ thiếu hụt bóo hũa mà sự bay hơi phụ thuộc vào đú cũng tăng.
Diễn biến hàng ngày của giú cũng cú ảnh hƣởng lớn đến tốc độ bay hơi: tốc độ của giú tăng lờn, tạo ra những điều kiện thuận lợi cho sự tăng tốc độ bay hơi. Tốc độ của giú giảm đi thỡ tốc độ vận chuyển lớp khụng khớ giàu hơi nƣớc trờn bề mặt nƣớc cũng giảm đi, gõy khú khăn cho sự bay hơi.
Ban đờm khụng khớ ở gần sỏt mặt đất trở nờn gần bóo hũa hơi nƣớc, sự bay hơi giảm xuống rất mạnh, hoặc bị ngừng hẳn.
Trong mựa hố, diễn biến hàng ngày của tốc độ bay hơi biểu hiện rừ rệt hơn mựa đụng.
Nhiệt độ ảnh hƣởng rất lớn đến diễn biến hàng năm của tốc độ bay hơi. Cho nờn độ bay hơi lớn nhất thƣờng xảy ra vào thỏng 6, thỏng 7, đụi khi vào thỏng 5. Cũn độ bay hơi nhỏ nhất thỡ xảy ra vào thỏng 12 hoặc thỏng 1.