La vapeur d’eau est de l’eau sous forme gazeuse et non liquide. Elle peut être formée par un processus d’évaporation ou de sublimation. Contrairement aux nuages, au brouillard ou à la brume qui ne sont que des particules d’eau liquide en suspension dans l’air, la vapeur d’eau elle-même ne peut être vue car elle est sous forme gazeuse.
La vapeur d’eau dans l’atmosphère est souvent inférieure à son point d’ébullition. Lorsque l’on fait bouillir de l’eau, celle-ci s’évapore beaucoup plus rapidement et produit de la vapeur. La vapeur contient souvent des gouttelettes d’eau, ce que l’on voit lorsque l’eau bout. Comme les gouttelettes d’eau et la vapeur d’eau sont toutes deux présentes, on parle de vapeur humide (également appelée vapeur humide).
Lorsque le mélange devient plus chaud, les gouttelettes d’eau disparaissent et la vapeur devient sèche (également appelée vapeur sèche). Les centrales électriques utilisent la vapeur d’eau sous forme de vapeur (la vapeur sèche est préférable, mais la vapeur humide est également utilisée) comme fluide de travail pour faire tourner leurs turbines et produire de l’électricité.
La vapeur d’eau atmosphérique
La vapeur d’eau est importante pour un certain nombre de raisons différentes, mais sa présence dans l’atmosphère est l’une des plus importantes. La vapeur d’eau est présente dans l’atmosphère en quantités variables, mais elle est un élément vital du cycle hydrologique. Dans l’atmosphère, la vapeur d’eau peut exister à l’état de traces ou même représenter jusqu’à 4 % de l’atmosphère.
Cette concentration dépend largement de l’endroit où les niveaux de vapeur d’eau sont mesurés. En moyenne, la valeur de la vapeur d’eau dans l’atmosphère est de 2 à 3 %. Dans les endroits arides ou très froids – comme les régions polaires – la quantité de vapeur d’eau dans l’air est beaucoup plus faible.
Même par temps clair, la vapeur d’eau existe dans l’atmosphère sous forme de gaz invisible, contrairement aux nuages qui sont des gouttelettes d’eau liquide visibles. Si les conditions sont réunies, la vapeur d’eau peut s’accumuler sur de petites particules de poussière, de sel ou de fumée dans l’air pour former de petites gouttelettes.
Ces gouttelettes augmentent progressivement de taille et, avec le temps, deviennent diverses formes de précipitations. Puisque la vapeur d’eau est si présente dans l’atmosphère et qu’elle forme les précipitations, la vapeur d’eau est une composante majeure du cycle hydrologique. Lorsque les zones de rétention d’eau sont chauffées par le soleil, une partie de l’eau retenue s’évapore et devient de la vapeur, alimentant ainsi le cycle.
En plus d’être créées par l’évaporation de l’eau, les plantes sont capables de produire de la vapeur d’eau par un processus de transpiration.
Produit de la combustion
Lorsque les hydrocarbures subissent une combustion, l’eau est créée par les réactions chimiques. Toutefois, en raison des températures élevées, l’eau se présente sous sa forme gazeuse : la vapeur d’eau. Un exemple de réaction de combustion d’hydrocarbures est présenté ci-dessous pour illustrer comment l’eau est créée au cours de ce processus.
Étant donné que la vapeur d’eau est libérée lors de la combustion des hydrocarbures, la vapeur d’eau est un composant assez important des gaz de combustion rejetés par les centrales électriques au charbon ou au gaz naturel. Une quantité étonnamment importante d’eau est libérée lors de la combustion du charbon.
Par exemple, lors de la combustion de charbon bitumineux, environ 0,4 kilogramme d’eau est produit pour chaque kilogramme de charbon brûlé. Cela signifie que des tonnes d’eau sont produites par heure dans une grande centrale électrique au charbon.
Impacts sur le climat
La vapeur d’eau se déplace à la surface de la Terre, en passant par diverses zones de stockage. C’est ce cycle qui façonne le climat des différentes régions du globe, fournissant des précipitations et favorisant la vie. La distribution et le cycle de la vapeur d’eau changent avec l’évolution du climat.
La vapeur d’eau est en fait le gaz à effet de serre le plus abondant dans l’atmosphère, et le plus puissant de tous les gaz à effet de serre en raison de sa structure chimique. Sa présence représente environ deux tiers de l’effet de serre naturel.
Par le passé, l’importance de l’impact de la vapeur d’eau sur le réchauffement de la planète a fait l’objet de débats, mais des études récentes ont confirmé que l’amplification de la chaleur par la vapeur d’eau est suffisamment forte pour doubler le réchauffement climatique causé par l’augmentation des niveaux de CO2.
En tant que gaz à effet de serre, la vapeur d’eau crée un cycle de rétroaction positive pour le réchauffement de la planète. Cela signifie que plus le monde se réchauffe, plus il y a de vapeur d’eau dans l’air, car les taux d’évaporation des océans, des lacs et des cours d’eau augmentent. Comme il y a alors plus de vapeur d’eau dans l’air, la vapeur d’eau elle-même contribue à un réchauffement plus important.
Les activités humaines n’augmentent pas la teneur globale en vapeur d’eau dans l’atmosphère, mais elles peuvent provoquer l’évaporation d’une plus grande quantité d’eau en raison de l’augmentation de la température de l’atmosphère. Ainsi, le réchauffement anthropique est renforcé par une plus grande teneur en vapeur d’eau dans l’atmosphère.
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