ไอน้ำ

จาก Wikipedia สารานุกรมเสรี
ข้ามไปที่การนำทาง ข้ามไปที่การค้นหา

ไอน้ำ (H 2 O)
St Johns Fog.jpg
ไอน้ำที่มองไม่เห็นจะควบแน่นกลายเป็นเมฆหยดฝนเหลวที่
มองเห็นได้
สถานะของเหลว น้ำ
สถานะของแข็ง น้ำแข็ง
คุณสมบัติ[1]
สูตรโมเลกุล H 2 O
มวลโมเลกุล 18.01528 (33)  กรัม / โมล
จุดหลอมเหลว 0.00  ° C (273.15  K ) [2]
จุดเดือด 99.98 ° C (373.13 K) [2]
ค่าคงที่ของก๊าซเฉพาะ 461.5 J / ( กก. · K)
ความร้อนของการกลายเป็นไอ 2.27 MJ / กก
ความร้อน 300 K 1.864 กิโลจูล / (กก. · K) [3]

ไอน้ำ , ไอน้ำหรือไอน้ำเป็นก๊าซขั้นตอนของน้ำเป็นสถานะหนึ่งของน้ำภายในไฮโดรสเฟียร์ น้ำไอสามารถผลิตได้จากการระเหยหรือต้มน้ำของเหลวหรือจากการระเหิดของน้ำแข็งไอน้ำมีความโปร่งใสเช่นเดียวกับองค์ประกอบส่วนใหญ่ของบรรยากาศ[4]ภายใต้สภาพบรรยากาศทั่วไปไอน้ำจะถูกสร้างขึ้นอย่างต่อเนื่องโดยการระเหยและลบออกได้โดยการควบแน่นมีความหนาแน่นน้อยกว่าองค์ประกอบอื่น ๆ ของอากาศและทำให้เกิดกระแสการพาความร้อนที่สามารถนำไปสู่เมฆ

เป็นส่วนประกอบของอุทกของโลกและวัฏจักรอุทกวิทยาก็จะมีมากโดยเฉพาะอย่างยิ่งในชั้นบรรยากาศของโลกที่จะทำหน้าที่เป็นมีศักยภาพมากที่สุดก๊าซเรือนกระจกที่แข็งแรงกว่าก๊าซอื่น ๆ เช่นก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และก๊าซมีเทน การใช้ไอน้ำเป็นไอน้ำที่ได้รับความสำคัญสำหรับการปรุงอาหารและเป็นองค์ประกอบหลักในการผลิตและการขนส่งระบบพลังงานตั้งแต่การปฏิวัติอุตสาหกรรม

ไอน้ำเป็นกันค่อนข้างบรรยากาศรัฐธรรมนูญปัจจุบันแม้จะอยู่ในบรรยากาศแสงอาทิตย์เช่นเดียวกับดาวเคราะห์ในทุกระบบพลังงานแสงอาทิตย์และหลายวัตถุทางดาราศาสตร์รวมทั้งธรรมชาติดาวเทียม , ดาวหางและแม้กระทั่งขนาดใหญ่ดาวเคราะห์น้อย ในทำนองเดียวกันการตรวจสอบของนอกระบบไอน้ำจะแสดงให้เห็นการกระจายที่คล้ายกันในระบบดาวเคราะห์อื่น ๆ ไอน้ำมีความสำคัญเนื่องจากสามารถเป็นหลักฐานทางอ้อมที่สนับสนุนการปรากฏตัวของน้ำเหลวนอกโลกในกรณีของวัตถุมวลของดาวเคราะห์บางชนิด

คุณสมบัติ[ แก้ไข]

การระเหย[ แก้ไข]

เมื่อใดก็ตามที่โมเลกุลของน้ำออกจากพื้นผิวและแพร่กระจายเป็นก๊าซโดยรอบจะมีการกล่าวว่าระเหยไปแล้ว แต่ละโมเลกุลของน้ำแต่ละคนซึ่งการเปลี่ยนระหว่างที่เกี่ยวข้องมากขึ้น (ของเหลว) และที่เกี่ยวข้องน้อย (ไอ / แก๊ส) รัฐไม่ให้ผ่านการดูดซึมหรือปล่อยของพลังงานจลน์การวัดโดยรวมของการถ่ายเทพลังงานจลน์นี้ถูกกำหนดให้เป็นพลังงานความร้อนและจะเกิดขึ้นก็ต่อเมื่อมีความแตกต่างของอุณหภูมิของโมเลกุลของน้ำ น้ำของเหลวกลายเป็นไอน้ำจะใช้เวลาพัสดุของความร้อนกับมันในกระบวนการที่เรียกว่าevaporative เย็น[5]ปริมาณไอน้ำในอากาศเป็นตัวกำหนดความถี่ที่โมเลกุลจะกลับสู่พื้นผิว เมื่อเกิดการระเหยสุทธิร่างกายของน้ำจะได้รับการระบายความร้อนสุทธิที่เกี่ยวข้องโดยตรงกับการสูญเสียน้ำ

ในสหรัฐอเมริกา National Weather Service วัดอัตราการระเหยที่แท้จริงจากพื้นผิวน้ำแบบเปิด "กระทะ" ที่ได้มาตรฐานตามสถานที่ต่างๆทั่วประเทศ คนอื่น ๆ ก็ทำเช่นเดียวกันทั่วโลก ข้อมูลของสหรัฐอเมริกาถูกรวบรวมและรวบรวมไว้ในแผนที่การระเหยประจำปี [6]การวัดมีตั้งแต่ต่ำกว่า 30 ถึงมากกว่า 120 นิ้วต่อปี สูตรสามารถใช้ในการคำนวณอัตราการระเหยจากผิวน้ำเช่นสระว่ายน้ำ [7] [8]ในบางประเทศอัตราการระเหยสูงเกินกว่าอัตราการ ตกตะกอน

ที่ระบายความร้อนถูก จำกัด โดยสภาพบรรยากาศ ความชื้นคือปริมาณไอน้ำในอากาศ เนื้อหาไอของอากาศเป็นวัดที่มีอุปกรณ์ที่รู้จักในฐานะhygrometersการวัดมักจะแสดงเป็นความชื้นที่เฉพาะเจาะจงหรือร้อยละความชื้นสัมพัทธ์อุณหภูมิของบรรยากาศและผิวน้ำเป็นตัวกำหนดความดันไอสมดุล ความชื้นสัมพัทธ์ 100% เกิดขึ้นเมื่อความดันไอน้ำบางส่วนเท่ากับความดันไอสมดุล เงื่อนไขนี้มักเรียกว่าความอิ่มตัวสมบูรณ์ ความชื้นอยู่ในช่วง 0 กรัมต่อลูกบาศก์เมตรในอากาศแห้งถึง 30 กรัมต่อลูกบาศก์เมตร (0.03 ออนซ์ต่อลูกบาศก์ฟุต) เมื่อไออิ่มตัวที่ 30 ° C [9]

การฟื้นตัวของอุกกาบาตในแอนตาร์กติกา ( ANSMET )
บอร์ดอิเล็กตรอนของเนื้อเยื่อเส้นเลือดฝอยฝังตรึง

การระเหิด[ แก้ไข]

การระเหิดเป็นกระบวนการที่โมเลกุลของน้ำออกจากพื้นผิวน้ำแข็งโดยตรงโดยไม่ต้องกลายเป็นน้ำเหลวก่อน การระเหิดเป็นเหตุให้น้ำแข็งและหิมะหายไปอย่างช้าๆในช่วงกลางฤดูหนาวที่อุณหภูมิต่ำเกินไปที่จะทำให้เกิดการละลายแอนตาร์กติกาแสดงให้เห็นถึงผลกระทบนี้ในระดับที่ไม่เหมือนใครเนื่องจากเป็นทวีปที่มีอัตราการตกตะกอนต่ำที่สุดในโลก ด้วยเหตุนี้จึงมีพื้นที่ขนาดใหญ่ที่ชั้นของหิมะหลายพันปีได้ระเหิดลงโดยทิ้งวัสดุที่ไม่ระเหยใด ๆ ที่พวกเขามีอยู่ สิ่งนี้มีคุณค่าอย่างยิ่งสำหรับสาขาวิชาทางวิทยาศาสตร์ตัวอย่างที่น่าทึ่งคือการรวบรวมอุกกาบาตที่ถูกทิ้งไว้ในจำนวนที่ไม่มีใครเทียบได้และสถานะการเก็บรักษาที่ยอดเยี่ยม

ระเหิดเป็นสิ่งสำคัญในการจัดทำบางชั้นเรียนของตัวอย่างทางชีวภาพสำหรับการสแกนกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน โดยปกติตัวอย่างที่จัดทำโดยcryofixationและแช่แข็งแตกหักหลังจากที่ผิวเสียคือแช่แข็งแกะสลักถูกกัดเซาะโดยการสัมผัสกับฝุ่นจนแสดงให้เห็นถึงระดับที่จำเป็นของรายละเอียด เทคนิคนี้สามารถแสดงโมเลกุลของโปรตีนโครงสร้างออร์แกเนลล์และลิพิดบิไลเยอร์ที่มีระดับความผิดเพี้ยนต่ำมาก

การควบแน่น[ แก้ไข]

เมฆเกิดจากไอน้ำควบแน่น

ไอน้ำจะกลั่นตัวบนพื้นผิวอื่นก็ต่อเมื่อพื้นผิวนั้นเย็นกว่าอุณหภูมิจุดน้ำค้างหรือเมื่อเกินดุลยภาพของไอน้ำในอากาศ เมื่อไอน้ำควบแน่นบนพื้นผิวตาข่ายจะร้อนขึ้นบนพื้นผิวนั้น โมเลกุลของน้ำจะนำพลังงานความร้อนมาด้วย ในทางกลับกันอุณหภูมิของบรรยากาศจะลดลงเล็กน้อย[10]ในบรรยากาศการกลั่นตัวเป็นหยดน้ำก่อให้เกิดเมฆหมอกและการตกตะกอน (โดยปกติจะเกิดขึ้นเฉพาะเมื่อได้รับการอำนวยความสะดวกโดยนิวเคลียสควบแน่นของเมฆ ) จุดน้ำค้างของพัสดุทางอากาศคืออุณหภูมิที่มันต้องเย็นลงก่อนไอน้ำในอากาศจะเริ่มควบแน่น การควบแน่นในบรรยากาศก่อให้เกิดละอองเมฆ

นอกจากนี้การควบแน่นของไอน้ำสุทธิเกิดขึ้นบนพื้นผิวเมื่ออุณหภูมิของพื้นผิวอยู่ที่หรือต่ำกว่าอุณหภูมิจุดน้ำค้างของบรรยากาศ การทับถมเป็นการเปลี่ยนเฟสแยกจากการควบแน่นซึ่งนำไปสู่การก่อตัวของน้ำแข็งโดยตรงจากไอน้ำ น้ำค้างแข็งและหิมะเป็นตัวอย่างของการทับถม

มีกลไกหลายประการในการระบายความร้อนที่เกิดการควบแน่น: 1) การสูญเสียความร้อนโดยตรงโดยการนำหรือการแผ่รังสี 2) ความเย็นจากการลดลงของความดันอากาศที่เกิดขึ้นกับการยกตัวของอากาศยังเป็นที่รู้จักระบายความร้อนอะ อากาศสามารถถูกยกขึ้นโดยภูเขาซึ่งเบี่ยงเบนอากาศขึ้นด้านบนโดยการพาความร้อนและโดยด้านหน้าที่เย็นและอบอุ่น 3) การระบายความร้อนแบบ Advective - การระบายความร้อนเนื่องจากการเคลื่อนที่ของอากาศในแนวนอน

ปฏิกิริยาเคมี[ แก้]

ปฏิกิริยาเคมีจำนวนหนึ่งมีน้ำเป็นผลิตภัณฑ์ หากปฏิกิริยาเกิดขึ้นที่อุณหภูมิสูงกว่าจุดน้ำค้างของอากาศโดยรอบน้ำจะกลายเป็นไอและเพิ่มความชื้นในพื้นที่หากต่ำกว่าจุดน้ำค้างจะเกิดการควบแน่นในพื้นที่ ปฏิกิริยาทั่วไปที่ส่งผลให้เกิดน้ำคือการเผาไหม้ของไฮโดรเจนหรือไฮโดรคาร์บอนในอากาศหรือออกซิเจนอื่น ๆที่มีส่วนผสมของก๊าซหรือเป็นผลมาจากปฏิกิริยากับสารออกซิไดเซอร์

ในทำนองเดียวกันปฏิกิริยาทางเคมีหรือทางกายภาพอื่น ๆ สามารถเกิดขึ้นได้เมื่อมีไอน้ำซึ่งส่งผลให้เกิดสารเคมีใหม่ ๆ เช่นสนิมบนเหล็กหรือเหล็กกล้าการเกิดพอลิเมอไรเซชัน ( โฟมโพลียูรีเทนบางชนิดและกาวไซยาโนอะคริเลตที่รักษาเมื่อสัมผัสกับความชื้นในบรรยากาศ) หรือการเปลี่ยนแปลงรูปแบบ เช่นในกรณีที่สารเคมีที่ปราศจากน้ำอาจดูดซับไอมากพอที่จะสร้างโครงสร้างผลึกหรือเปลี่ยนแปลงสิ่งที่มีอยู่บางครั้งส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงสีลักษณะที่สามารถใช้สำหรับการวัดได้

การวัด[ แก้ไข]

การวัดปริมาณไอน้ำในตัวกลางสามารถทำได้โดยตรงหรือจากระยะไกลโดยมีระดับความแม่นยำที่แตกต่างกัน วิธีการระยะไกลการดูดซับแม่เหล็กไฟฟ้าดังกล่าวเป็นไปได้จากดาวเทียมที่อยู่เหนือชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์ วิธีการโดยตรงอาจใช้ทรานสดิวเซอร์อิเล็กทรอนิกส์เทอร์มอมิเตอร์แบบชุบหรือวัสดุดูดความชื้นเพื่อวัดการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางกายภาพหรือขนาด

ปานกลาง ช่วงอุณหภูมิ (degC) ความไม่แน่นอนของการวัด ความถี่ในการวัดโดยทั่วไป ต้นทุนระบบ หมายเหตุ
ไซโครมิเตอร์แบบสลิง อากาศ −10 ถึง 50 ต่ำถึงปานกลาง ทุกชั่วโมง ต่ำ
สเปกโทรสโกปีจากดาวเทียม อากาศ −80 ถึง 60 ต่ำ สูงมาก
เซ็นเซอร์ Capacitive อากาศ / ก๊าซ −40 ถึง 50 ปานกลาง 2 ถึง 0.05 Hz ปานกลาง มีแนวโน้มที่จะอิ่มตัว / ปนเปื้อนเมื่อเวลาผ่านไป
เซ็นเซอร์ capacitive ที่อุ่นขึ้น อากาศ / ก๊าซ −15 ถึง 50 ปานกลางถึงต่ำ 2 ถึง 0.05 Hz (ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ) ปานกลางถึงสูง มีแนวโน้มที่จะอิ่มตัว / ปนเปื้อนเมื่อเวลาผ่านไป
เซ็นเซอร์ ตัวต้านทาน อากาศ / ก๊าซ −10 ถึง 50 ปานกลาง 60 วินาที ปานกลาง มีแนวโน้มที่จะปนเปื้อน
ดิวเซลล์ลิเธียมคลอไรด์ อากาศ −30 ถึง 50 ปานกลาง ต่อเนื่อง ปานกลาง ดูน้ำค้าง
โคบอลต์ (II) คลอไรด์ อากาศ / ก๊าซ 0 ถึง 50 สูง 5 นาที ต่ำมาก มักใช้ในการ์ดบ่งชี้ความชื้น
สเปกโทรสโกปีการดูดซึม อากาศ / ก๊าซ ปานกลาง สูง
อลูมิเนียมออกไซด์ อากาศ / ก๊าซ ปานกลาง ปานกลาง ดูการวิเคราะห์ความชื้น
ซิลิคอนออกไซด์ อากาศ / ก๊าซ ปานกลาง ปานกลาง ดูการวิเคราะห์ความชื้น
การดูดซับ Piezoelectric อากาศ / ก๊าซ ปานกลาง ปานกลาง ดูการวิเคราะห์ความชื้น
อิเล็กโทรไลต์ อากาศ / ก๊าซ ปานกลาง ปานกลาง ดูการวิเคราะห์ความชื้น
ความตึงเครียดของเส้นผม อากาศ 0 ถึง 40 สูง ต่อเนื่อง ต่ำถึงปานกลาง ได้รับผลกระทบจากอุณหภูมิ ได้รับผลกระทบจากความเข้มข้นสูงเป็นเวลานาน
เนฟีโลมิเตอร์ อากาศ / ก๊าซอื่น ๆ ต่ำ สูงมาก
ผิวหนังของ Goldbeater (Cow Peritoneum) อากาศ −20 ถึง 30 ปานกลาง (พร้อมการแก้ไข) ช้าช้าลงที่อุณหภูมิต่ำกว่า ต่ำ อ้างอิง: WMO Guide to Meteorological Instruments and Methods of Observation No. 8 2006, (หน้า 1.12–1)
ไลมัน - อัลฟา ความถี่สูง สูง http://amsglossary.allenpress.com/glossary/search?id=lyman-alpha-hygrometer1ต้องมีการสอบเทียบบ่อยๆ
กราวิเมตริกไฮโกรมิเตอร์ ต่ำมาก สูงมาก มักเรียกว่าแหล่งที่มาหลักมาตรฐานอิสระแห่งชาติที่พัฒนาในสหรัฐอเมริกาสหราชอาณาจักรสหภาพยุโรปและญี่ปุ่น
ปานกลาง ช่วงอุณหภูมิ (degC) ความไม่แน่นอนของการวัด ความถี่ในการวัดโดยทั่วไป ต้นทุนระบบ หมายเหตุ

ผลกระทบต่อความหนาแน่นของอากาศ[ แก้ไข]

ไอน้ำมีน้ำหนักเบาหรือน้อยกว่าความหนาแน่นกว่าอากาศแห้ง [11] [12]ที่อุณหภูมิเทียบเท่าจะลอยตัวเมื่อเทียบกับอากาศแห้งโดยความหนาแน่นของอากาศแห้งที่อุณหภูมิและความดันมาตรฐาน (273.15 K, 101.325 kPa) คือ 1.27 g / L และไอน้ำที่อุณหภูมิมาตรฐานจะมีไอ ความดัน 0.6 kPa และความหนาแน่นต่ำกว่ามากที่ 0.485 g / L

การคำนวณ[ แก้ไข]

Dewpoint.jpg

การคำนวณความหนาแน่นของไอน้ำและอากาศแห้งที่ 0 ° C:

  • มวลโมเลกุลของน้ำเป็น18.02 กรัม / โมล , คำนวณจากผลรวมของมวลอะตอมของส่วนประกอบของอะตอม
  • มวลโมลาร์ของอากาศ (ไนโตรเจนประมาณ 78%, N 2 ; ออกซิเจน 21%, O 2 ; ก๊าซอื่น ๆ 1%) เท่ากับ28.57 กรัม / โมลที่อุณหภูมิและความดันมาตรฐาน ( STP )
  • เชื่อฟังกฎหมายของอโวและแก๊สอุดมคติกฎหมาย , อากาศชื้นจะมีความหนาแน่นต่ำกว่าอากาศแห้ง สูงสุด ความอิ่มตัว (เช่นความชื้นสัมพันธ์ = 100% ที่ 0 ° C) ความหนาแน่นจะลดลงเหลือ 28.51 กรัม / โมล
  • สภาวะ STP หมายถึงอุณหภูมิ 0 ° C ซึ่งความสามารถของน้ำในการกลายเป็นไอถูก จำกัด ไว้มาก ใช้ความเข้มข้นในอากาศอยู่ในระดับต่ำมากที่ 0 ° C เส้นสีแดงบนแผนภูมิทางด้านขวาคือความเข้มข้นสูงสุดของไอน้ำที่คาดว่าจะได้รับสำหรับอุณหภูมิที่กำหนด ความเข้มข้นของไอน้ำจะเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นใกล้ 100% ( ไอน้ำไอน้ำบริสุทธิ์) ที่ 100 ° C อย่างไรก็ตามความหนาแน่นระหว่างอากาศและไอน้ำยังคงมีความแตกต่างกันอยู่ (0.598 เทียบกับ 1.27 กรัม / ลิตร)

ที่อุณหภูมิเท่ากัน[ แก้ไข]

ที่อุณหภูมิเดียวกันคอลัมน์ของอากาศแห้งจะหนาแน่นหรือหนักกว่าคอลัมน์ของอากาศที่มีไอน้ำมวลโมลาร์ของไนโตรเจนไดอะตอมและออกซิเจนไดอะตอมมีมากกว่ามวลโมลาร์ของน้ำ ดังนั้นอากาศแห้งปริมาตรใด ๆ จะจมลงหากอยู่ในอากาศชื้นในปริมาณมากขึ้น นอกจากนี้ปริมาณอากาศชื้นจะเพิ่มขึ้นหรือลอยตัวได้หากอยู่ในบริเวณที่มีอากาศแห้งมากขึ้น เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นสัดส่วนของไอน้ำในอากาศจะเพิ่มขึ้นและการลอยตัวจะเพิ่มขึ้น การลอยตัวที่เพิ่มขึ้นอาจส่งผลกระทบต่อชั้นบรรยากาศอย่างมีนัยสำคัญทำให้เกิดกระแสอากาศที่ทรงพลังและอุดมด้วยความชื้นสูงขึ้นเมื่ออุณหภูมิของอากาศและอุณหภูมิน้ำทะเลสูงถึง 25 ° C หรือสูงกว่า ปรากฏการณ์นี้เป็นแรงผลักดันที่สำคัญสำหรับระบบสภาพอากาศแบบไซโคลนและแอนติไซโคลนิก (พายุไต้ฝุ่นและเฮอริเคน)

การหายใจและการหายใจ[ แก้ไข]

ไอน้ำเป็นผลพลอยได้จากการหายใจในพืชและสัตว์ การมีส่วนร่วมในความดันเพิ่มขึ้นเมื่อความเข้มข้นเพิ่มขึ้น ใช้ความดันบางส่วนมีส่วนร่วมในการเพิ่มขึ้นของความดันอากาศลดความดันผลงานบางส่วนของบรรยากาศก๊าซอื่น ๆ(กฎหมายของดาลตัน) ความกดอากาศทั้งหมดจะต้องคงที่ การมีไอน้ำในอากาศจะเจือจางหรือแทนที่ส่วนประกอบของอากาศอื่น ๆ ตามธรรมชาติเมื่อความเข้มข้นเพิ่มขึ้น

ซึ่งอาจมีผลต่อการหายใจ ในอากาศที่อบอุ่นมาก (35 ° C) สัดส่วนของไอน้ำจะมากพอที่จะทำให้เกิดความอบอ้าวที่อาจเกิดขึ้นได้ในสภาพป่าชื้นหรือในอาคารที่มีการระบายอากาศไม่ดี

ยกแก๊ส[ แก้ไข]

ไอน้ำมีความหนาแน่นต่ำกว่าอากาศดังนั้นจึงลอยตัวในอากาศได้ แต่มีความดันไอต่ำกว่าอากาศ เมื่อไอน้ำถูกใช้เป็นก๊าซยกโดยเรือเหาะระบายความร้อนไอน้ำจะถูกทำให้ร้อนจนกลายเป็นไอน้ำเพื่อให้ความดันไอของมันสูงกว่าความกดอากาศโดยรอบเพื่อรักษารูปร่างของ "บอลลูนไอน้ำ" ตามทฤษฎีซึ่งให้ผลตอบแทนประมาณ 60% ของฮีเลียมที่เพิ่มขึ้นและเป็นสองเท่าของอากาศร้อน [13]

การอภิปรายทั่วไป[ แก้ไข]

ปริมาณไอน้ำในบรรยากาศถูก จำกัด โดยข้อ จำกัด ของความกดดันและอุณหภูมิบางส่วน อุณหภูมิจุดน้ำค้างและทำหน้าที่ความชื้นสัมพัทธ์เป็นแนวทางในการกระบวนการของไอน้ำในที่วัฏจักรของน้ำ การป้อนพลังงานเช่นแสงแดดสามารถทำให้เกิดการระเหยมากขึ้นบนพื้นผิวมหาสมุทรหรือการระเหิดมากขึ้นบนก้อนน้ำแข็งบนยอดเขา ความสมดุลระหว่างการรวมตัวและการระเหยจะช่วยให้ปริมาณที่เรียกว่าไอความดันบางส่วน

ความดันบางส่วนสูงสุด ( ความดันอิ่มตัว ) ของไอน้ำในอากาศจะแตกต่างกันไปตามอุณหภูมิของอากาศและส่วนผสมของไอน้ำ มีสูตรเชิงประจักษ์ที่หลากหลายสำหรับปริมาณนี้ สูตรอ้างอิงที่ใช้มากที่สุดคือสมการ Goff-Gratchสำหรับ SVP เหนือน้ำเหลวที่ต่ำกว่าศูนย์องศาเซลเซียส:

โดยที่Tอุณหภูมิของอากาศชื้นจะได้รับในหน่วยของเคลวินและpจะได้รับในหน่วยมิลลิบาร์ ( เฮกโตปาสคาล )

สูตรนี้ใช้ได้ตั้งแต่ประมาณ −50 ถึง 102 ° C; อย่างไรก็ตามการวัดความดันไอของน้ำเหนือน้ำของเหลวที่ระบายความร้อนด้วยน้ำเย็นมีจำนวน จำกัด มาก มีสูตรอื่น ๆ อีกมากมายที่สามารถใช้ได้ [14]

ภายใต้เงื่อนไขบางประการเช่นเมื่อถึงอุณหภูมิการเดือดของน้ำการระเหยสุทธิจะเกิดขึ้นในระหว่างสภาพบรรยากาศมาตรฐานโดยไม่คำนึงถึงเปอร์เซ็นต์ของความชื้นสัมพัทธ์ กระบวนการทันทีนี้จะขจัดไอน้ำจำนวนมหาศาลไปสู่บรรยากาศที่เย็นกว่า

หายใจออกทางอากาศเป็นเกือบเต็มที่ที่สมดุลกับไอน้ำที่อุณหภูมิร่างกาย ในอากาศเย็นไอที่หายใจออกจะกลั่นตัวเป็นหยดน้ำอย่างรวดเร็วจึงปรากฏเป็นหมอกหรือละอองของหยดน้ำและเกิดการกลั่นตัวเป็นหยดน้ำหรือน้ำค้างแข็งบนพื้นผิว การบังคับให้หยดน้ำเหล่านี้กลั่นตัวจากลมหายใจที่หายใจออกเป็นพื้นฐานของการควบแน่นของลมหายใจออกซึ่งเป็นการทดสอบวินิจฉัยทางการแพทย์ที่พัฒนาขึ้นเรื่อย ๆ

การควบคุมไอน้ำในอากาศเป็นประเด็นสำคัญในอุตสาหกรรมการทำความร้อนการระบายอากาศและเครื่องปรับอากาศ (HVAC) ความสบายในการระบายความร้อนขึ้นอยู่กับสภาพอากาศชื้น สถานการณ์ที่ไม่สะดวกสบายของมนุษย์เรียกว่าการทำความเย็นและยังได้รับผลกระทบจากไอน้ำ ตัวอย่างเช่นร้านขายอาหารหลายแห่งเช่นซูเปอร์มาร์เก็ตใช้ตู้แช่เย็นแบบเปิดหรือกล่องใส่อาหารซึ่งสามารถลดแรงดันไอน้ำ (ลดความชื้น) ได้อย่างมาก แนวปฏิบัตินี้ให้ประโยชน์หลายประการเช่นเดียวกับปัญหา

ในชั้นบรรยากาศของโลก[ แก้ไข]

หลักฐานการเพิ่มปริมาณของไอน้ำในชั้นบรรยากาศสตราโตสเฟียร์เมื่อเวลาผ่านไปในโบลเดอร์โคโลราโด

น้ำก๊าซหมายถึงเป็นส่วนประกอบเล็ก ๆ แต่สำคัญกับสิ่งแวดล้อมของบรรยากาศเปอร์เซ็นต์ไอน้ำในอากาศผิวดินแตกต่างกันไปตั้งแต่ 0.01% ที่ -42 ° C (-44 ° F) [15]ถึง 4.24% เมื่อจุดน้ำค้างอยู่ที่ 30 ° C (86 ° F) [16]ประมาณ 99.13% มีอยู่ในโทรโพสเฟียร์ การกลั่นตัวของไอน้ำเป็นของเหลวหรือน้ำแข็งเป็นตัวก่อให้เกิดเมฆฝนหิมะและการตกตะกอนอื่น ๆซึ่งทั้งหมดนี้นับเป็นองค์ประกอบที่สำคัญที่สุดของสิ่งที่เราประสบเป็นสภาพอากาศ เห็นได้ชัดน้อยกว่าความร้อนแฝงของการกลายเป็นไอซึ่งถูกปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศเมื่อใดก็ตามที่เกิดการควบแน่นเป็นหนึ่งในเงื่อนไขที่สำคัญที่สุดในงบประมาณพลังงานบรรยากาศทั้งในระดับท้องถิ่นและระดับโลก ยกตัวอย่างเช่นการปล่อยความร้อนแฝงอยู่ในบรรยากาศการหมุนเวียนเป็นผู้รับผิดชอบโดยตรงสำหรับการเปิดพายุทำลายล้างเช่นพายุไซโคลนเขตร้อนและรุนแรงพายุฝนฟ้าคะนองไอน้ำเป็นมีศักยภาพมากที่สุดก๊าซเรือนกระจกเนื่องจากการปรากฏตัวของไฮดรอกซิพันธบัตรซึ่งขอดูดซับในอินฟาเรดพื้นที่ของคลื่นแสง

ไอน้ำเป็น "สื่อการทำงาน" ของเครื่องยนต์อุณหพลศาสตร์ในชั้นบรรยากาศซึ่งเปลี่ยนพลังงานความร้อนจากการฉายรังสีดวงอาทิตย์เป็นพลังงานกลในรูปของลม การเปลี่ยนพลังงานความร้อนเป็นพลังงานกลต้องใช้ระดับอุณหภูมิบนและล่างรวมถึงสื่อการทำงานที่ส่งไปมาและกลับระหว่างทั้งสองอย่าง ระดับอุณหภูมิสูงสุดจะได้รับจากดินหรือพื้นน้ำของโลกซึ่งดูดซับรังสีดวงอาทิตย์ที่เข้ามาและทำให้น้ำระเหยอุ่นขึ้น อากาศชื้นและอบอุ่นที่พื้นมีน้ำหนักเบากว่าบริเวณโดยรอบและลอยขึ้นไปจนถึงขีด จำกัด บนของโทรโพสเฟียร์ ที่นั่นโมเลกุลของน้ำจะแผ่พลังงานความร้อนออกสู่อวกาศทำให้อากาศโดยรอบเย็นลง บรรยากาศชั้นบนถือเป็นระดับอุณหภูมิที่ต่ำกว่าของเครื่องยนต์อุณหพลศาสตร์ของบรรยากาศไอน้ำในอากาศเย็นตอนนี้กลั่นตัวและตกลงสู่พื้นในรูปแบบของฝนหรือหิมะ อากาศเย็นและแห้งที่หนักกว่าในขณะนี้ก็จมลงสู่พื้นเช่นกัน เครื่องยนต์เทอร์โมไดนามิกส์ในชั้นบรรยากาศจึงสร้างการพาความร้อนในแนวตั้งซึ่งจะถ่ายเทความร้อนจากพื้นดินสู่บรรยากาศชั้นบนซึ่งโมเลกุลของน้ำสามารถแผ่ออกไปยังอวกาศได้ เนื่องจากการหมุนของโลกและแรงโคริโอลิสที่เกิดขึ้นการพาความร้อนในชั้นบรรยากาศในแนวตั้งนี้จะถูกแปลงเป็นการพาความร้อนในแนวนอนในรูปแบบของไซโคลนและแอนติไซโคลนซึ่งลำเลียงน้ำที่ระเหยไปจากมหาสมุทรเข้าสู่ภายในของทวีปทำให้พืชพันธุ์เติบโตได้ .เครื่องยนต์เทอร์โมไดนามิกส์ในชั้นบรรยากาศจึงสร้างการพาความร้อนในแนวตั้งซึ่งจะถ่ายเทความร้อนจากพื้นดินสู่บรรยากาศชั้นบนซึ่งโมเลกุลของน้ำสามารถแผ่ออกไปยังอวกาศได้ เนื่องจากการหมุนของโลกและแรงโคริโอลิสที่เกิดขึ้นการพาความร้อนในชั้นบรรยากาศในแนวตั้งนี้จะถูกแปลงเป็นการพาความร้อนในแนวนอนในรูปแบบของไซโคลนและแอนติไซโคลนซึ่งลำเลียงน้ำที่ระเหยไปจากมหาสมุทรเข้าสู่ภายในของทวีปทำให้พืชพันธุ์เติบโตได้ .เครื่องยนต์เทอร์โมไดนามิกส์ในชั้นบรรยากาศจึงสร้างการพาความร้อนในแนวตั้งซึ่งจะถ่ายเทความร้อนจากพื้นดินสู่บรรยากาศชั้นบนซึ่งโมเลกุลของน้ำสามารถแผ่ออกไปยังอวกาศได้ เนื่องจากการหมุนของโลกและแรงโคริโอลิสที่เกิดขึ้นการพาความร้อนในชั้นบรรยากาศในแนวตั้งนี้จะถูกแปลงเป็นการพาความร้อนในแนวนอนในรูปแบบของไซโคลนและแอนติไซโคลนซึ่งลำเลียงน้ำที่ระเหยไปจากมหาสมุทรเข้าสู่ภายในของทวีปทำให้พืชพันธุ์เติบโตได้ .ในรูปแบบของไซโคลนและแอนติไซโคลนซึ่งลำเลียงน้ำที่ระเหยไปจากมหาสมุทรเข้าสู่ภายในของทวีปทำให้พืชพันธุ์เติบโตได้ในรูปแบบของไซโคลนและแอนติไซโคลนซึ่งลำเลียงน้ำที่ระเหยไปจากมหาสมุทรเข้าสู่ภายในของทวีปทำให้พืชพันธุ์เติบโตได้[17]

น้ำในชั้นบรรยากาศของโลกไม่ได้เป็นเพียงด้านล่างจุดเดือด (100 ° C) แต่ที่ระดับความสูงมันไปด้านล่างจุดเยือกแข็งของมัน (0 ° C) เนื่องจากน้ำเป็นสถานที่ขั้วโลกสูง เมื่อรวมกับปริมาณไอน้ำจะมีจุดน้ำค้างและจุดเยือกแข็งที่เกี่ยวข้องซึ่งแตกต่างจากเช่นคาร์บอนไดออกไซด์และมีเทน ด้วยเหตุนี้ไอน้ำจึงมีความสูงเพียงเศษเสี้ยวของชั้นบรรยากาศจำนวนมาก[18] [19] [20]เมื่อน้ำกลั่นตัวและออกโดยส่วนใหญ่อยู่ในโทรโพสเฟียร์ซึ่งเป็นชั้นที่ต่ำที่สุดของชั้นบรรยากาศ [21]คาร์บอนไดออกไซด์ ( CO
2
) และก๊าซมีเทนที่ไม่มีขั้วลอยขึ้นเหนือไอน้ำ การดูดซึมและการปล่อยของสารทั้งนำไปสู่การปล่อยก๊าซเรือนกระจกของโลกไปยังพื้นที่และทำให้เกิดภาวะเรือนกระจกของดาวเคราะห์ [19] [22] [23] การบังคับเรือนกระจกนี้สามารถสังเกตได้โดยตรงผ่านคุณสมบัติทางสเปกตรัมที่แตกต่างกันเมื่อเทียบกับไอน้ำและสังเกตได้ว่าจะเพิ่มขึ้นพร้อมกับCO ที่เพิ่มขึ้น
2
ระดับ [24] ในทางกลับกันการเติมไอน้ำที่ระดับความสูงมีผลกระทบที่ไม่ได้สัดส่วนซึ่งเป็นสาเหตุที่ทำให้ก๊าซมีเทน (เพิ่มขึ้นแล้วออกซิไดซ์เป็นCO
2
และโมเลกุลของน้ำสองโมเลกุล) และการจราจรบนเครื่องบิน[25] [26] [27]มีผลกระทบจากภาวะโลกร้อนสูงอย่างไม่เป็นสัดส่วน

ไม่มีความชัดเจนว่าเมฆจะตอบสนองต่อสภาพอากาศที่ร้อนขึ้นอย่างไร ขึ้นอยู่กับลักษณะของการตอบสนองเมฆสามารถขยายเพิ่มเติมหรือบรรเทาความร้อนบางส่วนจากก๊าซเรือนกระจกที่มีอายุยาวนาน

ในกรณีที่ไม่มีก๊าซเรือนกระจกอื่น ๆ ไอน้ำของโลกจะกลั่นตัวเป็นหยดน้ำที่ผิวน้ำ [28] [29] [30]สิ่งนี้น่าจะเกิดขึ้นอาจจะมากกว่าหนึ่งครั้ง ดังนั้นนักวิทยาศาสตร์จึงแยกความแตกต่างระหว่างก๊าซเรือนกระจกที่ไม่ควบแน่น (ขับรถ) และควบแน่น (ขับเคลื่อน) นั่นคือความคิดเห็นของไอน้ำข้างต้น [31] [32] [33]

หมอกและเมฆรูปแบบผ่านการควบแน่นรอบนิวเคลียสควบแน่นเมฆ ในกรณีที่ไม่มีนิวเคลียสการควบแน่นจะเกิดขึ้นที่อุณหภูมิต่ำกว่ามากเท่านั้น ภายใต้การควบแน่นหรือการทับถมอย่างต่อเนื่องละอองเมฆหรือเกล็ดหิมะก่อตัวขึ้นซึ่งจะตกตะกอนเมื่อถึงมวลวิกฤต

ปริมาณน้ำในบรรยากาศโดยรวมหมดลงอย่างต่อเนื่องโดยการตกตะกอน ในขณะเดียวกันก็เติมเต็มโดยการระเหยอย่างต่อเนื่องโดยส่วนใหญ่มาจากทะเลทะเลสาบแม่น้ำและพื้นดินที่ชื้น แหล่งน้ำในบรรยากาศอื่น ๆ ได้แก่ การเผาไหม้การหายใจการปะทุของภูเขาไฟการคายน้ำของพืชและกระบวนการทางชีววิทยาและธรณีวิทยาอื่น ๆ ในช่วงเวลาหนึ่ง ๆ จะมี 1.29 x 10 16 l (3.4 x 10 15gal.) ของน้ำในบรรยากาศ ชั้นบรรยากาศถือ 1 ส่วนใน 2,500 ของน้ำจืดและ 1 ส่วนใน 100,000 ของน้ำทั้งหมดบนโลก ปริมาณไอน้ำทั่วโลกโดยเฉลี่ยในชั้นบรรยากาศนั้นเพียงพอที่จะปกคลุมพื้นผิวของดาวเคราะห์ด้วยชั้นของน้ำเหลวที่ลึกประมาณ 1 ซม. ปริมาณน้ำฝนเฉลี่ยต่อปีของโลกอยู่ที่ประมาณ 1 เมตรซึ่งแสดงถึงการหมุนเวียนของน้ำในอากาศอย่างรวดเร็วโดยเฉลี่ยแล้วเวลาที่อยู่อาศัยของโมเลกุลน้ำในโทรโพสเฟียร์จะอยู่ที่ประมาณ 9 ถึง 10 วัน[34]

ตอนของกิจกรรมความร้อนใต้พิภพเช่นการระเบิดของภูเขาไฟและน้ำพุร้อนจะปล่อยไอน้ำจำนวนมากขึ้นสู่ชั้นบรรยากาศ การปะทุดังกล่าวอาจมีขนาดใหญ่ในแง่ของมนุษย์และการปะทุของระเบิดครั้งใหญ่อาจฉีดน้ำจำนวนมากเป็นพิเศษเข้าสู่ชั้นบรรยากาศ แต่ในฐานะเปอร์เซ็นต์ของน้ำในบรรยากาศทั้งหมดบทบาทของกระบวนการดังกล่าวเป็นเรื่องเล็กน้อย ความเข้มข้นสัมพัทธ์ของก๊าซต่างๆที่ภูเขาไฟปล่อยออกมาจะแตกต่างกันไปมากตามไซต์และตามเหตุการณ์เฉพาะในไซต์ใดไซต์หนึ่ง แต่เป็นไอน้ำอย่างต่อเนื่อง commonest ก๊าซภูเขาไฟ ; ตามกฎแล้วประกอบด้วยมากกว่า 60% ของการปล่อยทั้งหมดในระหว่างการปะทุใต้อากาศ[35]

ปริมาณไอน้ำในบรรยากาศแสดงโดยใช้มาตรการต่างๆ เหล่านี้รวมถึงความดันไอ, ความชื้นเฉพาะอัตราส่วนการผสมอุณหภูมิจุดน้ำค้างและความชื้นสัมพัทธ์

ภาพเรดาร์และดาวเทียม[ แก้ไข]

แผนที่เหล่านี้แสดงปริมาณไอน้ำโดยเฉลี่ยในคอลัมน์ของบรรยากาศในเดือนหนึ่ง ๆ ( คลิกเพื่อดูรายละเอียดเพิ่มเติม )
MODIS / Terra global หมายถึงไอน้ำในบรรยากาศในหน่วย atm-cm (เซนติเมตรของน้ำในคอลัมน์บรรยากาศหากกลั่นตัวเป็นหยดน้ำ)

เนื่องจากโมเลกุลของน้ำดูดซับ ไมโครเวฟและความถี่คลื่นวิทยุอื่น ๆน้ำในบรรยากาศจึงลดทอนสัญญาณเรดาร์ [36]นอกจากนี้น้ำในบรรยากาศจะสะท้อนและหักเหสัญญาณในระดับที่ขึ้นอยู่กับว่าเป็นไอของเหลวหรือของแข็ง

โดยทั่วไปสัญญาณเรดาร์จะสูญเสียความแรงไปเรื่อย ๆ เมื่อพวกมันเดินทางผ่านโทรโพสเฟียร์ ความถี่ที่แตกต่างกันจะลดทอนในอัตราที่แตกต่างกันเช่นส่วนประกอบของอากาศบางส่วนมีความทึบบางความถี่และโปร่งใสสำหรับบางความถี่ คลื่นวิทยุที่ใช้ในการกระจายเสียงและการสื่อสารอื่น ๆ ได้รับผลเช่นเดียวกัน

ไอน้ำสะท้อนเรดาร์ในระดับที่น้อยกว่าอีกสองเฟสของน้ำ ในรูปแบบของหยดและผลึกน้ำแข็งน้ำทำหน้าที่เป็นปริซึมซึ่งมันไม่ได้ทำตามที่แต่ละโมเลกุล ; อย่างไรก็ตามการมีอยู่ของไอน้ำในชั้นบรรยากาศทำให้ชั้นบรรยากาศทำหน้าที่เป็นปริซึมขนาดยักษ์[37]

การเปรียบเทียบภาพถ่ายดาวเทียมGOES-12แสดงการกระจายของไอน้ำในชั้นบรรยากาศเมื่อเทียบกับมหาสมุทรเมฆและทวีปต่างๆของโลก ไอระเหยล้อมรอบดาวเคราะห์ แต่กระจายไม่สม่ำเสมอ วงภาพทางด้านขวาแสดงปริมาณไอน้ำเฉลี่ยรายเดือนโดยหน่วยจะได้รับในหน่วยเซนติเมตรซึ่งเป็นน้ำที่ตกตะกอนหรือปริมาณน้ำเทียบเท่าที่สามารถผลิตได้หากไอน้ำทั้งหมดในคอลัมน์กลั่นตัวเป็นหยดน้ำ ปริมาณไอน้ำต่ำสุด (0 เซนติเมตร) ปรากฏเป็นสีเหลืองและปริมาณสูงสุด (6 เซนติเมตร) ปรากฏเป็นสีน้ำเงินเข้ม พื้นที่ของข้อมูลที่ขาดหายไปจะปรากฏเป็นโทนสีเทา แผนที่จะขึ้นอยู่กับข้อมูลที่รวบรวมโดยModerate Resolution Imaging Spectroradiometer(MODIS) เซ็นเซอร์บนดาวเทียม Aqua ของ NASA รูปแบบที่เห็นได้ชัดเจนที่สุดในอนุกรมเวลาคืออิทธิพลของการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิตามฤดูกาลและแสงแดดที่ส่องเข้ามาบนไอน้ำ ในเขตร้อนแถบอากาศชื้นมากจะโยกเยกไปทางเหนือและทางใต้ของเส้นศูนย์สูตรเมื่อฤดูกาลเปลี่ยนไป แถบความชื้นนี้เป็นส่วนหนึ่งของ Intertropical Convergence Zone ซึ่งลมตะวันออกที่พัดมาจากแต่ละซีกโลกจะมาบรรจบกันและก่อให้เกิดพายุฝนฟ้าคะนองและเมฆในบริเวณใกล้เคียงทุกวัน ไกลจากเส้นศูนย์สูตรความเข้มข้นของไอน้ำจะสูงในซีกโลกที่ประสบกับฤดูร้อนและต่ำในฤดูหนาว อีกรูปแบบหนึ่งที่ปรากฏในอนุกรมเวลาคือปริมาณไอน้ำบนพื้นดินจะลดลงในช่วงฤดูหนาวมากกว่าพื้นที่มหาสมุทรที่อยู่ติดกันส่วนใหญ่เป็นเพราะอุณหภูมิของอากาศบนบกลดลงในฤดูหนาวมากกว่าอุณหภูมิเหนือมหาสมุทร ไอน้ำจะควบแน่นเร็วขึ้นในอากาศที่เย็นกว่า[38]

เนื่องจากไอน้ำดูดซับแสงในช่วงสเปกตรัมที่มองเห็นได้การดูดกลืนของมันสามารถใช้ในการใช้งานสเปกโตรสโกปี (เช่นDOAS ) เพื่อกำหนดปริมาณไอน้ำในบรรยากาศ ซึ่งจะดำเนินการในการดำเนินงานเช่นจากGOMEสเปกโทรมิเตอร์บนERSและMETOP [39]เส้นดูดซับไอน้ำที่อ่อนกว่าในช่วงสเปกตรัมสีน้ำเงินและต่อไปใน UV จนถึงขีด จำกัด การแยกตัวที่ประมาณ 243 นาโนเมตรส่วนใหญ่มาจากการคำนวณทางกลควอนตัม[40]และได้รับการยืนยันเพียงบางส่วนจากการทดลอง [41]

การสร้างสายฟ้า[ แก้ไข]

ไอน้ำมีบทบาทสำคัญในการผลิตฟ้าผ่าในชั้นบรรยากาศ จากฟิสิกส์เมฆมักเมฆเป็นกำเนิดที่แท้จริงของการคงค่าใช้จ่ายที่พบในชั้นบรรยากาศของโลก ความสามารถของเมฆในการกักเก็บพลังงานไฟฟ้าจำนวนมหาศาลนั้นเกี่ยวข้องโดยตรงกับปริมาณไอน้ำที่มีอยู่ในระบบท้องถิ่น

ปริมาณไอน้ำควบคุมการอนุญาตของอากาศโดยตรง ในช่วงเวลาที่มีความชื้นต่ำการคายประจุไฟฟ้าสถิตทำได้ง่ายและรวดเร็ว ในช่วงเวลาที่มีความชื้นสูงจะมีการปล่อยไฟฟ้าสถิตน้อยลง การอนุญาตและความจุทำงานร่วมกันเพื่อผลิตเอาต์พุตฟ้าผ่าเมกะวัตต์ [42]

ตัวอย่างเช่นหลังจากที่เมฆเริ่มเปลี่ยนเส้นทางสู่การเป็นเครื่องกำเนิดฟ้าผ่าไอน้ำในชั้นบรรยากาศจะทำหน้าที่เป็นสาร (หรือฉนวน ) ที่ลดความสามารถของเมฆในการปลดปล่อยพลังงานไฟฟ้า เมื่อเวลาผ่านไประยะหนึ่งหากเมฆยังคงสร้างและกักเก็บไฟฟ้าสถิตไว้มากขึ้นสิ่งกีดขวางที่ไอน้ำในชั้นบรรยากาศสร้างขึ้นจะสลายออกจากพลังงานศักย์ไฟฟ้าที่เก็บไว้ในที่สุด[43]พลังงานนี้จะถูกปล่อยไปยังบริเวณที่มีประจุตรงข้ามในท้องถิ่นในรูปของสายฟ้า ความแข็งแรงของการปลดปล่อยแต่ละครั้งเกี่ยวข้องโดยตรงกับการอนุญาตของบรรยากาศความจุและความสามารถในการสร้างประจุของแหล่งกำเนิด[44]

ต่างดาว[ แก้ไข]

ไอน้ำเป็นเรื่องธรรมดาในระบบสุริยะและนามสกุลอื่น ๆระบบดาวเคราะห์ ลายเซ็นที่ได้รับการตรวจพบในชั้นบรรยากาศของดวงอาทิตย์ที่เกิดขึ้นในsunspots ตรวจพบการปรากฏตัวของไอน้ำในชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์นอกโลกทั้งเจ็ดดวงในระบบสุริยะดวงจันทร์ของโลก[45]และดวงจันทร์ของดาวเคราะห์ดวงอื่น[ ไหน? ]แม้ว่าโดยทั่วไปแล้วจะอยู่ในปริมาณการติดตามเท่านั้น

Cryogeyserระเบิดบนดวงจันทร์ของดาวพฤหัสบดีEuropa (แนวคิดของศิลปิน) [46]
ภาพประกอบศิลปินของลายเซ็นของน้ำในชั้นบรรยากาศดาวเคราะห์นอกระบบที่ตรวจพบโดยเครื่องมือเช่นกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล [47]

การก่อตัวทางธรณีวิทยาเช่นcryogeysersเชื่อกันว่ามีอยู่บนพื้นผิวของดวงจันทร์น้ำแข็งหลายดวงที่ปล่อยไอน้ำออกมาเนื่องจากความร้อนของกระแสน้ำและอาจบ่งบอกถึงการมีอยู่ของน้ำใต้ผิวดินในปริมาณมาก ขนนกของไอน้ำที่ได้รับการตรวจพบบนดาวพฤหัสบดีดวงจันทร์ยูโรปาและมีความคล้ายคลึงกับขนนกของไอน้ำที่ตรวจพบในของดาวเสาร์ดวงจันทร์เอนเซลาดั [46]ร่องรอยของไอน้ำยังได้รับการตรวจพบในบรรยากาศของไททัน [48]ไอน้ำที่ได้รับพบว่าเป็นส่วนประกอบที่สำคัญของบรรยากาศของดาวเคราะห์แคระ , เซเรส , วัตถุที่ใหญ่ที่สุดในแถบดาวเคราะห์น้อย[49]การตรวจสอบที่ถูกสร้างโดยใช้ความสามารถของอินฟราเรดไกลของหอดูดาวอวกาศเฮอร์เชล [50]การค้นพบนี้ไม่คาดคิดเนื่องจากโดยทั่วไปแล้วดาวหางไม่ใช่ดาวเคราะห์น้อยจะถือว่าเป็น "ไอพ่นและขนนก" ตามที่นักวิทยาศาสตร์คนหนึ่งกล่าวว่า "เส้นจะเบลอมากขึ้นเรื่อย ๆ ระหว่างดาวหางและดาวเคราะห์น้อย" [50]นักวิทยาศาสตร์ที่ศึกษาเกี่ยวกับดาวอังคารตั้งสมมติฐานว่าถ้าน้ำเคลื่อนที่ไปรอบ ๆ ดาวเคราะห์ก็จะกลายเป็นไอ[51]

ความสดใสของหางดาวหางส่วนใหญ่มาจากไอน้ำ อยู่ใกล้กับดวงอาทิตย์น้ำแข็งดาวหางจำนวนมากดำเนินการระเหิดเป็นไอ เมื่อทราบระยะห่างของดาวหางจากดวงอาทิตย์นักดาราศาสตร์อาจอนุมานปริมาณน้ำของดาวหางได้จากความสว่างของดาวหาง[52]

ไอน้ำยังได้รับการยืนยันนอกระบบสุริยะ การวิเคราะห์ทางสเปกโตรสโกปีของHD 209458 bซึ่งเป็นดาวเคราะห์นอกระบบในกลุ่มดาวเพกาซัสเป็นหลักฐานแรกของไอน้ำในชั้นบรรยากาศที่อยู่นอกระบบสุริยะ ดาวที่เรียกว่าCW ฟัลโคก็พบว่ามีแหวนของปริมาณมหาศาลของไอน้ำวงริ้วรอยที่ใหญ่ดาว นาซาดาวเทียมที่ออกแบบมาเพื่อการศึกษาสารเคมีที่อยู่ในก้อนเมฆก๊าซระหว่างดวงดาวได้ค้นพบกับสเปกโตรมิเตอร์ออนบอร์ด เป็นไปได้มากว่า "ไอน้ำถูกระเหยจากพื้นผิวของดาวหางที่โคจรอยู่" [53]ดาวเคราะห์นอกระบบอื่น ๆ ที่มีหลักฐานของไอน้ำรวมถึงHAT-P-11bและK2-18b [54][55]

ดูเพิ่มเติม[ แก้ไข]

อ้างอิง[ แก้ไข]

  1. ^ ไลด์ (1992)
  2. ^ a b น้ำในมหาสมุทรมาตรฐานเวียนนา (VSMOW) ใช้สำหรับการสอบเทียบละลายที่ 273.1500089 (10) K (0.000089 (10) ° C และเดือดที่ 373.1339 [เคลวิน | K} (99.9839 ° C)
  3. ^ "ไอน้ำ - เฉพาะความร้อน" สืบค้นเมื่อ15 พฤษภาคม 2555 .
  4. ^ "Water Vapor คืออะไร" . สืบค้นเมื่อ28 สิงหาคม 2555 .
  5. ^ ชโรเดอ (2000) , หน้า 36
  6. ^ https://web.archive.org/web/20080412215652/http://www.grow.arizona.edu/Grow--GrowResources.php?ResourceId=208 สืบค้นจากต้นฉบับเมื่อวันที่ 12 เมษายน 2551 . สืบค้นเมื่อ7 เมษายน 2551 . ขาดหายไปหรือว่างเปล่า|title=( ช่วยด้วย )
  7. ^ "ว่ายน้ำสระคำนวณการระเหยน้ำความร้อนอุณหภูมิความชื้นไอ excel" . สืบค้นเมื่อ26 กุมภาพันธ์ 2559 .
  8. ^ "สรุปผลของสระว่ายน้ำอัตราการระเหยการศึกษา" RL Martin & Associates ที่เก็บถาวรจากเดิมเมื่อวันที่ 24 มีนาคม 2008
  9. ^ "ภูมิอากาศ - อุตุนิยมวิทยา" . สารานุกรมบริแทนนิกา. สืบค้นเมื่อ26 กุมภาพันธ์ 2559 .
  10. ^ ชโรเดอ (2000) , หน้า 19
  11. ^ วิลเลียมส์, แจ็ค (5 สิงหาคม 2013) "ทำไมอากาศแห้งจึงหนักกว่าอากาศชื้น" . วอชิงตันโพสต์ สืบค้นเมื่อ28 ธันวาคม 2557 .
  12. ^ "ความชื้น 101" มูลนิธิกู้ภัยน้ำโลก ที่เก็บถาวรจากเดิมเมื่อวันที่ 16 เมษายน 2013 สืบค้นเมื่อ28 ธันวาคม 2557 .
  13. ^ Goodey, โทมัสเจ"ลูกโป่งไอน้ำและไอน้ำเรือบิน" สืบค้นเมื่อ26 สิงหาคม 2553 .
  14. ^ "สูตรแรงดันไอน้ำ" . สืบค้นเมื่อ26 กุมภาพันธ์ 2559 .
  15. ^ McElroy (2002) , หน้า 34, รูปที่ 4.3 ก
  16. ^ McElroy (2002) , หน้า 36 ตัวอย่าง 4.1
  17. ^ https://web.stanford.edu/~ajlucas/The%20Atmosphere%20as%20a%20Heat%20Engine.pdf
  18. ^ บรูซแอล. แกรี่ "ช # 5" . สืบค้นเมื่อ26 กุมภาพันธ์ 2559 .
  19. ^ "ความคาร์บอนไดออกไซด์เรือนกระจกผล" สืบค้นเมื่อ26 กุมภาพันธ์ 2559 .
  20. ^ ช่าง ทอและรามานาธาน (1995)
  21. ^ อร์ริสกรัม (2 ธันวาคม 2013) “ น้ำแข็งเซอร์ไพรส์”. บินสัปดาห์ & เทคโนโลยีอวกาศ 175 (41): 30. 22,000 ฟุตซึ่งถือเป็นขีด จำกัด สูงสุดสำหรับเมฆที่มีน้ำของเหลวที่ระบายความร้อนสูง
  22. ^ "นักวิทยาศาสตร์ภูมิอากาศยืนยันเข้าใจยากจุดร้อน tropospheric" ARC ศูนย์ความเป็นเลิศระบบภูมิอากาศวิทยาศาสตร์ สืบค้นเมื่อ17 พฤษภาคม 2558 .
  23. ^ เชอร์วูด, S; Nishant, N (11 พฤษภาคม 2558). "การเปลี่ยนแปลงผ่าน 2012 บรรยากาศที่แสดงโดยหดหายซ้ำ radiosonde อุณหภูมิและลมข้อมูล (IUKv2)" จดหมายวิจัยด้านสิ่งแวดล้อม . 10 (5): 054007. Bibcode : 2015ERL .... 10e4007S . ดอย : 10.1088 / 1748-9326 / 10/5/054007 .
  24. ^ เฟลด์แมน, D (25 กุมภาพันธ์ 2015) "ความมุ่งมั่นการสังเกตของรังสีพื้นผิวโดยการบังคับให้ CO2 2000-2010" ธรรมชาติ . 519 (7543): 339–343 รหัสไปรษณีย์ : 2015Natur.519..339F . ดอย : 10.1038 / nature14240 . PMID 25731165 
  25. ^ เมสเซอร์เอ"contrails เจ็ตเปลี่ยนช่วงอุณหภูมิเฉลี่ยรายวัน" สืบค้นเมื่อ17 พฤษภาคม 2558 .
  26. ^ Danahy ก"contrails ทีมเจ็ตส์นำไปสู่ความร้อนดักเมฆระดับสูง" สืบค้นเมื่อ17 พฤษภาคม 2558 .
  27. ^ ไรอัน, A; แม็คเคนซี่, เอ; และคณะ (กันยายน 2555). "สงครามโลกครั้งที่สองคุมกำเนิด: กรณีศึกษาเมฆที่เกิดจากการบิน" International Journal of Climatology . 32 (11): 1745–1753 รหัสไปรษณีย์ : 2012IJCli..32.1745R . ดอย : 10.1002 / joc.2392 .
  28. ^ Vogt และคณะ (2010) : "อุณหภูมิสมดุลของโลกคือ 255 K ซึ่งต่ำกว่าจุดเยือกแข็งของน้ำ แต่เนื่องจากบรรยากาศของมันจึงทำให้สภาวะเรือนกระจกทำให้พื้นผิวอุ่นขึ้น"
  29. ^ ระยะทางสูงสุดและต่ำสุดของโลกที่เข้ากันได้กับสิ่งมีชีวิตคือเท่าไร?
  30. ^ "สำหรับโลกอัลเบโดคือ 0.306 และระยะทางคือ 1.000 AU ดังนั้นอุณหภูมิที่คาดไว้คือ 254 K หรือ -19 C - ต่ำกว่าจุดเยือกแข็งของน้ำอย่างมาก!"
  31. ^ de Pater, I. , Lissauer, J. , Planetary Sciences, Cambridge University Press, 2007
  32. ^ "คุณสมบัติ" . สมาคมเคมีอเมริกัน สืบค้นเมื่อ26 กุมภาพันธ์ 2559 .
  33. ^ Lacis, A. et al., บทบาทของก๊าซเรือนกระจกที่มีอายุยาวนานในฐานะปุ่มควบคุม LW หลักที่ควบคุมอุณหภูมิพื้นผิวโลกสำหรับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศในอดีตและอนาคต, Tellus B, vol. 65 น. พ.ศ. 2534, 2556
  34. ^ Gleick, PH (2539). "แหล่งน้ำ". ใน Schneider, SH (ed.) สารานุกรมสภาพภูมิอากาศและสภาพอากาศ . นิวยอร์ก: สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยออกซ์ฟอร์ด หน้า 817–823 ฉบับ. 2
  35. ^ Sigurdsson และฮัฟตั้น (2000)
  36. ^ Skolnik (1990) , หน้า 23.5
  37. ^ Skolnik (1990) , PP. 2.44-2.54
  38. ^ "ไอน้ำ" . แผนที่ส่วนกลาง 31 กรกฎาคม 2018 สืบค้นเมื่อ26 กุมภาพันธ์ 2559 .
  39. ^ โลโยล่าดิเอโก "GOME-2 / METOP-A ที่ DLR" atmos.eoc.dlr.de สืบค้นเมื่อ19 ตุลาคม 2560 .
  40. ^ เทนนีสัน, โจนาธาน (2014) "ไดโพลเปลี่ยนแปลงการสั่นสะเทือนหมุนจากหลักการแรก" วารสารสเปกโทรสโกปีโมเลกุล . 298 : 1–6. Bibcode : 2014JMoSp.298 .... 1T . ดอย : 10.1016 / j.jms.2014.01.012 .
  41. ^ เทนนีสัน, เจ Bernath, PF, สีน้ำตาล, LR, Campargue, a, Carleer, MR, Csa'sza'r, AG, Daumont ลิตร Gamache, RR, ES, JTH, Naumenko, OV, Polyansky, OL, Rothmam, LS, Vandaele, AC, Zobov, NF, Al Derzi, AR, F´abri, C. , Fazliev, AZ, rtenbacher, TF, Gordon, IE, Lodi, L. และ Mizus, II (2013) . "การประเมินวิกฤต IUPAC ของสเปกตรัมการหมุนและการสั่นสะเทือนของไอน้ำ 1440 ส่วนที่ III" ฟิสิกส์เคมีฟิสิกส์เคมี . 15 (37): 15 371–15 381. Bibcode : 2013PCCP ... 1515371T . ดอย : 10.1039 / C3CP50968K . PMID 23928555 CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  42. ^ Shadowitz (1975) , PP. 165-171
  43. ^ Shadowitz (1975) , PP. 172-173, 182, 414-416
  44. ^ Shadowitz (1975) , หน้า 172
  45. ^ ศรีดารา, et al (2010) , น. 947
  46. ^ a b คุกเจียรุยซี; กูโตร, ร็อบ; บราวน์ดเวย์น; แฮร์ริงตันเจดี; โฟห์นโจ (12 ธันวาคม 2556). "ฮับเบิลเห็นหลักฐานของไอน้ำที่ดาวพฤหัสบดีดวงจันทร์" นาซ่า . สืบค้นเมื่อ12 ธันวาคม 2556 .
  47. ^ "ฮับเบิลร่องรอยลายเซ็นลมของน้ำในชั้นบรรยากาศดาวเคราะห์นอกระบบ (ภาพประกอบศิลปิน)" อีเอสเอ / ฮับเบิลข่าว สืบค้นเมื่อ5 ธันวาคม 2556 .
  48. ^ Cottini และคณะ (2555)
  49. ^ Küppersและคณะ (พ.ศ. 2557)
  50. ^ a b Harrington, JD (22 มกราคม 2014) "เฮอร์เชลกล้องโทรทรรศน์ตรวจจับน้ำบนดาวเคราะห์แคระ - ปล่อย 14-021" นาซ่า . สืบค้นเมื่อ22 มกราคม 2557 .
  51. ^ Jakosky, Bruce, et al. "น้ำบนดาวอังคาร" เมษายน 2547ฟิสิกส์ทูเดย์น. 71.
  52. ^ กายวิภาคของดาวหาง
  53. ^ ลอยด์โรบิน "ไอน้ำเป็นไปได้ที่ดาวหางโคจรพบสตาร์" ที่ 11 กรกฎาคม 2001Space.com สืบค้นเมื่อ 15 ธันวาคม 2549.
  54. ^ คลาวินวิทนีย์; ชู, เฟลิเซีย; วีเวอร์เอก; วิลลาร์ด; Johnson, Michele (24 กันยายน 2014) "นาซากล้องโทรทรรศน์ค้นหาท้องฟ้าแจ่มใสและไอน้ำใน Exoplanet" นาซ่า . สืบค้นเมื่อ24 กันยายน 2557 .
  55. ^ Tsiaras, แองเจลอส; และคณะ (11 กันยายน 2562). "ไอน้ำในบรรยากาศของดาวเคราะห์มวล 8 โซนที่อาศัยอยู่ได้ K2-18 b" ดาราศาสตร์ธรรมชาติ . 3 (12): 1086–1091 arXiv : 1909.05218 Bibcode : 2019NatAs.tmp..451T . ดอย : 10.1038 / s41550-019-0878-9 . S2CID 202558393 

บรรณานุกรม[ แก้ไข]

ลิงก์ภายนอก[ แก้ไข]