Verdamping en transpiratie

Bij elke 1 °C opwarming kan de lucht ongeveer 7% meer waterdamp bevatten.

Waarom een natte huid koud aanvoelt

Stap op een winderige dag uit het zwembad en je rilt, ook in de zomer. NOAA gebruikt dit voorbeeld om verdamping uit te leggen. Vloeibaar water in damp veranderen kost energie, en het water op je huid haalt die energie bij jou. Zweten werkt hetzelfde: het lichaam gebruikt zijn eigen warmte om het zweet te laten verdampen, en koelt af.

In de waterkringloop is de zon de belangrijkste energiebron. Zonlicht verwarmt het zeeoppervlak, en sommige moleculen krijgen genoeg energie om zich van hun buren los te maken en de lucht in te gaan. Omdat oceanen meer dan 70% van het aardoppervlak bedekken, leveren ze de meeste damp. De USGS schat dat ongeveer 90% van het vocht in de atmosfeer afkomstig is van verdamping uit oceanen, zeeën, meren en rivieren, en ongeveer 10% van planten.

Warme lucht houdt meer vast

Er is een plafond voor hoeveel damp lucht kan bevatten, en dat hangt af van de temperatuur. Meteorologen beschrijven het met de verzadigingsdampspanning. De NWS-formule is es = 6.11 × 10^(7.5T ÷ (237.3 + T)) hectopascal, met T in °C. Bij 15 °C geeft dat ongeveer 17.1 hPa; bij 25 °C ongeveer 31.7 hPa, bijna het dubbele. Elke extra graad verhoogt het plafond met ongeveer 7%, het getal dat NASA voor de atmosfeer als geheel noemt.

Daarom stuurt het model meer stippen omhoog als je de temperatuur verhoogt. Het verklaart ook een patroon dat NOAA beschrijft in een opwarmend klimaat: warmere lucht neemt meer water op voordat het regent, dus droge perioden kunnen langer duren, en als er regen komt, kan die zwaarder zijn. Dezelfde 7%-regel maakt vochtige tropische lucht tot een enorme energievoorraad, wat deels de kracht van orkanen verklaart.

Planten als pompen

Transpiratie is verdamping uit bladeren. Water komt een plant binnen via de wortels, gaat omhoog door de stengel en verlaat de plant door kleine poriën die huidmondjes heten aan de onderkant van de bladeren. NOAA merkt op dat maar ongeveer 1% van het water dat door een plant gaat voor groei wordt gebruikt; de overige 99% gaat de lucht in. Een bos is dus een grote, stille pomp die water uit de grond de lucht in tilt. Hydrologen combineren de twee processen vaak en noemen ze evapotranspiratie.

Een beetje damp komt van ijs. Op koude, droge, winderige dagen kan sneeuw sublimeren, rechtstreeks in damp veranderen, en daarom kan een sneeuwbank krimpen zonder ooit te smelten. De USGS rekent dit tot een heel klein aandeel van het vocht in de lucht.

Elektriciteitscentrales gebruiken verdamping met opzet. De USGS beschrijft koeltorens waarin heet water van de centrale naar binnen wordt gesproeid zodat verdamping het afkoelt voordat het terug in een rivier gaat, omdat heet water het dierenleven in de rivier zou schaden. De witte pluim boven een koeltoren is geen rook; het is damp die in de koelere lucht weer tot druppeltjes condenseert. Over de hele planeet, voegt de USGS toe, is de hoeveelheid water die per jaar verdampt ongeveer gelijk aan de hoeveelheid die als neerslag terugvalt.