Υδρατμός

Η σύνθετη λέξη υδρατμός (= ύδωρ+ατμός) αποτελεί στη φυσική και στη χημεία τον όρο με τον οποίο προσδιορίζεται η αέρια κατάσταση του νερού, γνωστή κυρίως από την παρουσία της στον ατμοσφαιρικό αέρα. Το νερό εκτιθέμενο στον αέρα εξατμίζεται. Αυτό σημαίνει πως ένα ποσοστό μορίων του νερού από την επιφάνειά του διαφεύγει στον αέρα υπό μορφή υδρατμού. Η πίεση που ασκείται από αυτά τα μόρια που «δραπέτευσαν» ονομάζεται τάση των υδρατμών. Όταν αυτή η πίεση εξισώνεται με την ατμοσφαιρική το νερό αρχίζει να βράζει. Οι υδρατμοί συμπυκνώνονται σε σταγονίδια νερού προκαλώντας βροχή και ομίχλη. Ο ατμοσφαιρικός αέρας ενδέχεται ακόμη να μη περιέχει υδρατμούς όταν είναι πολύ ψυχρός. Το ίδιο συμβαίνει και στις πολύ ξηρές περιοχές. Αλλά και το νερό σε αέρια κατάσταση που προκύπτει από παροχή θερμότητας και βρασμό που χρησιμοποιείται κυρίως σε βιομηχανική χρήση ονομάζεται γενικά ατμός. Όταν αυξάνει η πίεση ή το νερό περιέχει διαλυμένες προσμίξεις, το σημείο βρασμού του ανεβαίνει. Η παρουσία των υδρατμών στην ατμόσφαιρα, η εκεί συμπεριφορά τους και τα φαινόμενα που δημιουργούν αποτελούν αντικείμενο έρευνας της μετεωρολογίας.

 Η διαδικασία συμπύκνωσης των υδρατμών στην ατμόσφαιρα επιτυγχάνεται λόγω της ύπαρξης σε αυτή δισεκατομμυρίων αόρατων μικροσκοπικών σωματιδίων που αιωρούνται αέναα μέσα στον αέρα. Τα μεγαλύτερα εξ αυτών μπορούμε να τα δούμε, αμέτρητα, μέσα σε δέσμη ηλιακού φωτός, να χορεύουν σε έναν ακανόνιστο χορό. Επιστήμονες απέδειξαν πειραματικά ότι τα σωματίδια αυτά καθίστανται απαραίτητα για την συμπύκνωση των υδρατμών, άνευ των οποίων θα γινόταν πολύ δύσκολα. Όταν ο αέρας αρχίζει να ψύχεται, η κίνηση των υφιστάμενων σε αυτόν υδρατμών επιβραδύνεται και καθώς συγκρούονται με τα επίσης αιωρούμενα μικροσκοπικά αυτά σωματίδια έχουν την τάση να κολλούν μεταξύ τους, με συνέπεια τη δημιουργία υδροσταγονιδίων. Τόσο η ομίχλη όσο και τα σύννεφα αποτελούνται από δισεκατομμύρια τέτοιες προσμίξεις που παρουσιάζονται ως πυρήνες λεπτότατων σταγονιδίων νερού. Αλλά είναι τόσο μικρά, ώστε 400.000 απ΄ αυτά χωρούν σ΄ ένα χιλιοστό του μέτρου. Για να γίνει αντιληπτή μια σταγόνα νερού απαιτείται η ένωση πολλών χιλιάδων τέτοιων σταγονιδίων. Αν μεγεθύνουμε 70 φορές μια τέτοια σταγόνα θα μας δώσει την εικόνα μιας γυάλινης σφαίρας. Έτσι η πτώση αυτών από τα σύννεφα σε διάφορες μορφές που χαρακτηρίζονται ατμοσφαιρικά κατακρημνίσματα αποτελούν τον πελώριο κύκλο του νερού ή υδρολογικό κύκλο. Από την αρχαιότητα υπήρχε το αίνιγμα των βροχοπτώσεων. Επειδή στα βάθη των αιώνων ήταν άγνωστο το φαινόμενο της εξάτμισης οι περισσότεροι αρχαίοι λαοί πίστευαν πως πάνω από τον ουρανό βρίσκονται τεράστιες δεξαμενές νερού που έπεφτε στη Γη ως βροχή όποτε οι θεοί το αποφάσιζαν. Πάντα όμως υπήρχε η ανησυχία αν θα στέρευαν κάποτε αυτές οι δεξαμενές τι θα γινόταν. Έτσι μακάριζαν τους αρχαίους Αιγυπτίους που δεν είχαν τόσο ανάγκη την θεία βούληση αφού είχαν δίπλα τους τον θεό Νείλο. Δεν μπορούσαν δηλαδή να φανταστούν πως το νερό είναι εκείνο που εξατμιζόμενο δημιουργεί υδρατμούς και πως κάτω από απόλυτα φυσικές συνθήκες μετατρέπεται σε βροχή ή καταιγίδα ή χαλάζι ή χιόνι κ.λπ. Από τότε παραμένει μέχρι σήμερα και η κοινή έκφραση «άνοιξαν οι ουρανοί» σε έντονες βροχοπτώσεις. Άδικα λοιπόν ανησυχούσαν οι αρχαίοι για επερχόμενη στέρεψη των ουράνιων υδατοδεξαμενών. Σήμερα με την επιστήμη της μετεωρολογίας έχει καταστεί σαφές ότι οι υδρατμοί συγκρατούν την ευεργετική θερμότητα λίαν απαραίτητη στη διατήρηση της ζωής στον πλανήτη Γη και βοηθούν στην πλούσια προσφορά του γλυκού νερού, δηλαδή του πόσιμου, που τελικά αποδεικνύεται το πολυτιμότερο προϊόν του πλανήτη μας. . Και αν συμβαίνουν καταστροφές για τον άνθρωπο αυτές οφείλονται κυρίως στην έλλειψη ασφαλών μέτρων είτε από άγνοια είτε από ολιγωρίες και εξ ιδίων ανθρώπινων έργων. Και τούτο αν σκεφθεί κανείς πως τα αποθέματα του γλυκού νερού στη Γη συνεχώς λιγοστεύουν. Το Νοέμβριο του 1980 ξεκίνησε η λεγόμενη «Δεκαετία του νερού», που οργάνωσε η Παγκόσμια Οργάνωση Υγείας στον ΟΗΕ¹. Πράγματι, στην εναρκτήρια εκείνη συνεδρίαση συνέβη το ακόλουθο παράδοξο και παράλληλα εντυπωσιακό. Ενώ συνηθίζεται πάντα σε παρόμοιες περιπτώσεις να σερβίρονται πλούσια εδέσματα και ποτά, στους συνέδρους εκείνους πρόσφεραν μόνο ένα τοστ με ένα ποτήρι νερό. Βέβαια οι σύνεδροι δεν αισθάνθηκαν και τόσο άνετα όταν ξεκίνησε τον λόγο του ο αρμόδιος εισηγητής του περίφημου προγράμματος του ΟΗΕ κ. Bradford Morse που υψώνοντας το δικό του ποτήρι με νερό, διακήρυξε επίσημα:«Αξιότιμοι κύριοι, αυτό είναι ένα ποτήρι καθαρό νερό για να πιούμε. Το πρόβλημα είναι ότι 2 περίπου δισεκατομμύρια άλλοι άνθρωποι στη Γη, κυρίως στον υποανάπτυκτο κόσμο το στερούνται...». Οι υπολογισμοί των ειδικών εν προκειμένω παρουσιάζουν ότι το γλυκό νερό στη Γη αντιπροσωπεύει το 3% των ολικών αποθεμάτων. Το υπόλοιπο 97% περιλαμβάνει τα αλμυρά νερά θαλασσών και Ωκεανών. Επίσης ότι η ανθρωπότητα για να μπορέσει να επιζήσει χρησιμοποιεί το 1% των αποθεμάτων, δηλαδή του 3%.. ¹ Τα παραπάνω τελευταία στοιχεία προέρχονται από το δελτίο τύπου της Παγκόσμιας Οργάνωσης Υγείας (Νοέμβριος 1981). Τα 70% του πλανήτη Γη σκεπάζονται με νερό. Κάθε μέρα εκατομμύρια τόνοι νερού εξατμίζονται και ανέρχονται στην τροπόσφαιρα ως υδρατμοί όπου εκεί σχηματίζονται τα σύννεφα, δημιουργούνται οι θυελλώδεις άνεμοι, οι βροχές καθώς και όλες εκείνες οι δραματικές φάσεις του καιρού. Το 84% αυτών των υδρατμών προέρχονται από τους Ωκεανούς και τις θάλασσες και τα υπόλοιπα 16% από τις λίμνες, ποταμούς, ανοικτά υδραγωγεία, έλη, υγρά εδάφη, ψυκτικούς υδρατμοδόχους και καπνοδόχους βιομηχανιών, την βλάστηση μέχρι την εκπνοή των ανθρώπων και των ζώων. Υπολογίζεται ότι το νερό που περιέχει ο αέρας φθάνει περίπου τους 1,3Χ103 κυβικά χιλιόμετρα. Κάθε χρόνο η επιφάνεια του πλανήτη Γη δέχεται από την τροπόσφαιρα σε βροχές, χιόνια και χαλάζι περίπου 577.000 κυβικά χιλιόμετρα νερό. Περίπου όμως και ίση ποσότητα με την εξάτμιση πηγαίνει στον αέρα. Από το νερό αυτό περίπου τα 100.000 κυβικά χλμ πέφτουν στη στεριά ενώ τα υπόλοιπα στις θάλασσες. Για να ξαναεξατμισθεί η ποσότητα εκείνη που πέφτει στη θάλασσα στο διάστημα ενός έτους απαιτούνται 3Χ1029 θερμίδες. Η ενέργεια αυτή αντιστοιχεί στο 25% της ολικής ενέργειας που δέχεται η Γη σ΄ ένα χρόνο από τον Ήλιο. Ακόμη εντυπωσιακό είναι η εξάτμιση νερού από τα φυλλώματα των φυτών. Υπολογίσθηκε πως μόνο από μιά μηλιά διαφεύγουν στον αέρα ανά εξάμηνο βλάστησης 6.000 κιλά νερό. Αλλά και στις πολικές περιοχές παρατηρείται εξάτμιση νερού, πολύ βέβαια πιο αργή λόγω της χαμηλής θερμοκρασίας και της στερεάς μορφής του. Νερό Κύκλος του νερού Υγρασία ατμόσφαιρας