Een plas water van een ochtendregenbui is tegen de middag helemaal verdwenen. Op een warme dag vormen zich waterdruppels aan de buitenkant van een glas ijsthee. Deze natuurlijke gebeurtenissen zijn het resultaat van verdamping en condensatie, de centrale componenten van de waterkringloop. Hoewel verdamping en condensatie tegengestelde processen zijn, worden beide veroorzaakt door watermoleculen die interageren met de warme of koele lucht om hen heen.
Oorzaken van verdamping
Verdamping treedt op wanneer vloeibaar water verandert in waterdamp, waarbij ongeveer 90 procent van het water door een dergelijke transformatie gaat, afkomstig uit rivieren, meren en oceanen. Het is het gemakkelijkst om de oorzaak van verdamping te begrijpen door een pot kokend water te beschouwen. Zodra het water in de pot het kookpunt bereikt, 100 graden Celsius (212 graden Fahrenheit), kan waterdamp in de vorm van stoom uit de pot stijgen. Warmte is de oorzaak van verdamping en is nodig om watermoleculen van elkaar te scheiden. Hoewel het proces in de natuur niet zo snel of zo duidelijk verloopt als bij de kookpot, is er nog steeds warmte aan het werk overal waar water is, scheidt watermoleculen zodat ze naar boven kunnen worden getransporteerd, water transformerend van een vloeistof naar een gas.
Factoren die de verdamping beïnvloeden
Windsnelheid, temperatuur en vochtigheid zijn allemaal factoren die de verdamping in de natuur beïnvloeden, hoewel ze niet de werkelijke oorzaak van verdamping zijn. Zowel wind als hogere temperaturen kunnen ervoor zorgen dat vloeibaar water sneller verdampt. Wind vergroot het totale luchtvolume dat in contact komt met een oppervlak, waardoor er meer capaciteit is om vocht vast te houden. Hogere temperaturen verhogen ook de hoeveelheid vocht die in de lucht kan verdampen. Een hoge luchtvochtigheid heeft een omgekeerd effect op de verdamping. Omdat de lucht al relatief veel water vasthoudt, is deze beperkt in de hoeveelheid extra vocht die het door verdamping kan afvoeren. Met andere woorden, een hogere luchtvochtigheid vertraagt de snelheid waarmee vloeistof in gas wordt omgezet.
Andere manieren waarop water het aardoppervlak verlaat
Verdamping is niet de enige manier waarop water in damp verandert. Transpiratie is een soortgelijk proces waarbij plantenbladeren water "ademen" dat uit de wortels wordt opgezogen als waterdamp. Bevroren water kan ook verdampen, hoewel dit proces sublimatie wordt genoemd. Snelle temperatuurstijgingen kunnen ervoor zorgen dat sneeuw onmiddellijk in damp verandert in plaats van te smelten, een proces dat de belangrijke rol die warmte speelt bij verdamping verder illustreert.
Oorzaken van condensatie
Net als verdamping vindt condensatie plaats als onderdeel van de waterkringloop. Watermoleculen die door verdamping omhoog zijn gereisd, ontmoeten uiteindelijk de koelere lucht op hogere niveaus van de atmosfeer. Waterdamp in de warme, vochtige lucht condenseert en vormt grotere waterdruppels die uiteindelijk als wolken zichtbaar zullen zijn. De oorzaak is de verandering in temperatuur. De koelere lucht kan de watermoleculen niet gescheiden houden, dus combineren ze opnieuw om druppels te vormen. Er treedt condensatie op, zelfs als er geen wolken zichtbaar zijn. Naarmate er meer waterdamp condenseert, beginnen zich meestal wolken te vormen. Neerslag volgt en de watercyclus begint helemaal opnieuw.