Inhalt
Der Wasserkreislauf ist einer der wichtigsten auf der Erde - ein autarkes System, das den Planeten bewohnbar macht. Der aus einem sonnenbeschienenen Ozean aufsteigende Wasserdampf kondensiert in Form von Wolken, und der Wind trägt sie zur Erde, wo er in Form von Regen und Schnee fällt. Für die Kondensation des Dampfes benötigt die Atmosphäre jedoch Partikelflammen von Kondensationskernen.
Funktion
Die Moleküle des Wasserdampfs in der Atmosphäre bewegen sich mit hoher Geschwindigkeit so schnell, dass sie nicht zusammenkommen und kondensieren können. Kühlere Temperaturen begünstigen die Kondensation, aber selbst wenn einige Wassermoleküle kollidieren und einfangen, ist die Oberfläche so klein, dass es unwahrscheinlich ist, dass andere Moleküle mit ihnen kollidieren. Darüber hinaus ist es aufgrund der hohen Spannung der Wasseroberfläche unwahrscheinlich, dass sie gemeinsam weiter bestehen. Ein Kondensationskern ist ein Staubteilchen oder ein anderes Material, das eine Oberfläche bietet, auf der sich die Wassermoleküle anlagern können. Ohne diesen Kondensationskern wären viel kältere Temperaturen erforderlich, damit sich diese Tröpfchen bilden können.
Typen
Kondensationskerne sind in der Regel Staubpartikel aus Ton, Meersalz und anderen Mineralien. Sie kommen normalerweise aus dem Boden, aus dem Ozean oder durch Verbrennung, wodurch Asche und Materieteilchen zerstreut werden. Sie können auch aus unerwünschteren Substanzen bestehen. Sulfate und Nitrate können als Kondensationskeime dienen, da sie sich mit Wasser verbinden können, um Säuren zu bilden, die den pH-Wert des endgültigen Wassers senken, wodurch ein als saurer Regen bezeichnetes Phänomen entsteht.
Eigenschaften
Kondensationskeime haben gewöhnlich einen Durchmesser von 0,2 bis 6 um - weniger als ein Zehntel der Dicke eines menschlichen Haares. Wenn der Regen zu Boden fällt, trägt er die Kondensationskeime mit, die die Wolke gebildet haben, so dass diese Kerne nicht dauerhaft in der Atmosphäre bleiben. In hohen Lagen, wo die Temperatur sehr kalt ist, kann Wasser Kondensationskeimen ablagern und Eiskristalle bilden.
Cloud Seeding
Manchmal versuchen Menschen, das Wetter zu stören und zu modifizieren, indem sie Wolken säen und Aerosolsilberjodid in den Wolken in der Atmosphäre verbreiten. Dieses Aerosol wirkt als Kern, um die Bildung von Eiskristallen zu fördern. Damit dieser Prozess funktioniert, muss die Luft bereits sehr kalt und mit Wasserdampf übersättigt sein. Leider ist es den Wissenschaftlern nicht möglich, den Niederschlag durch Wolkensaat und den durch natürliche Prozesse hervorgerufenen zu unterscheiden. Die Wirksamkeit dieser Methode ist daher unklar.