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地球大氣層的水蒸氣

氣態(tài)水是大氣很小但重要的組成部分。大約有99.99％是在對(duì)流層中。冷凝水蒸氣到液體或冰的階段主要由云，雨，雪，霧，和其他沉淀物完成，而所有這些也是最重要的天氣要素。

霧和云的形成，通過縮合周圍云凝結(jié)核。若是在缺乏核的狀態(tài)，凝結(jié)只能發(fā)生在更低的溫度上。在持續(xù)凝結(jié)或沉積后，云滴或雪花形成，并促成它們達(dá)到了臨界質(zhì)量。

平流層的水蒸氣平均停留時(shí)間是10天左右。水的補(bǔ)充、降水、蒸發(fā)，是海洋，湖泊，河流和植物蒸騰及其他生物和地質(zhì)過程作用的結(jié)果。

測(cè)量水蒸氣濃度表示為特定的濕度或相對(duì)濕度。如果降水立即凝結(jié)，那么在整個(gè)地球表面，年全球平均水蒸氣只會(huì)帶來約25毫米的降水。然而，年平均降水量約1米，這表明在水在空氣中快速周轉(zhuǎn)。水汽在大氣層中能形成類似海洋中洋流的水汽通道，并且在一定的時(shí)間一個(gè)范圍內(nèi)存在固定的水汽輸送總量，這意味著一個(gè)地方過度降水后，將會(huì)使得另一些區(qū)域獲得不到充沛的降水。

雖然火山排放的氣體差距很大，但是，水蒸氣始終是最常見的火山氣體，通?；鹕絿姲l(fā)有超過60％的排放量為水蒸氣。

雷達(dá)和衛(wèi)星成像

由于水分子吸收微波和其他無線電波的信號(hào)，通過水時(shí)大氣中的雷達(dá)信號(hào)會(huì)衰減。此外，大氣中的水能否反射和折射信號(hào)，在一定程度上取決于它的狀態(tài)是氣態(tài)、液態(tài)還是固態(tài)。

一般來說，當(dāng)它們穿過對(duì)流層時(shí)，雷達(dá)信號(hào)傳送越遠(yuǎn)將逐漸減弱強(qiáng)度?？諝庵械囊恍┏煞謱?duì)于某些頻率是不透明的，導(dǎo)致不同頻率的信號(hào)衰減速率不同。無線電波用于廣播和其他的通訊傳輸時(shí)也具有相同的效果。

水蒸氣比水的其他兩個(gè)狀態(tài)對(duì)雷達(dá)的影響較小。在水滴和冰晶狀態(tài)下，水被作為棱鏡。雖然一個(gè)單獨(dú)的分子無法成為棱鏡，然而，在大氣中的水蒸氣的存在下，就能形成一個(gè)巨大的棱鏡。

GOES-12衛(wèi)星圖像的對(duì)比，顯示相對(duì)于海洋，云和地球各大洲的大氣水汽分布。行星周圍的蒸汽，分布不均。

閃電產(chǎn)生

在閃電的產(chǎn)生中水蒸氣起到了關(guān)鍵作用。通常，地球大氣層上的云是真正的靜電發(fā)電機(jī)。但云有大量的電能的直接決定因素是水蒸氣存在于本地系統(tǒng)的數(shù)額。

水蒸氣的數(shù)額將直接影響空氣的介電系數(shù)。在低濕度的狀態(tài)，靜電放電是快速、容易的。但在高濕度的狀態(tài)，靜電放電的發(fā)生次數(shù)減少。然而，介電系數(shù)和電容一起作用，可以生產(chǎn)出電壓兆瓦的閃電。

例如經(jīng)過云時(shí)，它便開始以自己的方式成為一個(gè)閃電發(fā)生器，在大氣中水蒸氣充當(dāng)絕緣體的作用從而降低云的電能。經(jīng)過了一定的時(shí)間之后，如果云層繼續(xù)生成和存儲(chǔ)更多的靜電，大氣水蒸氣將最終導(dǎo)通云存儲(chǔ)的電能。以被控地區(qū)閃電的形式，將這種能量釋放到地面。且每次放電強(qiáng)度直接與大氣介電系數(shù)、電容、以及云層的發(fā)電能力相關(guān)。

外星的水蒸氣

光彩的彗星尾巴很大程度上來自水蒸氣。接近太陽時(shí)，彗星上的許多冰升華為一些反射陽光的蒸氣。天文學(xué)家可以從光的亮度推斷出彗星的水含量進(jìn)而了解彗星距離太陽的距離。明亮的尾巴在寒冷和遙遠(yuǎn)的彗星上可能是以一氧化碳的形式升華。

科學(xué)家研究火星后假設(shè)：如果水的運(yùn)動(dòng)與行星有關(guān)，那么，它作為蒸氣時(shí)亦然。大多數(shù)的水在火星上以冰的形式存在在北極。 在火星的夏季，這些冰會(huì)升華，使大量的季節(jié)性風(fēng)暴向赤道運(yùn)送大量水成為可能。

一顆命名為CW Leonis的大質(zhì)量恒星被發(fā)現(xiàn)有大量水蒸氣環(huán)繞。美國航天局的衛(wèi)星旨在研究星球云層光譜，從而確定它的化學(xué)成分。這非常有希望，“水蒸氣往往從彗星軌道表面蒸發(fā)”。

在太陽系外行星的飛馬座的HD 209458 B，經(jīng)光譜分析，首次提供了證據(jù)，太陽系以外的星球大氣中也有水蒸氣存在。

水蒸氣凝結(jié)

常見的實(shí)例就是當(dāng)你從冰箱拿出飲料時(shí)，過沒多久就會(huì)發(fā)現(xiàn)瓶身有許多小水珠，這是由于空氣中的水蒸氣遇到冷的瓶子而凝結(jié)。還有一個(gè)常見的就是當(dāng)你在燒水煮飯時(shí)，開火的瞬間也會(huì)發(fā)現(xiàn)有水汽附著在鍋身，這是因?yàn)殚_火時(shí)，鍋?zhàn)又茉獾乃魵鉁囟人查g升高，但鍋?zhàn)訙囟葲]有上升那么快，導(dǎo)致溫度高的水蒸氣附著凝結(jié)在相對(duì)較冷的鍋?zhàn)由希鹊藉佔(zhàn)訙囟纫采仙揭欢ê?，就又蒸發(fā)了。

測(cè)量

測(cè)量介質(zhì)中的水蒸汽數(shù)量可以做直接或遠(yuǎn)程測(cè)量，具有不同程度的準(zhǔn)確性。電磁吸收遠(yuǎn)程方法可以測(cè)量的行星大氣層。直接方法可以使用電子傳感器，或是蘸水的溫度計(jì)或吸濕性材料的物理性質(zhì)，化學(xué)性質(zhì)、尺寸變化。

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