อ่าน 4 นาที
น้ำค้าง
น้ำค้าง คือ น้ำ ในรูปของ หยดน้ำ ที่ปรากฏบนวัตถุบางๆ ที่สัมผัสกับอากาศใน ตอนเช้า หรือ เย็น เนื่องจากการ ควบแน่น [ 1 ] เมื่อพื้นผิวที่สัมผัสกับอากาศเย็นลงจาก การแผ่ ความร้อน...
น้ำค้าง
น้ำค้างคือน้ำในรูปของหยดน้ำที่ปรากฏบนวัตถุบางๆ ที่สัมผัสกับอากาศในตอนเช้าหรือเย็นเนื่องจากการควบแน่น[ 1 ] เมื่อพื้นผิวที่สัมผัสกับอากาศเย็นลงจากการแผ่ความร้อน ความชื้นในบรรยากาศจะควบแน่นในอัตราที่มากกว่าอัตราการระเหยส่งผลให้เกิดหยดน้ำขึ้น[ 2 ]
เมื่ออุณหภูมิต่ำลงมากพอ น้ำค้างจะกลายเป็นน้ำแข็ง เรียกว่า น้ำค้างแข็ง
เนื่องจากน้ำค้างมีความสัมพันธ์กับอุณหภูมิของพื้นผิว ในช่วงปลายฤดูร้อน น้ำค้างจึงก่อตัวได้ง่ายที่สุดบนพื้นผิวที่ไม่ได้รับความร้อนจากพื้นดินที่อยู่ลึกลงไป เช่น หญ้า ใบไม้ ราวบันได หลังคารถ และสะพาน
การก่อตัว
ไอน้ำจะควบแน่นกลายเป็นหยดน้ำขึ้นอยู่กับอุณหภูมิอุณหภูมิที่เกิดหยดน้ำเรียกว่าจุดน้ำค้างเมื่ออุณหภูมิพื้นผิวลดลงจนถึงจุดน้ำค้าง ไอน้ำในบรรยากาศจะควบแน่นกลายเป็นหยดน้ำบนพื้นผิว[ 3 ]กระบวนการนี้แตกต่างจากไฮโดรมีเทอร์ (ปรากฏการณ์ทางอุตุนิยมวิทยาของน้ำ) ซึ่งเกิดขึ้นโดยตรงในอากาศที่เย็นลงจนถึงจุดน้ำค้าง (โดยทั่วไปจะเกิดขึ้นรอบๆนิวเคลียสการควบแน่น ) เช่นหมอกและเมฆ อย่างไรก็ตาม หลักการทางเทอร์โมไดนามิกของการก่อตัวนั้นเหมือนกัน น้ำค้างมักเกิดขึ้นในเวลากลางคืน ตอนเย็น และตอนเช้า[ 4 ]
การเกิดขึ้น
โดยทั่วไปแล้ว การระบายความร้อนที่เพียงพอของพื้นผิวจะเกิดขึ้นเมื่อพื้นผิวสูญเสียพลังงานจากรังสีอินฟราเรด มากกว่าที่ได้รับจากรังสีแสงอาทิตย์จากดวงอาทิตย์โดยเฉพาะอย่างยิ่งในคืนที่ท้องฟ้าแจ่มใสการนำความร้อน ที่ไม่ดี จะจำกัดการชดเชยการสูญเสียดังกล่าวจากชั้นดินที่ลึกกว่า ซึ่งโดยทั่วไปจะอุ่นกว่าในเวลากลางคืน[ 3 ]ดังนั้น วัตถุที่เหมาะสมสำหรับการเกิดน้ำค้างจึงเป็นวัตถุที่มีการนำความร้อนต่ำหรือแยกออกจากพื้นดินได้ดี และไม่ใช่โลหะ ในขณะที่พื้นผิวเคลือบโลหะมันวาวเป็นตัวแผ่รังสีอินฟราเรดที่ไม่ดี สภาพอากาศที่เหมาะสม ได้แก่ การไม่มีเมฆและไอ น้ำ ในชั้นบรรยากาศระดับสูงน้อย เพื่อลดผลกระทบจากภาวะเรือนกระจก และความชื้นในอากาศใกล้พื้นดินที่เพียงพอ คืนที่สงบมากกว่าคืนที่มีลมแรงจะทำให้เกิดน้ำค้าง เนื่องจากลมจะพัดพาอากาศที่อุ่นกว่าจากที่สูงไปยังพื้นผิวที่เย็นกว่า (ในเวลากลางคืน) อย่างไรก็ตาม หากบรรยากาศเป็นแหล่งความชื้นหลัก (ประเภทนี้เรียกว่าน้ำค้าง) จำเป็นต้องมีการระบายอากาศในปริมาณหนึ่งเพื่อทดแทนไอน้ำที่ควบแน่นแล้ว ความเร็วลมที่เหมาะสมที่สุดอาจพบได้ในเกาะที่แห้งแล้ง ลมมักดูเหมือนเป็นอุปสรรคเสมอ หากดินที่เปียกชื้นด้านล่างเป็นแหล่งกำเนิดไอน้ำหลัก (ซึ่งในกรณีนี้กล่าวกันว่าน้ำค้างเกิดขึ้นจากการกลั่น )
การเกิดน้ำค้างยังเกิดขึ้นได้เมื่อแว่นตาเป็นฝ้าในห้องที่อบอุ่นและชื้น หรือในระหว่างกระบวนการทางอุตสาหกรรมบางอย่าง อย่างไรก็ตาม ในกรณีเหล่านี้ คำที่ถูกต้องกว่าคือการ ควบแน่น
การวัด
อุปกรณ์คลาสสิกสำหรับการวัดน้ำค้างคือ ดรอสโซมิเตอร์ (drosometer ) โดยจะมีพื้นผิวควบแน่นขนาดเล็ก (เทียม) แขวนอยู่บนแขนที่ติดกับตัวชี้หรือปากกา ซึ่งจะบันทึกการเปลี่ยนแปลงน้ำหนักของพื้นผิวควบแน่นลงบนดรัม อย่างไรก็ตาม นอกจากจะไวต่อลมมากแล้ว อุปกรณ์นี้เช่นเดียวกับอุปกรณ์พื้นผิวเทียมอื่นๆ จะวัดได้เพียง ศักยภาพ ทางอุตุนิยมวิทยาในการเกิดน้ำค้างเท่านั้น ปริมาณน้ำค้างที่แท้จริงขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของพื้นผิว ดังนั้นการวัดอาจเกี่ยวข้องกับการวางพืช ใบไม้ หรือเสาดินทั้งหมดบนเครื่องชั่ง โดยให้พื้นผิวอยู่ที่ความสูงและสภาพแวดล้อมเดียวกันกับที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ ซึ่งจะทำให้เกิดไลซิเมเตอร์ (lysimeter ) ขนาดเล็ก วิธีการอื่นๆ อาจเกี่ยวข้องกับการประมาณค่า เช่น การเปรียบเทียบหยดน้ำกับภาพถ่ายมาตรฐาน หรือการวัดปริมาตรน้ำที่เช็ดออกจากพื้นผิว การคายน้ำค้างหรือการวัดปริมาณน้ำค้างที่ตกลงมาและ/หรือการกลั่นตัวของน้ำ
ความสำคัญ
เนื่องจากขึ้นอยู่กับสมดุลของรังสีปริมาณน้ำค้างจึงสามารถมีค่าสูงสุดตามทฤษฎีได้ประมาณ 0.8 มม. ต่อคืน อย่างไรก็ตาม ค่าที่วัดได้นั้นแทบจะไม่เกิน 0.5 มม. ในสภาพภูมิอากาศส่วนใหญ่ ปริมาณน้ำค้างเฉลี่ยต่อปีถือว่าน้อยเกินไปที่จะเปรียบเทียบกับผลกระทบของปริมาณน้ำฝน ในภูมิภาคที่มีฤดูแล้งยาวนาน พืชที่ปรับตัวได้ เช่น ไลเคนหรือต้นกล้าสนจะได้รับประโยชน์จากน้ำค้าง อย่างไรก็ตาม การชลประทานตามธรรมชาติขนาดใหญ่โดยไม่มีฝนตก เช่น ใน ทะเลทราย อาตากามาและนามิบส่วนใหญ่เกิดจาก น้ำ หมอกในทะเลทรายเนเกฟในอิสราเอล พบว่าน้ำค้างคิดเป็นเกือบครึ่งหนึ่งของน้ำที่พบในพืชทะเลทรายสามชนิดที่โดดเด่น ได้แก่Salsola inermis , Artemisia sieberiและHaloxylon scoparium [ 5 ]
ผลกระทบอีกประการหนึ่งของน้ำค้างคือการทำให้พื้นผิวของเชื้อราและไมซีเลียมของสายพันธุ์ต่างๆ เช่นเห็ดหมึกจีบซึ่งมักพบในสนามหญ้า และPhytophthora infestansซึ่งเป็นสาเหตุของโรคใบไหม้ในต้นมันฝรั่ง[ 6 ]
ประวัติศาสตร์
ในหนังสือว่าด้วยจักรวาล ( De Mundo ) ซึ่งแต่งขึ้นก่อนปี 250 ก่อนคริสต์ศักราช หรือระหว่างปี 350 ถึง 200 ก่อนคริสต์ศักราช น้ำค้างถูกอธิบายว่าเป็น "ความชื้นที่มีองค์ประกอบเล็กน้อยที่ตกลงมาจากท้องฟ้าที่แจ่มใส" น้ำแข็งถูกอธิบายว่าเป็น "น้ำที่แข็งตัวเป็นก้อนจากท้องฟ้าที่แจ่มใส" น้ำค้างแข็งถูกอธิบายว่าเป็น "น้ำค้างที่แข็งตัว" และ "น้ำค้างแข็งจากน้ำค้าง" ถูกนิยามว่าเป็น "น้ำค้างที่แข็งตัวครึ่งหนึ่ง" [ 7 ]
ในเทพปกรณัมกรีกเออร์ซาเป็นเทพีและเป็นตัวแทนของน้ำค้าง ในตำนานของเออร์ซา น้ำค้างยามเช้าเกิดขึ้นเมื่ออีออส (ป้าของเออร์ซา) เทพีแห่งรุ่งอรุณ ร่ำไห้ให้กับ การตายของ ลูกชาย (แม้ว่าต่อมาเขาจะได้รับความเป็นอมตะก็ตาม)
น้ำค้าง ซึ่งในภาษาฮีบรู เรียก ว่า טל ( tal ) มีความสำคัญในศาสนายิวเนื่องจากมีประโยชน์ต่อการเกษตรและศาสนศาสตร์ในวันแรกของเทศกาลปัสคานักร้องนำ (Chazan ) ซึ่งสวมชุด kittel สีขาว จะนำพิธีสวดมนต์เพื่อขอน้ำค้างระหว่างช่วงเวลานั้นกับเทศกาลสุคคตในช่วงฤดูฝน ระหว่างเดือนธันวาคมถึงเทศกาลปัสคา บทสวดAmidahจะกล่าวถึงน้ำค้างอันเป็นมงคลที่มาพร้อมกับฝน คัมภีร์ Midrashim หลายเล่ม กล่าวถึงน้ำค้างว่าเป็นเครื่องมือสำหรับการฟื้นคืนชีพขั้นสูงสุด[ 8 ] "น้ำค้าง" หรือ "พ่อของฉันคือน้ำค้างยามเช้า" เป็นรากศัพท์โดยประมาณของชื่อภาษาฮีบรูAvital [ 9 ] [ 10 ]
ในพระคัมภีร์โทราห์หรือพันธสัญญาเดิมมีการใช้คำว่าน้ำค้างในเชิงสัญลักษณ์ในเฉลยธรรมบัญญัติ 32:2ว่า “คำสอนของข้าพเจ้าจะร่วงหล่นลงมาเหมือนฝน คำพูดของข้าพเจ้าจะกลั่นตัวออกมาเหมือนน้ำค้าง เหมือนฝนเล็กน้อยที่ตกลงบนพืชอ่อน และเหมือนฝนที่ตกลงบนหญ้า” [ 11 ]
ในพิธีมิสซาของคาทอลิกแบบตะวันตก เมื่อใดก็ตามที่มีการกล่าวคำอธิษฐานศีลมหาสนิทครั้งที่สอง พระสงฆ์จะอธิษฐานต่อพระเจ้าพระบิดาเหนือขนมปังและไวน์ว่า “ขอทรงโปรดทำให้ของถวายเหล่านี้ศักดิ์สิทธิ์ โดยทรงส่งพระวิญญาณบริสุทธิ์ลงมาเหนือของถวายเหล่านี้ ดุจดังน้ำค้าง เพื่อของถวายเหล่านี้จะเป็นพระกายและพระโลหิตของพระเยซูคริสต์เจ้าสำหรับเรา” แนวคิดที่ว่าพระวิญญาณบริสุทธิ์เสด็จเข้ามาในโลกและชีวิตของเราอย่างเงียบๆ โดยไม่หวือหวา “ดุจดังน้ำค้าง” นั้นเป็นที่ดึงดูดใจของคริสเตียนจำนวนมาก
การเก็บเกี่ยวโดยวิธีเทียม
การเก็บเกี่ยวหยาดน้ำค้างอาจช่วยให้มีน้ำใช้ในพื้นที่ที่สภาพอากาศไม่เอื้ออำนวย เช่น ฝน อุปกรณ์ที่มนุษย์สร้างขึ้นหลายอย่าง เช่น กองหินขนาดใหญ่ในสมัยโบราณในยูเครนบ่อเก็บหยาดน้ำค้างในยุคกลางทางตอนใต้ของอังกฤษและแผ่นหินภูเขาไฟบนทุ่งนาในเกาะลันซาโรเตถูกคิดว่าเป็นอุปกรณ์ดักจับหยาดน้ำค้าง แต่ก็อาจพิสูจน์ได้ว่าทำงานบนหลักการอื่น ปัจจุบันองค์การระหว่างประเทศเพื่อการใช้ประโยชน์จากหยาดน้ำค้าง (OPUR) กำลังพัฒนาเครื่องควบแน่นแบบใช้ฟอยล์ที่มีประสิทธิภาพสำหรับภูมิภาคที่ฝนหรือหมอกไม่สามารถตอบสนองความต้องการน้ำได้ตลอดทั้งปี
สถาบันการจัดการแห่งอินเดีย อาห์เมดาบัด (IIMA) ได้จัดทำระบบเก็บเกี่ยวน้ำค้างขนาดใหญ่โดยความร่วมมือกับ OPUR ในพื้นที่ชายฝั่งกึ่งแห้งแล้งของคุช [ 12 ] เครื่องควบแน่นเหล่านี้สามารถเก็บเกี่ยวน้ำค้างได้มากกว่า 200 ลิตร (โดยเฉลี่ย) ต่อคืนเป็นเวลาประมาณ 90 คืนในช่วงฤดูน้ำค้างระหว่างเดือนตุลาคมถึงพฤษภาคม ห้องปฏิบัติการวิจัยของ IIMA ได้แสดงให้เห็นว่าน้ำค้างสามารถใช้เป็นแหล่งน้ำเสริมในพื้นที่แห้งแล้งชายฝั่งได้
โครงการเก็บเกี่ยวหยาดน้ำค้างขนาดใหญ่คาดการณ์ว่าจะหมุนเวียนน้ำทะเลเย็นในตัวเก็บรวบรวม EPDM ใกล้ชายทะเล ซึ่งจะควบแน่นหยาดน้ำค้างและหมอกเพื่อจัดหาน้ำดื่มสะอาด[ 13 ]การศึกษาอื่นๆ ที่เพิ่งเกิดขึ้นเมื่อไม่นานมานี้ แสดงให้เห็นถึงความเป็นไปได้ในการบูรณาการหลังคาสำหรับอุปกรณ์เก็บเกี่ยวหยาดน้ำค้าง[ 14 ]
ลิงก์ภายนอก
- OPUR (องค์การระหว่างประเทศเพื่อการใช้ประโยชน์จากน้ำค้าง)
- การประชุมนานาชาติว่าด้วยหมอก การเก็บรวบรวมหมอก และน้ำค้าง
- บันทึกเสียงการสวดมนต์ Dew Service ของ Cantor Yossele Rosenblattจากหอจดหมายเหตุเสียง Judaica ของมหาวิทยาลัย Florida Atlantic (เสียงภาษาฮิบรู)
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ น้ำค้าง
น้ำค้าง คือ น้ำ ในรูปของ หยดน้ำ ที่ปรากฏบนวัตถุบางๆ ที่สัมผัสกับอากาศใน ตอนเช้า หรือ เย็น เนื่องจากการ ควบแน่น [ 1 ] เมื่อพื้นผิวที่สัมผัสกับอากาศเย็นลงจาก การแผ่ ความร้อน...
การก่อตัว
ไอน้ำจะควบแน่นกลายเป็นหยดน้ำขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ อุณหภูมิ ที่เกิดหยดน้ำเรียกว่า จุดน้ำค้าง เมื่ออุณหภูมิพื้นผิวลดลงจนถึงจุดน้ำค้าง ไอน้ำในบรรยากาศจะควบแน่นกลายเป็นหยดน้ำบนพื้นผิว [ 3 ] กระบวนการนี้แตกต่างจาก ไฮโดรมีเทอร์ (ปรากฏการณ์ทางอุตุนิยมวิทยาของน้ำ)...
การเกิดขึ้น
โดยทั่วไปแล้ว การระบายความร้อนที่เพียงพอของพื้นผิวจะเกิดขึ้นเมื่อพื้นผิวสูญเสียพลังงานจาก รังสี อินฟราเรด มากกว่าที่ได้รับจาก รังสีแสงอาทิตย์ จาก ดวงอาทิตย์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในคืนที่ท้องฟ้าแจ่มใส การนำความร้อน ที่ไม่ดี...
การวัด
อุปกรณ์คลาสสิกสำหรับการวัดน้ำค้างคือ ด รอสโซมิเตอร์ (drosometer ) โดยจะมีพื้นผิวควบแน่นขนาดเล็ก (เทียม) แขวนอยู่บนแขนที่ติดกับตัวชี้หรือปากกา ซึ่งจะบันทึกการเปลี่ยนแปลงน้ำหนักของพื้นผิวควบแน่นลงบนดรัม อย่างไรก็ตาม นอกจากจะไวต่อลมมากแล้ว...