Lähdekoodi sivulle Vesihöyry

[[Kuva:Kochendes wasser02.jpg|thumb|Vesihöyryä muodustuu esimerkiksi kuumennettaessa vettä. Kuplat kiehuvan veden sisällä sisältävät vesihöyryä.]]
'''Vesihöyry''' (arkikielessä pelkkä '''höyry''') on [[kaasu]]maista [[vesi|vettä]]. Vesihöyry on hajutonta, mautonta ja väritöntä, eikä sitä siis voi ihmissilmin erottaa muista [[ilmakehä]]n kaasuista.  Vesihöyryä syntyy, kun vesi haihtuu tai jää sublimoituu. Veden, H<sub>2</sub>O, [[kiinteä]]ä olomuotoa sanotaan [[jää]]ksi ja [[neste]]olomuotoa vedeksi. Vesihöyryä voi syntyä myös kemiallisissa reaktioissa. 

''Kylläinen vesihöyry'' tarkoittaa vesihöyryä, joka on paineen mukaisessa tiivistymislämpötilassaan. Mikäli vesihöyry tällöin menettää lämpöä, se tiivistyy nestemäiseksi vedeksi. 

== Vesihöyry ilmakehässä – pilvet eivät ole vesihöyryä ==
Arkikielessä sanomme näkevämme vesihöyryä teekattilassa, tupruamassa höyryjunan piipusta tai pakkasella hengitysilmassa. Täsmällisemmässä ilmaisussa arkikielen sanaa höyry kuitenkin käytetään eri tavalla. Kaikissa näissä tapauksissa kaasumuotoinen vesi on jo tiivistynyt pienenpieniksi pisaroiksi, samoiksi joista tavallinen [[sumu]] muodostuu. [[Pilvi|Pilvet]] eivät siis ilmatieteen ammattikielellä ilmaistuna ole vesihöyryä, vaan nestettä (tai jäätä tai näiden yhdistelmää) sisältävää [[aerosoli]]a, ts. hyvin pieniä vesipisaroita (ja/tai jäähitusia) leijumassa kaasussa. 

Fysiikassa vesihöyryn ja kaasun erona voi nähdä, että vesihöyryn lämpötila on alle kriittisen lämpötilan (647 [[Kelvin|K]]), joten se on mahdollista saada nestemäiseksi kasvattamalla [[paine]]tta.  
[[Kuva:Crepuscular Rays Beam through the Mist Blown from Takkakaw Falls.jpg|thumb|Vesihöyryn tiivistyessä syntyy [[sumu]]a tai [[pilvi]]ä.]]
Vesihöyry on tärkeä osa ilmakehän lämmöntasausjärjestelmää: vesi haihtuu lämpimillä alueilla, kulkee ilmavirtausten mukana vesihöyrynä lähemmäs napoja ja tiivistyy siellä, ja samalla vapauttaa siihen haihtumisessa sitoutuneen [[höyrystymislämpö|höyrystymislämmön]]. 

Lähes kaikki ilmakehän vesihöyry on [[troposfääri]]ssä. Vesihöyryn määrää koko troposfäärissä voidaan mitata usealla tavalla. Sitä voidaan mitata esimerkiksi maanpinnalta ilmakehään mittaamaan lähetettävillä radioluotaimilla arvioida, lentokoneisiin liitetyillä mittauslaitteilla sekä useilla kaukomittaustavoilla satelliitista käsin tai esimerkiksi satelliitin ja maanpinnan välisen radiosignaalin kulkuaikaviiveen perusteella. 

=== Vesihöyry kasvihuonekaasuna ===
Vesihöyry on [[kasvihuonekaasu]] eli ilmakehässä se voimistaa [[kasvihuoneilmiö]]tä. Maan ilmakehässä on vesihöyryä hyvin vaihteleva määrä eri alueilla ja aikoina, mutta yleisesti 0,2&nbsp;% eli 1,3&nbsp;·&nbsp;10<sup>16</sup>&nbsp;kg.<ref>{{Verkkoviite | Nimeke= The Environment | Arkisto = http://web.archive.org/web/20040119180526/http://www.lifesciences.napier.ac.uk/teaching/Env/Gaia.html | Arkistoitu = 19.1.2004 | Julkaisija=School of Life Sciences, Napier University | Kieli= {{en}} }}</ref>

Vesihöyryn arvioidaan aiheuttavan kasvihuoneilmiöstä noin 36–70&nbsp;%. Vesihöyryn elinikä ilmakehässä on kuitenkin todella lyhyt, noin 7–10 päivää. Tästä seuraa, että ihminen ei toiminnallaan suoraan lisää ilmakehän vesihöyrypitoisuutta, vaikka pitoisuudet voivat muuttua [[ilmaston lämpeneminen|ilmaston lämpenemisen]] seurauksena. Joidenkin yhdysvaltalaisten tutkijoiden mukaan ilmakehän kosteuspitoisuus on kasvanut 0,41&nbsp;kg/m<sup>3 </sup>vuosikymmenessä sitten vuoden 1988.<ref>
 {{ Verkkoviite | Arkisto = http://web.archive.org/web/20071012192841/https://www.sciencedaily.com/upi/index.php?feed=Science&article=UPI-1-20070920-14002300-bc-us-moisture.xml | Arkistoitu = 12.10.2007 | Nimeke = Increased atmospheric moisture discovered | Julkaisu = ScienceDaily | Ajankohta = 20. syyskuuta 2007 | Viitattu = 18. lokakuuta 2007 | Kieli = {{en}} }}</ref>

Eräiden arvioiden mukaan vesihöyry aiheuttaa kirkkaana päivänä 60–70&nbsp;% ja [[hiilidioksidi]] 20–25&nbsp;% maan [[kasvihuoneilmiö]]stä.<ref>
 {{ Verkkoviite | Nimeke = Water vapor | Arkisto = http://web.archive.org/web/20020707165413/http://www.espere.net/Unitedkingdom/water/uk_watervapour.html | Arkistoitu = 7.7.2002 | Kieli = {{en}} }}</ref><ref>{{ Verkkoviite |  Nimeke = Greenhouse – Green Planet | Osoite = http://www.pbs.org/wgbh/nova/ice/greenhouse.html | Julkaisija = Nova Online | Kieli = {{en}} }}</ref><ref>{{ Verkkoviite | Osoite =http://www.realclimate.org/index.php?p=142 | Nimeke = Water vapor: feedback or forcing? | Tekijä = Schmidt, Gavin A. | Julkaisija = RealClimate | Ajankohta = 6. huhtikuuta 2005 | Viitattu = 13. heinäkuuta 2007 | Kieli = {{en}} }}</ref> 

Maan ilmakehän vesipitoisuuden vaikutus kasvihuoneilmiöön noudattaa havaintojen mukaan suunnilleen kaavaa:

:<math>T_g - T_e = 14{,}817 \ln (W_c) - 4{,}7318 , </math>

missä <math>T_g</math> kasvihuoneilmiön mukainen lämpötila, <math>T_e</math> lämpötila ilman kasvihuoneilmiötä. Vesipitoisuudella <math>W_c</math> tarkoitetaan tässä vesihöyryn määrää maanpinnan ja 300&nbsp;mbar painepinnan välillä 10<sup>12</sup> tonneina.<ref>{{Verkkoviite | Tekijä= Rákóczi†, Ferenz & Iványi, Zsuzsanna | Nimeke=Water vapour and greenhouse effect | Ajankohta=14. kesäkuuta 1999 | Osoite=http://geofizika-journal.gfz.hr/Vol_1617/geofizika_1617_19992000_65-72_rakoczi.pdf | Julkaisija=(pdf) | Luettu= | Kieli= {{en}} }}</ref> <math>\ln</math> on [[logaritmi|luonnollinen logaritmi]].

Joutkut tutkijat olettavat, että jos lämpötila Maan ja nimenomaan merien pinnalla kasvaisi kyllin suureksi, vesihöyryn aiheuttama kasvihuoneilmiö alkaisi voimistaa itseään ja [[karkaava kasvihuone-ilmiö|karkaisi käsistä]]. Lämpötilan nousu haihduttaisi vettä vesihöyryksi kasvihuoneilmiötä voimistamaan, mikä nostaisi lämpötilaa, mikä taas lisäisi veden haihtumista ja kasvihuoneilmiötä ja niin edelleen.

Merivesien lämpötilojen ollessa yli 27 astetta, merivedet haihtuvat niin rajusti, että siihen sitoutunut lämpö luo hurrikaaneja. Maan valtamerien pinnan keskilämpötila on nyt 10&nbsp;°C. Jos se olisi 27&nbsp;°C, kasvihuone-ilmiö karkaisi käsistä.<ref> {{Verkkoviite | Tekijä = Kotliar, Gabriel | Nimeke = Venus: Earth’s “Hot” Future? | Osoite = http://www.physics.rutgers.edu/~kotliar/honors/honsem02/somalwar/HonSem02/Venus%20presentation.ppt | Julkaisija = (Power Point) | Kieli= {{en}} }}</ref>
Maan vesistöjen pintalämpötila on korkeimmilaan 30,5&nbsp;°C.<ref>{{Verkkoviite | Tekijä = Powell, Kendall/Bluck, John | Nimeke = Tropical ‘runaway greenhouse’ provides insight to Venus | Ajankohta = 15. toukokuuta 2002 | Osoite = http://www.nasa.gov/centers/ames/news/releases/2002/02_60AR.html | Julkaisija = Nasa | Kieli = {{en}} | viitattu = 1.6.2007 | arkisto = https://web.archive.org/web/20160817024137/http://www.nasa.gov/centers/ames/news/releases/2002/02_60AR.html | arkistoitu = 17.8.2016 }}</ref>

Väitetään, että joillain valtamerien kosteilla, yli 70&nbsp;% suhteellisen kosteuden 9&nbsp;km:n korkeudessa olevilla alueilla tapahtuisi paikallista karkaavaa kasvihuone-ilmiötä, jota ympäröivät kuivat alueet tasoittavat.{{Lähde|16. syyskuuta 2008}}

== Termejä ==
===Ilman absoluuttinen kosteus===
Ilman [[absoluuttinen kosteus]] tarkoittaa vesihöyryn massaa tarkasteltavassa tilavuudessa.  Yksikkö voi olla esimerkiksi g/m³. Nimitys absoluuttinen kosteus on sikäli harhaanjohtava, että lukuarvo on lämpötilasta riippuvainen. Usein absoluuttisesta kosteudesta puhuttaessa tarkoitetaankin vesihöyryn ja kuivan ilman massojen [[Kosteus#Sekoitussuhde|sekoitussuhdetta]].

===Ilman suhteellinen kosteus===
Ilman [[suhteellinen kosteus]] tarkoittaa ilman sisältämän vesihöyryn määrän suhdetta suurimpaan mahdolliseen määrään jonka ilma voi kyseisessä lämpötilassa sisältää. Kun ilma on ''täysin kyllästetty'' vesihöyryllä suhde on 100&nbsp;%. Suhteellinen kosteus ilmaistaan prosentteina (%). Ilmakehässä pieni ylikyllästystilakin on mahdollinen, mikäli sopivia tiivistymisytimiä ei ole tarjolla sumu- tai pilvipisaroiden muodostumiselle.

===Vesihöyryn osapaine===
Kaasun osapaineella tarkoitetaan kaasun painetta kaasuseoksessa, jonka kokonaispaine muodostuu sen kaikkien kaasujen paineiden summasta. SI-järjestelmässä osapaineen yksikkö on pascal (Pa).

===Vesihöyryn diffuusio===
Vesihöyryn [[diffuusio]] on lähinnä muun muassa rakennustekniikassa käytettävä termi, joka tarkoittaa höyrymolekyylien satunnaista liikkumista huokoisen aineen huokosissa. Diffuusio pyrkii tasoittamaan vesihöyryn paine-eroja höyryn siirtyessä pienempään paineeseen päin.

===Vesihöyryn konvektio===
Vesihöyryn [[konvektio]] tarkoittaa vesihöyryn siirtymistä osapaine-eron vaikutuksesta aukoissa, joissa ei ole rakenteellista estettä. Koska ilma virtaa aina alenevan kokonaispaineen suuntaan, saattaa höyryn osapaine-eroa suurempi kokonaispaine-ero muuttaa virtauksen suuntaa. Termiä käytetään rakennustekniikassa.

===Vesihöyryn läpäisevyys===
Vesihöyryn läpäisevyys on muun muassa rakennustekniikassa käytettävä termi, jolla tarkoitetaan aineen kykyä läpäistä vesihöyryä diffuusiolla. Mitä suurempi läpäisevyys, sitä pienempi ''höyrynvastus'', jolloin vesihöyry siirtyy helpommin aineen läpi. Vesihöyryn läpäisevyyden yksikkö on kg/m&nbsp;s&nbsp;Pa.

===Kylläinen höyry===
Kylläinen höyry on kaasuuntunutta vettä [[kastepiste]]en lämpötilassa. Lämpötilan laskiessa höyry alkaa välittömästi tiivistyä vedeksi.

===Tulistettu höyry===
''Tulistettu höyry'' on tilanteen painetta vastaavaa höyrystymispistettä korkeammassa lämpötilassa. Tulistettua höyryä syntyy kuumentamalla kylläistä höyryä. Tulistettu höyry voi luovuttaa lämpöä ennen kuin alkaa tiivistyä nesteeksi. Jäähdyttyään riittävästi tulistettu höyry muuttuu ''kylläiseksi''. Tulistettua vesihöyryä käytetään esimerkiksi voimalaitosten [[höyryturbiini|höyryturbiineissa]]. Tulistuksen idea on siinä, että vesi – olomuodosta riippumatta – sitoo runsaasti lämpöenergiaa hyödynnettäväksi myöhemmin.

== Kylläisen vesihöyryn paine ==
{{korjattava|Siirry selkeyden lisäämiseksi SI-järjestelmään, muinaiset torrit ja elohopeamillimetrit (sekä millibaarit) eivät tarpeen, häiritsevät ymmärtämistä, arviointia ja omaksumista turhaan.}}   
{|style="text-align:center;" class="wikitable" align=right
! Lämpötila (°C)
! Paine (kPa)<ref>{{Kirjaviite | Tekijä= | Nimike=Tekniikan käsikirja 2 | Sivu =229 | Selite= | Julkaisija=Gummerus | Vuosi=1967 | Tunniste= }}</ref>
! Tiheys g/m³
|- 
| -25
| jää 0,0635
|
|- 
| -20
| jää 0,1035
|
|- 
| -15
| vesi 0,1915/<br> jää 0,1655
|
|- 
| -10
| vesi 0,2865/<br> jää 0,2600
|
|- 
| -5
| vesi 0,4217/<br> jää 0,4017
|
|- 
| -4
| vesi 0,4546/<br> jää 0,4373
|
|- 
| -3
| vesi 0,4897/<br> jää 0,4757
|
|- 
| -2
| vesi 0,5274/<br> jää 0,5173
|
|- 
| -1
| vesi 0,5677/<br> jää 0,5622
|
|-
| 0
| 0,6107
| 4,846
|-
| 1
| 0,6566
| 5,192
|-
| 2
| 0,7056
| 5,797
|-
| 3 
| 0,7577
| 5,947
|-
| 4 
| 0,8131
| 6,360
|-
| 5 
| 0,8722
| 6,797
|-
| 6 
| 0,9349 
| 7,269
|-
| 7
| 1,0016
| 7,751
|-
| 8
| 1,0725
| 8,270
|-
| 9
| 1,1477
| 8,819
|-
| 10
| 1,2275
| 9,399
|-
| 11
| 1,3122
| 10,01
|-
| 12
| 1,4020
| 10,66
|-
| 13
| 1,4971
| 11,34
|-
| 14
| 1,5979
| 11,34
|-
| 15
| 1,7045
| 12,83
|-
| 16
| 1,8174
| 13,63
|-
| 17
| 1,9367
| 14,47
|-
| 18
| 2,063
| 15,37
|-
| 19
| 2,196
| 16,30
|-
| 20
| 2,337
| 17,29
|-
| 21
| 2,486
| 18,33
|-
| 22
| 2,643
| 19,42
|-
| 23
| 2,808
| 20,57
|-
| 24
| 2,982
| 21,77
|-
| 25
| 3,166
| 23,04
|-
| 26
| 3,360
| 24,36
|-
| 27
| 3,564
| 25,76
|-
| 28
| 3,778
| 27,22
|-
| 29
| 4,004
| 28,75
|-
| 30
| 4,241
| 30,36
|-
| 31
| 4,491
| 32,04
|-
| 32
| 4,753
| 33,80
|-
| 33
| 5,028
| 35,65
|-
| 34
| 5,318
| 37,58
|-
| 35
| 5,621
| 39,60
|-
| 36
| 5,939
| 41,71
|-
| 37
| 6,273
| 43,91
|-
| 38
| 6,623
| 46,22
|-
| 39
| 6,990
| 48,62
|-
| 40
| 7,374
| 51,14
|-
| 41
| 7,700
| 53,50
|-
| 42
| 8,197
| 56,50
|-
| 43
| 8,638
| 59,00
|-
| 44
| 9,099
| 62,33
|-
| 45
| 9,581
| 65,45
|-
| 46
| 10,084
| 68,66
|-
| 47
| 10,611
| 72,03
|-
| 48
| 11,161
| 75,53
|-
| 49
| 11,735
| 79,18
|-
| 50
| 12,334
| 82,98
|-
| 52
| 13,611
| 91,03
|-
| 54
| 15,001
| 99,74
|-
| 56
| 16,509
| 109,1
|-
| 58
| 18,146
| 119,3
|-
| 60
| 19,92
| 130,2
|-
| 62
| 21,84
| 141,9
|-
| 64
| 23,91
| 154,5
|-
| 66
| 26,15
| 168,1
|-
| 68
| 28,56
| 182,6
|-
| 70
| 31,16
| 198,1
|-
| 72
| 33,96
| 214,7
|-
| 74
| 36,96
| 232,5
|-
| 76
| 40,19
| 251,5
|-
| 78
| 43,65
| 271,7
|-
| 80
| 47,36
| 293,3
|-
| 85
| 57,80
| 353,5
|-
| 90
| 70,11
| 423,5
|-
| 95
| 84,53
| 504,5
|-
| 100
| 101,32 <br>(1 ilmakehä)
| 598,0
|-
| 110
| 143,26
| 826,7
|-
| 120
| 198,53
| 1122
|-
| 130
| 270,11
| 1497
|-
| 140
| 361,4
| 1967
|-
| 150
| 476,2
| 2548
|-
| 160
| 618,0
| 3260
|-
| 170
| 792,0
| 4122
|-
| 180
| 1002,7
| 5158
|-
| 190
| 1255,2
| 6393
|-
| 200
| 1555,1
| 7858
|-
| 210
| 1908,0
| 9586
|-
| 220
| 2320,1
| 11610
|-
| 230
| 2797,9
| 13990
|-
| 240
| 3348,0
| 16760
|-
| 250
| 3978
| 19990
|-
| 260
| 4694
| 23760
|-
| 270
| 5505
| 28150
|-
| 280
| 6419 
| 33280
|-
| 300
| 8592
| 46300
|-
| 320
| 11290
| 64550
|-
| 340
| 14608
| 92810
|-
| 350
| 16529
|
|-
| 360
| 18674
| 1435000
|-
| 374,15
| 22129
| 315*1000
|}

[[Kuva:Water vapor pressure graph.jpg|320px|thumb|center|Kylläisen vesihöyryn paine lämpötilan funktiona]]
Kylläisen vesihöyryn paine mmHg ja tiheys.<ref>{{Verkkoviite | Tekijä= | Nimeke=Saturated Vapor Pressure, Density for Water | Ajankohta= | Osoite=http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/kinetic/watvap.html | Julkaisija=hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/ | Luettu= | Kieli= {{en}} }}</ref>
{| {{Wikitable}}
|-
| Lämpötila °C
| Vesihöyryn <br> paine [[mmHg]]
| Vesihöyryn <br> tiheys g/m³
| Lämpötila °C
| Vesihöyryn <br> paine [[mmHg]]
| Vesihöyryn <br> tiheys g/m³
|-
| -10
| 2,15 
| 2,36 
| 40
| 55,3
| 51,1
|-
| 0
| 4,58
| 4,85 
| 60
| 149,4 
| 130,5
|-
| 5
| 6,54 
| 6,8 
| 80
| 355,1
| 293,8
|-
| 10
| 9,21
| 9,4 
| 95
| 634 
| 505
|-
| 11
| 9,84
| 10,01
| 96
| 658
| 523
|-
| 12
| 10,52
| 10,66 
| 97
| 682
| 541
|-
| 13
| 11,23
| 11,35 
| 98
| 707 
| 560
|-
| 14
| 11,99 
| 12,07
| 99
| 733
| 579
|-
| 15
| 12,79
| 12,83
| 100
| 760
| 598
|-
| 20
| 17,54
| 17,3
| 101
| 788
| 618
|-
| 25
| 23,76
| 23 
| 110
| 1074,6
| ...
|-
| 30
| 31,8
| 30,4
| 120
| 1489
| ...
|-
| 37
| 47,07
| 44
| 200
| 11659
| 7840
|}

Kylläisen vesihöyryn paineen yhtälö välillä −50…+102 [[Celsiusaste|°C]]{{lähde|19.9.2008}}
{| background=#efefef
|
|-
|<math>\log_{10} \left ( p \right )=  </math>
|<math>-7{,}90298 \left(\frac{373{,}16}{T}-1\right) + 5{,}02808 \log_{10} \frac{373{,}16}{T} </math>
|-
|
|<math>- 1{,}3816 \cdot 10^{-7} (10^{11{,}344 (1-\frac{T}{373{,}16})} -1) </math>
|-
|
|<math>+ 8{,}1328 \cdot 10^{-3} (10^{-3{,}49149 (\frac{373{,}16}{T}-1)} -1) </math>
|-
|
|<math>+ \log_{10} \left ( 1013{,}246 \right ) ,</math>
|}

missä ''T'' on ilman lämpötila [[kelvin]]einä ja ''p'' paine [[baari|millibaariyksiköissä]].

== Lähteet ==
{{Viitteet}}

== Aiheesta muualla ==
{{Commonscat-rivi|Water vapor}}
*[https://web.archive.org/web/20190115053220/http://s-ohe.com/Water_cal.html Höyrynpaineen laskemiseen tarkoitettu ohjelma] {{en}}
*[https://web.archive.org/web/20021207072027/https://www.nsdl.arm.gov/Library/glossary.shtml National Science Digital Library – Water Vapor] {{en}}
*[https://web.archive.org/web/20031008003023/http://avc.comm.nsdlib.org/cgi-bin/wiki_grade_interface.pl?Measuring_Water_Vapor Vesihöyryn mittaaminen] {{en}}
*[http://www.ems.psu.edu/~fraser/Bad/BadClouds.html psu.edu science misconceptions – Bad Clouds] {{en}}
*[http://www.sciencebits.com/exhalecondense Calculate the condensation of your exhaled breath] {{en}}
*[http://www.atmos.umd.edu/~stevenb/vapor/ Water Vapor Myths: A Brief Tutorial] {{en}}
*[https://web.archive.org/web/19970501035433/https://www.agu.org/sci_soc/mockler.html AGU Water Vapor in the Climate System – 1995] {{en}}

{{Meteorologiset muuttujat}}

[[Luokka:Termodynamiikka]]
[[Luokka:Meteorologia]]
[[Luokka:Kasvihuonekaasut]]
[[Luokka:Vesi]]
[[Luokka:Rakennustekniikka]]
[[Luokka:Seulonnan keskeiset artikkelit]]