Syksyn edetessä näkee aamuisin usein usvaa. Se on sumua eli vesihöyrystä tiivistynyt vesipisaroiden tai jääkiteiden pilvi, joka leijuu matalalla maanpinnan tasolla ja rajoittaa näkyvyyttä. Mitä vesihöyry oikein on, miten se syntyy ja millaisia vaikutuksia sillä on?
Vesihöyry on yksi maailman olennaisimmista aineista, vaikka se on näkymätöntä ja jää usein huomaamatta. Vesihöyry on vesimolekyylien kaasufaasin muoto. Vesihöyry on elämän välttämätön aine monella tapaa, ja sen vaikutus ulottuu ilmakehästä maanpinnan alapuolelle, vaikuttaen sääilmiöihin, ekosysteemeihin ja jopa ihmisen hyvinvointiin. Me ihmisetkin sisällämme vesihöyryä. Se näkyy kylmällä ilmalla, kun hengityksemme höyryää.
Kun aurinko lämmittää maan tai veden pintaa, nestemäinen vesi haihtuu ja muuttuu vesihöyryksi. Vesihöyry on saman lämpöistä kuivaa ilmaa kevyempää ja nousee jo siksi ylöspäin ilmassa. Lisäksi maanpinnan lähellä lämmennyt ilma on kevyempää kuin ympäröivä kylmä ilma. Näin kostea ilma nousee ylöspäin reippaastikin. Hurjimmillaan tämä systeemi on keskeisesti mukana tuottamassa laajoja trooppisia pyörremyrskyjä.
Ilmakehän vesihöyryn sisältämä suuri lämpöenergia vapautuu myöhemmin, kun vesihöyry tiivistyy takaisin pisaroiksi sateen, sumun tai pilvien muodossa. Tämä vesihöyryn ilmastollinen rooli on olennainen ilmakehän lämpötilan ja kosteuden säätelyssä. Se vaikuttaa suoraan sääilmiöihin ja ilmastoon kaikkialla.
Vesihöyry on myös olennainen osa vesikiertoa maapallolla. Kun vesihöyry tiivistyy pilviksi ja lopulta sateeksi, se ravitsee kasvillisuutta ja täydentää makean veden varastoja järvissä ja maanpinnan alapuolella niin sanotussa maavesivarastossa. Syvemmällä eli pohjavedessä maarakeiden väliset huokoset ovat vettä täynnä. Ilman vesihöyryä emme saisi sadetta, ja ilman sadetta elämä maan päällä olisi mahdotonta.
Ekosysteemien kannalta vesihöyryllä on merkittävä rooli myös kasvien fotosynteesissä. Maavesivarastossa on maarakeiden välissä olevissa huokosissa vesipisaroita ja ilmaa, joka taas on suurelta osaltaan vesihöyryä. Kasvit imevät vettä maaperästä osmoosin avulla juurissa olevien pienien juurikarvojen kautta ja vapauttavat veden ilmakehään lehtien läpi transpiraation kautta. Tämä prosessi on tärkeä ravinteiden kuljetuksessa ja kasvien kasvussa. Kuivilla alueilla jotkut kasvit kykenevät ottamaan vettä aina pohjavedestä saakka. Vesihöyryn rooli ekosysteemeissä ei rajoitu vain kasveihin, sillä se vaikuttaa myös eläinten elinympäristöihin ja elinoloihin.
Ihmisten kannalta vesihöyryllä on monia tärkeitä käyttötarkoituksia. Vesihöyryä käytetään esimerkiksi energiantuotannossa höyrykattiloissa, jossa se liikuttaa voimalaitosten turbiineja ja tuottaa sähköä. Vesihöyryn käyttö perustuu siihen, että muuttuessaan nestemäisestä vedestä höyryksi se ottaa tuhatkertaisen tilavuuden nestemäiseen verrattuna. Lisäksi vesihöyryä käytetään laajasti kemiallisissa prosesseissa, kuten öljynjalostuksessa ja farmaseuttisessa teollisuudessa. Saunominen, joka on perinne monissa maissa, perustuu vesihöyryn käyttöön, kun vettä heitetään kuumille kiville ja muodostuu höyryä.
Vesihöyry toimii myös kasvihuonekaasuna. Kasvihuoneilmiö syntyy, kun ilmakehässä olevat kaasut, kuten hiilidioksidi, metaani ja vesihöyry, vangitsevat maapallon pinnalta lähtevää lämpösäteilyä ja estävät sen pakenemisen avaruuteen. Tämä ilmakehän lämpeneminen johtaa ilmastonmuutokseen, jolla on vakavia vaikutuksia ympäristölle ja ihmisille.
Timo Huttula
professori ja tietokirjailija
Artikkelikuva: Rajaus Sebastian Lindbergin teoksesta Myrskyvaroitus (2023)
Teksti on tuotettu Vesi vanhin voitehista – mitä ihmettä? -hankkeessa. Veden kolmet kasvot -sarjassa pysähdymme tutkailemaan veden kolmea tunnettua olomuotoa – nestemäistä vettä, kaasumaista vesihöyryä sekä kiinteää jäätä.
