Materia - Vatten

(Sammanställt av grupp 7b).

Vattnets kemiska beteckning är H2O som symboliserar att vattnet är en förening med väte och syre. Vattnets former varierar och förekommer på tre olika sätt, i fast form som is, i gasform som vattenånga och i flytande form. Merparten av snön och isen finns i ismassorna runt polerna och i glaciärerna och inlandsisar. I atmosfärens nedersta delar och även i markens övre skikt hittar man vatten i gasform. Cirka 97 procent av allt vatten på jorden samlas i oceanerna (Elementa, 1988).

Vattnet ingår i ett omlopp som är ständigt, där vattnet går från haven, sjöarna och avdunstar från marken för att bli vattenånga som i atmosfären bildar moln och nederbörd. Vilken nederbörd som skapas är beroende på temperatur och nederbörd Moln som kallnar skapar regn. (Andbert, 1995; www.smhi.se/kunskapsbanken/meterologi/nederbord-1.361, 2010-03-12). Enbart fyra procent av världens vatten övergår från flytande form till gas genom avdunstning. Det innebär 516 000 kubikkilometer, en motsvarighet på innehållet i en kub med cirka 80 km sida. Det vattnet återkommer som nederbörd. För att jordens vattenförråd ska förnyas är dess kretslopp i naturen av stor innebörd (Elementa, 1988). Bakom vattnets kretslopp döljer sig tre krafter. "I första hand solvärmen, som avdunstar vattnet, i andra hand de mäktiga vindarna som blåser iväg vattenångan långa vägar, och till slut jordens dragningskraft (gravitationen)" (Andbert & Mattsson, 1994, s. 34). Det skulle aldrig falla regn om det inte vore för jordens dragningskraft. Moln består av oändligt mycket energi. Moln bildas när vattenångan i luften kondenseras till vattendroppar, det molnet släpper loss massvis med energi. Omvandlingen från vattenånga till vattendroppar tar cirka nio till elva dygn (Andbert, 1995). Desto högre ett moln befinner sig desto mer vatten innehåller det. Dropparna blir större och tyngre, och till sist är de så tunga att de faller till marken. Under den tid vattnet faller samlar varje vattendroppe på sig mindre droppar tills regndroppen är flera tusen gånger större än från början (Richters, 1991). Om det är en bra nederbördsbildning och molnets vattentillgång är bra så finns det förutsättningar för att regndropparna ska bli stora. Dessa förutsättningar måste dock kompletteras med att uppvindarna är tillräckliga för att hålla dropparna svävande och att vindarna inte är kraftiga så att dropparna slås sönder. Skurar kan bildas genom att marken värms och luften är nära den, vilket gör att den blir lättare och stiger och kyls ner och det resulterar i nederbörd

(www.smhi.se/kunskapsbanken/meterologi/regn-1.648, 2010-03-12).

Storleksmässigt varierar regndroppar, där varje enskild droppe består av ungefär en miljon molndroppar. En normalstor regndroppe är cirka tre millimeter i diameter (Westin Bergh, 2004). Grimvall (1993) skriver att en liten vattendroppe är nästan helt sfärisk och de stora vattendropparna har formen av en liten bulle med den platta sidan vänd neråt. En millimeter regn motsvarar en liter regn på en kvadratmeter yta. Vid skyfall kommer det en millimeter regn per minut (Westin Bergh, 2004). Vattendroppar kan vid vissa omständigheter bli underkylda. Trots det att temperaturen ligger under noll grader så är de fortfarande i flytande form. Då vattendropparnas storlek är skiftande påverkar det hur vi människor ser regnbågen, exempelvis dimbåge och om vi ser både den primära och sekundära regnbågen (Juul Nielsen, 2008).

Ljuset behöver något att brytas i för att en regnbåge ska synas. I naturen är den materian vattnet som ljuset bryts i. Ljuset bryts i vattendroppen, vilket gör att vi kan se färger. Färgerna har olika böjningar och det gör att vi ser en viss färg på en viss höjd (Juul Nielsen, 2008). Men det är inte enbart i vatten som en regnbågsliknande effekt kan framträda utan det kan även framträda med hjälp av prismor eller olja. Detta fungerar för att ljuset får samma brytning som i vattendroppar. "Regnbågen uppstår då solljus tränger in i regndroppar och bryts och reflekteras inom dropparna innan det lämnar droppen i ungefär motsatt riktning. Regnbågen syns således då man betraktar regn med solen i ryggen. Ljusets passage genom droppen medför avlänkning av strålgången samt separation av färger" (http://www.ne.se/, 2010-03-06).

Regnbågar kan även uppstå i månens ljus och kallas då månbåge. Dimbåge har namnet efter dimman men kan även uppkomma vid vattenfall. Regnbågen i vattenfallet bildas av vattenbruset i vattenfallet (Juul Nielsen, 2008). Dimbågen är möjlig med hjälp av månens ljus istället för solen. Dimman består av mycket små droppar som gör att färgerna breds ut och som i sin tur gör regnbågen bred och vitaktig (a.a.). Detta är en av de mer sällsynta regnbågarna, säger Svahn (2008). Orsaken till att dessa ofta skådas vita eller grå är på grund av att ögat tappar en stor del av sitt färgseende på natten som istället är koncentrerat på svart eller vitt (a.a.).

Denna vecka fick vi studenter på Högskolan besök av de två Science centrena Balthazar och Dalenium som ligger i kommunen där de berättade hur de arbetar med naturvetenskap och teknik. De tog bland annat upp hur de beskriver för förskolebarn hur vattnets kretslopp fungerar genom att berätta en saga om regndroppen ”droppe”. Sagan visar rent konkret hur det går till och barnen får en större förståelse om vattnets kretslopp.


Referenser

Andbert, P-G. (1995). VÄDERPRAKTIKAN. Halmstad: Bokförlaget Spektra AB.

Andbert, P-G. & Mattsson, G. (1994) Väder och vind. Lund: Studentlitteratur.

Balthazar: http://www.balthazar.skovde.se/ [2010-03-17]

Dalenium: http://www.dalenium.com/ [2010-03-17]

Elementa (1988). Jord, berg, luft, vatten. Stockholm: Sveriges Utbildningsradio AB.

Grimvall, G. (1993). Varför är himlen blå? Västerås: ICA Förlaget AB.

Juul Nielsen, L. (2008). Naturens krafter. Köpenhamn: Bonnier Publications

Nationalencyklopedin. [Elektronisk] Tillgänglig: http://www.ne.se/regnbÃ¥ge/1089137?i_h_word=regnb%C3%A5gen
[2010-03-06]

Richters (1991). HIMMELEN HAVET & JORDEN. Malmö: Richters Förlag AB.

SMHI. [Elektronisk] Tillgänglig: www.smhi.se/kunskapsbanken/meterologi/nederbord-1.361
[2010-03-12]

SMHI [Elektronisk] Tillgänglig: www.smhi.se/kunskapsbanken/meterologi/regn-1.648
[2010-03-12]

Svahn, C. (2008). Stora boken om naturfenomen. Stockholm: Bokförlaget Semic.

Westin Bergh, M. (2004). VÄDRET. Stockholm: Natur och Kultur/Fakta.

Bild: http://www.kristianstad.se/upload/Miljö%20Energi/bilder/Vatten_Avlopp/Dricksvatten/Hydrokretslopp.jpg[2010-03-17]