Neus- en mondwolk

De formidabele luchtvervuiling die de zeescheepvaart teweeg brengt leidt tot de vorming van wolken die extra wit en extra hoog zijn. Het stond donderdag in de krant en kwam uit de online-versie van Geophysical Research Letters. Net boven de kuststrook waar de meeste schepen varen, signaleren satellieten veel witte wolken met extra koude wolktoppen. De overtuigingskracht van het bericht zat hem in de trend die in de witte kustwolken is waargenomen: de hoeveelheid groeit in evenredigheid met het scheepvaartverkeer terwijl de bewolking boven land dankzij milieumaatregelen juist een beetje afneemt.

Zonder die trend had de buitenstaander de wolken misschien toegeschreven aan het effect van de branding en het braakliggende zandstrand die in combinatie ook nogal wat druppeltjes en deeltjes in de lucht kunnen brengen. Want het sleutelbegrip in het bericht was condensatiekern. De deeltjes uit de scheepsrook fungeren als een aanvulling op het natuurlijke bestand aan condensatiekernen waardoor de wolken boven scheepsroutes uit relatief veel, maar kleine druppeltjes bestaan.

Er wordt wel beweerd dat in totale afwezigheid van condensatiekernen (of CCN's zoals de vakterm luidt) helemaal geen mist- of wolkendruppeltjes zouden ontstaan maar de amateuronderzoeker kan dat nauwelijks geloven. Juist deze dagen kijkt hij met grote tevredenheid naar de ademwolk die hij op elk moment zichtbaar kan maken als hij even krachtig uitblaast. Hoeveel CCN's zouden er nog in ingeademde lucht over zijn nadat die de kletsnatte bronchiën en longblaasjes is gepasseerd? Het kan niet veel zijn. Dat zoals boven de kustzone ook de ademwolken aanmerkelijk dikker zouden zijn als er condensatiekernen aan de adem werden toegevoegd staat anderzijds vast. Het wordt mooi in beeld gebracht door de rokers die op last van NS bij de zwaar verchroomde rookpaal hun verslaving belijden. Zie hoe wit hun wolken zijn.

De “adempluim', zoals Minnaert hem noemde, is hier al eens eerder behandeld, maar het laatste woord is er nog niet over gesproken. Destijds ging het over de waarneming dat soms huis- en boerderijdieren wèl adempluimen hebben maar mensen niet. De ad hoc-verklaring was dat sommige dieren van binnen warmer zijn dan mensen en dat hun adem daarom meer waterdamp kan bevatten. Na menging van de ademlucht met de koude, vochtige buitenlucht wordt dan wat makkelijker oververzadiging bereikt dan bij mensen. Want de ademwolk is een typische “mixing cloud', hij ontstaat door vermenging van twee net niet verzadigde luchtsoorten. Gewone wolken ontstaan door afkoeling.

De omvang van de ademwolk die een mens kan opwekken, wordt in de eerste plaats bepaald door de temperatuur en het watergehalte van de buitenlucht, dus door de relatieve vochtigheid ervan. Als derde factor is daar het CCN-gehalte . Een vierde factor noemde Minnaert destijds de uitwisselingsconstante die een maat zou zijn voor de “dooreenroering' van de buitenlucht. In onrustige, wervelende lucht is de adempluim snel opgelost.

Er moet nog een vijfde factor in het spel zijn want de andere vier kunnen niet verklaren waarom de ademwolken die bij uitademing door de neus ontstaan dunner en ijler zijn dan die welke uit de mond komen. Altijd is de mondwolk dikker dan de neuswolk. 't Is waar: het debiet van de neus ligt onder dat van de mond, dus de neusadem komt wat langzamer naar buiten. Ook is de eigen neuswolk vaak niet goed te zien, maar toch: er is een hardnekkig verschil.

Gisteren werd opeens duidelijk wat de oorzaak is: het is koud in de neus. Een Belgische arts in Mol had er al op gewezen en het is waar, de neus is koud, het is met een elektronische thermometer is een wip aangetoond. Zelfs binnenshuis is het boven in de neus niet warmer dan zo'n 28°C terwijl de mond dan makkelijk 35 of 36 graden haalt. Buiten is het verschil 's winters nog veel groter. Het komt natuurlijk doordat de meeste mensen uitsluitend in- en uitademen door hun neus en daarbij de mond goed gesloten houden. Dan blijft de mond vanzelf lekker warm. Zó koud kan het binnenste van de neus in de winter worden dat een druipneus ontstaat; het drupsel is gecondenseerd vocht. En dat vocht kan geen wolk meer worden. Wie zijn mondadem door een koude slang de buitenlucht in blaast ziet zelfs helemaal geen dampwolk ontstaan. Verschillen tussen mens en dier kunnen dus ook komen van de lengte en de bouw van het ademkanaal.

Nu ja, het is maar klein onderzoek. Er ontstond behoefte aan wat meer informatie over de adempluim zelf. Het zou voor het lot van de wolkjes natuurlijk ook veel uitmaken als de mini-waterdruppeltjes elektrisch geladen waren, zoals wordt verondersteld voor de fijne mist die vlak boven het oppervlak van hete koffie of thee hangt. Van AW-wege is een tijdje geleden met behulp van een opgewreven Hema-ballon aangetoond dat het fijne mistlaagje fel op de nabijheid van elektrische lading reageert. Zodra de ballon in de buurt kwam was het weg. Het ging in feite zo snel dat niet goed te zien was of de waterdruppeltjes werden afgestoten of aangetrokken. Gisteren is de proef nog eens herhaald en de indruk is nu dat afstoting optreedt. Dat zou betekenen dat de mistdruppeltjes negatief geladen zijn want ook op de latex-balonnen hoopt zich onder het wrijven een negatieve lading op. De balonnen duiken gretig op het scherm van de televisie af en dat is, volgens betrouwbare bron (en enigszins tegen de intuïtie) positief geladen.

Alleen uit afstoting kan een eenduidige conclusie worden getrokken. Als druppels door een opgewreven ballon worden aangetrokken, kan dat ook het effect zijn van een gunstige sortering van de ladingverdeling op de druppel. Waarschijnlijk overkomt dat de waterdruppels die uit de keukenkraan lekken. Ze vliegen van grote afstand op de ballon af. Ook korreltjes suiker en waspoeder doen dat.

Wasbenzine (Coleman fuel) dat onder uit een pipet druppelde, reageerde nauwelijks op de aanwezigheid van de ballon - de literatuur had het al voorspeld: niet polair genoeg. Toch deed de benzine ook weer niet helemaal niets: de laatste druppel die onder aan de pipet bleef hangen wees schuin in de richting van de pipet.

En de druppeltjes in de ademwolken? Geen enkele reactie. Geen beweging in te ontdekken, je kunt blijven wrijven op de ballon tot je een ons weegt. Kraandruppels wel, ademdruppels niet. Het blijft een groot mysterie.