Wanneer ontstaan wolkjes van de adem?

Vandaag: Bij koud weer zien we vaak ademwolkjes, ook bij dieren – zelfs bij de walvis.

Het is weer de tijd van het jaar: we blazen soms wolkjes uit als we buiten zijn. Maar niet altijd. Waarom is dat?

Ademwolkjes zijn te verklaren met pure natuurkunde. Waterdamp is gasvormig en onzichtbaar. Je ziet het water pas wanneer het condenseert. Dan bestaat het uit minuscule druppeltjes die klein genoeg zijn om te blijven zweven, maar groot genoeg om samen zichtbaar te zijn – net als de wolken aan de hemel.

„Lucht kan maar een bepaalde hoeveelheid waterdamp bevatten”, verklaart Bert Holtslag, hoogleraar meteorologie aan Wageningen University, het fenomeen. „Die hoeveelheid hangt sterk af van de temperatuur. Hoe warmer de lucht, hoe meer waterdamp die kan bevatten voordat er condensatie optreedt.”

De spuitfontein van een walvis is ook een ademwolk

Lucht van 30°C kan bijvoorbeeld per liter zo’n 30 gram waterdamp bevatten; lucht van 0°C maar 5 gram. De lijn die het verband aangeeft tussen de luchttemperatuur en de hoeveelheid water die die lucht kan bevatten, loopt krom: het verband is exponentieel. Daarom kan bij het mengen van onverzadigde lucht van 30°C en onverzadigde lucht van 0°C een nieuw mengsel ontstaan waarbij de verzadiging wél wordt bereikt. Holtslag: „Dan condenseert de overtollige waterdamp en ontstaan er waterdruppeltjes.”

Waarom gebeurt dat soms wel bij bijvoorbeeld 10°C, en soms niet? Dat heeft te maken met de vochtigheid van de buitenlucht. Als die hoog is (dus als de lucht al veel waterdamp bevat), dan zul je eerder wolkjes blazen. In kurkdroge lucht lukt dat nauwelijks. Als je je adem wat langer inhoudt voordat je uitademt, en de lucht in je longen dus meer tijd heeft gehad om warmer en vochtiger te worden, dan maak je meer wolkjes, schreef deze krant al eerder in de rubriek Alledaagse Wetenschap.

„Verontreinigingen in de buitenlucht spelen ook een rol”, zegt Holtslag. Piepkleine zwevende deeltjes in de lucht (zogeheten aërosolen, zoals roetdeeltjes of stof) fungeren als condensatiekernen: deeltjes die waterdamp wat sneller laten condenseren. Daarom blaas je soms opeens ademwolkjes als er een auto langsrijdt: de roetdeeltjes in de uitlaatgassen laten je adem condenseren.

Warmtewisselaar

Sledehonden maken ook ademwolkjes, evenals briesende paarden en burlende herten. Maar zoogdieren zijn niet de enige. Google maar eens op ‘raven breath’ of ‘blackbird breath’, en je vindt prachtige foto’s. Het verschijnsel is bij vogels wel zeldzamer, omdat zij meestal door hun neusgaten uitademen. In hun neus zit een soort warmtewisselaar, die de binnenkomende lucht opwarmt en de uitgaande lucht afkoelt. Dat laatste maakt wolkjesvorming lastiger. Onze eigen neus doet hetzelfde. Die blaast dan ook zelden wolkjes uit. En de druppels aan je winterneus zijn dus geen snot, maar condens.

De spuitfontein van een walvis is ook een ademwolk. Een blauwe vinvis – warmbloedig, net als wij – blaast in twee seconden zo’n 4.500 liter warme lucht uit. Die bevat dan tot 180 liter waterdamp, die razendsnel condenseert in de koude zeelucht.

Moet je warmbloedig zijn om wolkjes te kunnen blazen? Reptielen die zijn opgewarmd in de zon, kunnen flink warmer zijn dan hun omgeving, aldus Raymond Creemers van RAVON (Reptielen Amfibieën Vissen Onderzoek Nederland). Die zouden dus ademwolkjes moeten kunnen maken. „Maar ik heb daar zelf nog nooit foto’s van gezien”, zegt Creemers. „De zee-leguanen op de Galapagoseilanden ademen wel wolkjes uit, maar die bestaan uit zout water dat ze uit hun neusgaten blazen als ze een tijdje hebben gedoken.”

    • Nienke Beintema