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绿洲效应并不是没有极限。荷兰人将空气比喻成海棉。一块海棉吸水的水量有其极限。海棉如果愈潮湿，原来已有的含水量愈多，在吸水饱和之前，可吸水分则愈少。相反地如果海棉愈干燥，原来已有的含水量愈少，在吸水到饱和之前能够吸收的水量则愈多。和吸水同时发生的降温效果。空气吸收的水分愈多降温效果愈好。而空气吸满了水分不能再吸水，降温能力即到了极限，不能再降温。

由此可知，潮湿的空气代表已带了许多水分的海棉，干燥的空气代表仅带了一些水分的海棉，空气愈干燥相对湿度愈低，与水分混合时能够吸收更多水分，因此降温的效果愈好。空气愈潮湿相对湿度愈高，与水分混合时仅能吸收少量水分，因此降温的效果不佳。

在大陆气候区的夏天，典型气温36℃，相对湿度仅为10%RH。经过水分混合，蒸发冷却进行降温，空气温度可降低至18℃。在台湾夏天，温度36℃时，相对湿度约50%，经过水分混合，蒸发冷却降温至26.5℃。因此台湾夏天冷却降温的效果不如干燥地区，其降温极限为26.5~27℃。

绿洲效应来自水与空气的混合。因此绿洲效应的作用条件在于：1.有足够的风量与风压，2.有足够的水量，3.有足够的时间使水与空气得以混合。

在干旱或半干旱地区，进行大面积的人工灌溉可以引起气候变化，产生绿洲效应。经过灌溉的土地，土壤湿润，热容量增大，水份蒸发量也随之增加，土壤和近地面层气温的昼夜变化趋向和缓，相对湿度加大。就好比在沙漠中出现绿洲一样。大面积的灌溉可使局部范围内的气候相应改变，额外水份的蒸发将引起云、辐射和降水等气候变化。自20世纪30年代以来，美国在62000平方公里的土地上进行灌溉，结果使当地初夏增雨10%。有些科学家还曾设想建立半径达50米的巨型输水管道，横跨大西洋，将南美亚马逊河口的淡水输送至非洲撒哈拉沙漠灌溉，形成广阔的绿洲，以改良其极端干旱的气候状况。

在沙漠地区，因为无水又高温低湿，因此无动植物存活。但是沙漠地区只要有水源，水分与空气混合，降低空气温度，提高相对湿度。湿润的空气适合作物成长，形成人类可居住的条件。在气象学此种空气与水混合，空气的热量使得水分自液体转变为气体(蒸发作用)，空气的热量被水分吸收因此减少。空气温度因此降低(冷却作用)。水分变成水蒸气又进入空气之内，因此空气内相对湿度增加。此种水与空气混合产生降温加湿的结果与沙漠中绿洲的形成十分相似，因此称为绿洲效应。此种过程也称为蒸发冷却作业。