Η σημασία της υγρασίας στη μετεωρολογία

Η υγρασία είναι μια αρκετά σημαντική μετεωρολογική μεταβλητή γιατί υδρατμοί υπάρχει πάντα στον αέρα μας. Ανεξάρτητα από τη θερμοκρασία του αέρα που αναπνέουμε, έχει σχεδόν πάντα λίγο υδρατμούς. Έχουμε συνηθίσει να βλέπουμε την υγρασία ειδικά τις κρύες χειμερινές μέρες.

Το νερό είναι ένα από τα κύρια συστατικά της ατμόσφαιρας και μπορεί να βρεθεί και στις τρεις καταστάσεις (αέριο, υγρό και στερεό). Σε αυτό το άρθρο θα εξηγήσω όλα όσα πρέπει να ξέρετε για την υγρασία ως μετεωρολογική μεταβλητή και για τι χρησιμεύει. Θέλετε να μάθετε περισσότερα για αυτό;

Τι είναι η υγρασία; Τύποι υγρασίας

Η υγρασία είναι η ποσότητα υδρατμών στον αέρα. Αυτό το ποσό δεν είναι σταθερό, αλλά θα εξαρτηθεί από διάφορους παράγοντες, όπως εάν βρέθηκε πρόσφατα, εάν είμαστε κοντά στη θάλασσα, εάν υπάρχουν φυτά κ.λπ. Εξαρτάται επίσης από τη θερμοκρασία του αέρα. Δηλαδή, καθώς ο αέρας μειώνει τη θερμοκρασία του, είναι ικανός να συγκρατεί λιγότερους υδρατμούς και γι 'αυτό εμφανίζεται ομίχλη όταν αναπνέουμε ή η δροσιά τη νύχτα. Ο αέρας γίνεται κορεσμένος με υδρατμούς και δεν είναι ικανός να συγκρατεί τόσο πολύ, έτσι το νερό γίνεται ξανά υγρό.

Είναι περίεργο να μάθουμε πώς οι αέριοι της ερήμου είναι σε θέση να συγκρατούν περισσότερη υγρασία από τους πολικούς αέρα, επειδή ο ζεστός αέρας δεν διαποτίζεται τόσο γρήγορα με υδρατμούς και είναι ικανός να περιέχει περισσότερη ποσότητα, χωρίς να γίνει υγρό νερό.

Υπάρχουν διάφοροι τρόποι αναφοράς στο περιεχόμενο υγρασίας στην ατμόσφαιρα:

• Απόλυτη υγρασία: μάζα υδρατμών, σε γραμμάρια, που περιέχονται σε 1m3 ξηρού αέρα.
• Ειδική υγρασία: μάζα υδρατμών, σε γραμμάρια, που περιέχονται σε 1 κιλό αέρα.
• Rζώνη ανάμειξης: μάζα υδρατμών, σε γραμμάρια, σε 1 κιλό ξηρού αέρα.

Ωστόσο, ονομάζεται το πιο ευρέως χρησιμοποιούμενο μέτρο υγρασίας RH, το οποίο εκφράζεται ως ποσοστό (%). Λαμβάνεται ως αποτέλεσμα του διαχωρισμού μεταξύ της περιεκτικότητας σε ατμούς της μάζας αέρα και της μέγιστης χωρητικότητάς της και πολλαπλασιασμού της επί 100. Είναι αυτό που έχω σχολιάσει προηγουμένως, όσο περισσότερη θερμοκρασία έχει μια μάζα αέρα, τόσο μεγαλύτερη θερμοκρασία είναι ικανή να συγκρατήσει περισσότερους υδρατμούς, οπότε η σχετική υγρασία μπορεί να είναι υψηλότερη.

Πότε είναι μια κορεσμένη μάζα αέρα;

Η μέγιστη χωρητικότητα συγκράτησης υδρατμών ονομάζεται πίεση κορεσμού ατμών. Αυτή η τιμή δείχνει τη μέγιστη ποσότητα υδρατμών που μπορεί να περιέχει μια μάζα αέρα πριν μετατραπεί σε υγρό νερό.

Χάρη στη σχετική υγρασία, μπορούμε να έχουμε μια ιδέα για το πόσο κοντά η μάζα του αέρα φτάνει στον κορεσμό της, επομένως, οι μέρες που ακούμε ότι η σχετική υγρασία είναι 100% μας λένε ότι η μάζα αέρα δεν είναι πλέον μπορεί να αποθηκεύσει περισσότερους υδρατμούς και από εκεί, Οποιαδήποτε άλλη προσθήκη νερού στη μάζα του αέρα θα σχηματίσει σταγονίδια νερού (γνωστά ως δροσιά) ή κρύσταλλα πάγου, ανάλογα με τις περιβαλλοντικές συνθήκες. Κανονικά αυτό συμβαίνει όταν η θερμοκρασία του αέρα είναι αρκετά χαμηλή και γι 'αυτό δεν μπορεί να συγκρατήσει περισσότερους υδρατμούς. Καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία του αέρα, μπορεί να συγκρατεί περισσότερους υδρατμούς χωρίς να κορεστεί και γι 'αυτό δεν σχηματίζει σταγονίδια νερού.

Για παράδειγμα, σε παράκτια μέρη, το καλοκαίρι υπάρχει υψηλή υγρασία και «κολλώδης» θερμότητα λόγω του γεγονότος ότι οι σταγόνες των κυμάτων σε θυελλώδεις μέρες παραμένουν στον αέρα. Ωστόσο, λόγω των υψηλών θερμοκρασιών του, δεν μπορεί να σχηματίσει σταγόνες νερού ή να κορεστεί, καθώς ο αέρας μπορεί να αποθηκεύσει πολύ υδρατμούς. Είναι ο λόγος που η δροσιά δεν σχηματίζεται το καλοκαίρι.

Πώς μπορούμε να κάνουμε κορεσμένη μάζα αέρα;

Για να το κατανοήσουμε σωστά, πρέπει να σκεφτούμε όταν εκπνέουμε τους υδρατμούς από το στόμα μας τις χειμερινές νύχτες. Αυτός ο αέρας που εκπνέουμε όταν αναπνέουμε έχει μια ορισμένη θερμοκρασία και υδρατμούς. Ωστόσο, όταν βγαίνει από το στόμα μας και έρχεται σε επαφή με τον κρύο αέρα έξω, η θερμοκρασία του πέφτει απότομα. Λόγω της ψύξης του, η μάζα του αέρα χάνει την ικανότητα να περιέχει ατμούς, φτάνοντας εύκολα στον κορεσμό. Στη συνέχεια, οι υδρατμοί συμπυκνώνονται και σχηματίζουν ομίχλη.

Και πάλι, τονίζω ότι αυτός είναι ο ίδιος μηχανισμός με τον οποίο σχηματίζεται η δροσιά που βρέχει τα οχήματά μας σε κρύες νύχτες χειμώνα. Επομένως, η θερμοκρασία στην οποία πρέπει να ψυχθεί μια μάζα αέρα για να παράγει συμπύκνωση, χωρίς να μεταβάλλεται η περιεκτικότητα σε ατμούς, ονομάζεται σημείο δρόσου ή σημείο δρόσου.

Γιατί τα παράθυρα του αυτοκινήτου θολώνουν και πώς το αφαιρούμε;

Για να λύσουμε αυτό το πρόβλημα που μπορεί να μας συμβεί το χειμώνα, ειδικά τη νύχτα και τις βροχερές μέρες, πρέπει να σκεφτούμε τον κορεσμό του αέρα. Όταν μπαίνουμε στο αυτοκίνητο και βγαίνουμε από το δρόμο, η περιεκτικότητα σε υδρατμούς του οχήματος αρχίζει να αυξάνεται καθώς αναπνέουμε και, λόγω της χαμηλής θερμοκρασίας του, διαποτίζει πολύ γρήγορα (η σχετική υγρασία φτάνει το 100%). Όταν ο αέρας μέσα στο αυτοκίνητο κορεστεί, προκαλεί την ομίχλη των παραθύρων γιατί ο αέρας δεν μπορεί πλέον να συγκρατεί πλέον υδρατμούς και συνεχίζουμε να αναπνέουμε και να εκπνέουμε περισσότερους υδρατμούς. Γι 'αυτό ο αέρας γίνεται κορεσμένος και όλο το πλεόνασμα μετατρέπεται σε υγρό νερό.

Αυτό συμβαίνει επειδή διατηρήσαμε τη θερμοκρασία του αέρα σταθερή, αλλά έχουμε προσθέσει πολλούς υδρατμούς. Πώς μπορούμε να το λύσουμε και να μην προκαλέσουμε ατύχημα λόγω της χαμηλής ορατότητας του ομίχλης γυαλιού; Πρέπει να χρησιμοποιήσουμε τη θέρμανση. Χρησιμοποιώντας τη θέρμανση και κατευθύνοντάς την στους κρυστάλλους, Θα αυξήσουμε τη θερμοκρασία του αέρα, καθιστώντας δυνατή την αποθήκευση περισσότερων υδρατμών χωρίς να κορεστεί. Με αυτόν τον τρόπο, τα ομιχλώδη παράθυρα θα εξαφανιστούν και μπορούμε να οδηγήσουμε καλά, χωρίς επιπλέον κίνδυνο.

Πώς μετράτε την υγρασία και την εξάτμιση;

Η υγρασία μετριέται συνήθως από ένα όργανο που ονομάζεται ψυχόμετρο. Αυτό αποτελείται από δύο πανομοιότυπα θερμόμετρα, ένα εκ των οποίων ονομάζεται «ξηρό θερμόμετρο», απλώς χρησιμοποιείται για τη λήψη της θερμοκρασίας του αέρα. Το άλλο, που ονομάζεται «υγρό θερμόμετρο», έχει τη δεξαμενή καλυμμένη με έναν ιστό που έχει υγρανθεί μέσω ενός φυτιλιού που το φέρνει σε επαφή με μια δεξαμενή νερού. Η λειτουργία είναι πολύ απλή: το νερό που απορροφά τον ιστό εξατμίζεται και για αυτό παίρνει τη θερμότητα από τον αέρα που τον περιβάλλει, του οποίου η θερμοκρασία αρχίζει να μειώνεται. Ανάλογα με τη θερμοκρασία και το αρχικό περιεχόμενο ατμών της μάζας αέρα, Η ποσότητα του νερού που εξατμίζεται θα είναι μεγαλύτερη ή μικρότερη και στον ίδιο βαθμό θα υπάρχει μεγαλύτερη ή μικρότερη πτώση της θερμοκρασίας του υγρού θερμομέτρου. Με βάση αυτές τις δύο τιμές, η σχετική υγρασία υπολογίζεται χρησιμοποιώντας έναν μαθηματικό τύπο που τις σχετίζεται. Για μεγαλύτερη ευκολία, το θερμόμετρο διαθέτει πίνακες διπλής εισόδου που δίνουν άμεσα την τιμή της σχετικής υγρασίας από τις θερμοκρασίες των δύο θερμομέτρων, χωρίς να χρειάζεται να εκτελέσετε υπολογισμούς.

Υπάρχει ένα άλλο όργανο, πιο ακριβές από το προηγούμενο, που ονομάζεται ασφυροψυόμετρο, στο οποίο ένας μικρός κινητήρας εξασφαλίζει ότι τα θερμόμετρα αερίζονται συνεχώς.

Όπως μπορείτε να δείτε, όσον αφορά τη μετεωρολογία και την επιστήμη του κλίματος, η υγρασία είναι αρκετά σημαντική.