Kosteuden merkitys meteorologiassa

Kosteus on melko tärkeä säämuuttuja, koska vesihöyryä on aina ilmassa. Hengitettävän ilman lämpötilasta riippumatta siinä on melkein aina vesihöyryä. Olemme tottuneet näkemään kosteutta erityisesti kylminä talvipäivinä.

Vesi on yksi ilmakehän pääkomponenteista ja sitä voi löytää kaikissa kolmessa tilassa (kaasu, neste ja kiinteä aine). Tässä artikkelissa aion selittää kaiken, mitä sinun tarvitsee tietää kosteudesta meteorologisena muuttujana ja mihin se on tarkoitettu. Haluatko tietää enemmän siitä?

Mikä on kosteus? Kosteuden tyypit

Kosteus on ilmassa olevan vesihöyryn määrä. Tämä määrä ei ole vakio, mutta se riippuu useista tekijöistä, kuten jos sataa viime aikoina, jos olemme lähellä merta, onko kasveja jne. Se riippuu myös ilman lämpötilasta. Toisin sanoen, kun ilma laskee lämpötilaa, se pystyy pitämään vähemmän vesihöyryä, ja siksi sumu ilmestyy, kun hengitämme, tai kastetta yöllä. Ilma kyllästyy vesihöyryllä eikä kykene pitämään sitä yhtä paljon, joten vesi muuttuu jälleen nestemäiseksi.

On utelias tietää, kuinka aavikon ilmat pystyvät pitämään enemmän kosteutta kuin napa-ilma, koska kuuma ilma ei ole niin nopeasti kyllästetty vesihöyryllä ja pystyy sisältämään enemmän määrää ilman, että siitä tulee nestemäistä vettä.

On useita tapoja viitata ilmakehän kosteuspitoisuuteen:

• Absoluuttinen kosteus: vesihöyryn massa grammoina 1 m3 kuivassa ilmassa.
• Ominaiskosteus: vesihöyryn massa grammoina 1 kilogrammassa ilmaa.
• Rsekoitusalue: vesihöyryn massa grammoina 1 kg: ssa kuivaa ilmaa.

Kuitenkin kutsutaan eniten käytettyä kosteuden mittausta RH, joka ilmaistaan ​​prosentteina (%). Se saadaan jakamalla ilmamassan höyrypitoisuus ja sen suurin varastointikapasiteetti ja kertomalla se 100: lla. Se mitä olen aiemmin maininnut, mitä enemmän lämpötilaa ilmamassa on, sitä enemmän lämpötilaa se pystyy pitämään enemmän vesihöyryä, joten sen suhteellinen kosteus voi olla suurempi.

Milloin ilmamassa on kyllästetty?

Suurinta vesihöyryn pitokykyä kutsutaan kyllästäväksi höyrynpaineeksi. Tämä arvo kertoo meille suurimman vesihöyryn määrän, jonka ilmamassa voi sisältää ennen muuttumista nestemäiseksi vedeksi.

Suhteellisen kosteuden ansiosta voimme saada käsityksen siitä, kuinka lähellä ilmamassa on saavuttamassa kyllästymisensä, joten päivät, jolloin kuulemme, että suhteellinen kosteus on 100%, kertovat meille, että ilmamassa ei enää ole voi varastoida enemmän vesihöyryä ja sieltä, kaikki muut vesilisäykset ilmamassaan muodostavat vesipisaroita (tunnetaan kasteena) tai jääkiteitä, riippuen ympäristöolosuhteista. Normaalisti tämä tapahtuu, kun ilman lämpötila on melko alhainen, ja siksi se ei kestä enemmän vesihöyryä. Kun ilman lämpötila nousee, se pystyy pitämään enemmän vesihöyryä kyllästymättömänä, ja siksi se ei muodosta vesipisaroita.

Esimerkiksi rannikkoalueilla kesällä on korkea kosteus ja "tahmea" lämpö, ​​koska tuulisten päivien aallonpudot pysyvät ilmassa. Kuitenkin korkeiden lämpötilojensa vuoksi eivät voi muodostaa vesipisaroita tai kyllästyä, koska ilma voi varastoida paljon vesihöyryä. Siksi kastetta ei muodostu kesällä.

Kuinka voimme tehdä ilmamassasta kyllästetyn?

Tämän ymmärtämiseksi oikealla tavalla on ajateltava, kun hengitämme vesihöyryä suustamme talvi-öisin. Ilmassa, jota hengitämme hengittäessämme, on tietty lämpötila ja vesihöyrypitoisuus. Kuitenkin, kun se lähtee suustamme ja joutuu kosketuksiin ulkona olevan kylmän ilman kanssa, sen lämpötila laskee voimakkaasti. Jäähdytyksensä ansiosta ilmamassa menettää höyryn pysyvyytensä, helposti kylläisyyttä. Sitten vesihöyry tiivistyy ja muodostaa sumua.

Jälleen kerran korostan, että tämä on sama mekanismi, jolla ajoneuvoihimme kastuva kaste muodostuu kylminä talviöinä. Siksi lämpötilaa, johon ilman massa on jäähdytettävä kondensaation aikaansaamiseksi, muuttamatta sen höyrypitoisuutta, kutsutaan kastepisteeksi tai kastepisteeksi.

Miksi auton ikkunat huurtuvat ja miten se poistetaan?

Tämän ongelman ratkaisemiseksi, joka voi tapahtua meille talvella, etenkin yöllä ja sateisina päivinä, on ajateltava ilman kylläisyyttä. Kun nousemme autoon ja tulemme kadulta, ajoneuvon vesihöyrypitoisuus alkaa kasvaa hengitettäessä ja matalan lämpötilan vuoksi se kyllästyy hyvin nopeasti (suhteellinen kosteus saavuttaa 100%). Kun auton sisällä oleva ilma kyllästyy, se aiheuttaa ikkunoiden sumuutumisen koska ilma ei enää kestä enää vesihöyryä, mutta silti hengitämme ja hengitämme lisää vesihöyryä. Siksi ilma kyllästyy ja kaikki ylijäämä muuttuu nestemäiseksi vedeksi.

Tämä tapahtuu, koska olemme pitäneet ilman lämpötilan vakiona, mutta olemme lisänneet paljon vesihöyryä. Kuinka voimme ratkaista tämän emmekä aiheuta onnettomuutta huurtuneen lasin heikon näkyvyyden vuoksi? Meidän on käytettävä lämmitystä. Käyttämällä lämmitystä ja ohjaamalla se kiteisiin, nostamme ilman lämpötilaa, jotta se pystyy varastoimaan enemmän vesihöyryä kyllästymättä. Tällä tavoin sumuiset ikkunat katoavat ja voimme ajaa hyvin ilman lisäriskiä.

Kuinka mitataan kosteutta ja haihtumista?

Kosteus mitataan yleensä instrumentilla, jota kutsutaan psykrometriksi. Se koostuu kahdesta yhtä suuresta lämpömittarista, joista yhtä kutsutaan "kuivaksi lämpömittariksi", yksinkertaisesti ilman lämpötilan saamiseksi. Toisessa, jota kutsutaan "märäksi lämpömittariksi", säiliö on peitetty kankaalla, joka on kostutettu sydänlangalla, joka saattaa sen kosketuksiin vesisäiliön kanssa. Toimenpide on hyvin yksinkertainen: rainan imeytynyt vesi haihtuu ja tätä varten se ottaa lämmön sitä ympäröivästä ilmasta, jonka lämpötila alkaa laskea. Lämpötilasta ja ilmamassan alkuperäisestä höyrypitoisuudesta riippuen haihtuneen veden määrä on suurempi tai pienempi ja samassa määrin märän lämpömittarin lämpötilan lasku tapahtuu enemmän tai vähemmän. Näiden kahden arvon perusteella suhteellinen kosteus lasketaan käyttäen matemaattista kaavaa, joka yhdistää ne. Mukavuuden lisäämiseksi lämpömittarissa on kaksinkertaiset syöttötaulukot, jotka antavat suoraan suhteellisen kosteuden arvon kahden lämpömittarin lämpötilasta ilman, että tarvitsee tehdä mitään laskelmia.

On toinen, edellistä tarkempi laite, nimeltään aspyropsykrometri, jossa pieni moottori varmistaa, että lämpömittarit tuuletetaan jatkuvasti.

Kuten näette, kosteus on varsin tärkeä meteorologian ja ilmastotieteen suhteen.