Mitruma nozīme meteoroloģijā

Mitrums ir diezgan svarīgs meteoroloģiskais mainīgais, jo mūsu gaisā vienmēr ir ūdens tvaiki. Neatkarīgi no gaisa temperatūras, ko mēs elpojam, tajā gandrīz vienmēr ir daži ūdens tvaiki. Mēs esam pieraduši redzēt mitrumu īpaši aukstākajās ziemas dienās.

Ūdens ir viena no galvenajām atmosfēras sastāvdaļām, un to var atrast visos trīs stāvokļos (gāzē, šķidrumā un cietā stāvoklī). Šajā rakstā es izskaidrošu visu, kas jums jāzina par mitrumu kā meteoroloģisko mainīgo un kam tas ir paredzēts. Vai vēlaties uzzināt vairāk par to?

Kas ir mitrums? Mitruma veidi

Mitrums ir ūdens tvaiku daudzums gaisā. Šī summa nav nemainīga, bet būs atkarīga no dažādiem faktoriem, piemēram, ja nesen ir lijis lietus, vai mēs atrodamies jūras tuvumā, vai ir augi utt. Tas ir atkarīgs arī no gaisa temperatūras. Tas ir, tā kā gaiss pazemina temperatūru, tas spēj noturēt mazāk ūdens tvaiku, un tāpēc migla parādās, kad mēs elpojam, vai rasa naktī. Gaiss kļūst piesātināts ar ūdens tvaikiem un nespēj tik daudz noturēt, tāpēc ūdens atkal kļūst šķidrs.

Ir interesanti uzzināt, kā tuksneša gaiss spēj turēt vairāk mitruma nekā polārais gaiss, jo karstais gaiss nav tik ātri piesātināts ar ūdens tvaikiem un spēj saturēt lielāku daudzumu, nekļūstot par šķidru ūdeni.

Ir vairāki veidi, kā atsaukties uz mitruma saturu atmosfērā:

• Absolūtais mitrums: ūdens tvaiku masa gramos, kas satur 1 m3 sausā gaisa.
• Īpatnējais mitrums: ūdens tvaiku masa gramos, kas satur 1 kg gaisa.
• Rsajaukšanas zona: ūdens tvaiku masa gramos 1 kg sausā gaisa.

Tomēr tiek saukts visplašāk izmantotais mitruma mērs RH, kas izteikts procentos (%). To iegūst, dalot gaisa masas tvaika saturu ar maksimālo uzglabāšanas jaudu un reizinot to ar 100. Tas ir tas, ko es jau iepriekš komentēju, jo augstāka gaisa masas temperatūra, jo vairāk temperatūras tā spēj noturēt vairāk ūdens tvaiku, tāpēc tā relatīvais mitrums var būt lielāks.

Kad gaisa masa ir piesātināta?

Maksimālo spēju noturēt ūdens tvaikus sauc par piesātinošo tvaika spiedienu. Šī vērtība norāda mums maksimālo ūdens tvaiku daudzumu, kādu gaisa masa var saturēt pirms pārveidošanās šķidrā ūdenī.

Pateicoties relatīvajam mitrumam, mēs varam iedomāties, cik tuvu gaisa masa ir tās piesātinājuma sasniegšanai, tāpēc dienas, kad mēs dzirdam, ka relatīvais mitrums ir 100%, mums saka, ka gaisa masa vairs nav var uzglabāt vairāk ūdens tvaiku, un no turienes, jebkādi citi ūdens masas papildinājumi veidos ūdens pilienus (pazīstamus kā rasas) vai ledus kristālus, atkarībā no vides apstākļiem. Parasti tas notiek, ja gaisa temperatūra ir diezgan zema, un tāpēc tā nespēj noturēt vairāk ūdens tvaiku. Palielinoties gaisa temperatūrai, tas spēj noturēt vairāk ūdens tvaiku, nepiesātinoties, un tāpēc tas neveido ūdens pilienus.

Piemēram, piekrastes vietās vasarā ir augsts mitrums un “lipīgs” karstums sakarā ar to, ka viļņainās dienās viļņu pilieni paliek gaisā. Tomēr augstās temperatūras dēļ nevar veidot ūdens pilienus vai kļūt piesātināts, jo gaiss var uzglabāt daudz ūdens tvaiku. Tas ir iemesls, kāpēc vasarā neveidojas rasa.

Kā mēs varam padarīt gaisa masu piesātinātu?

Lai to pareizi saprastu, mums jādomā par to, kad ziemas naktīs izelpojam ūdens tvaikus no mutes. Šim gaisam, ko izelpojam elpojot, ir noteikta temperatūra un ūdens tvaiku saturs. Tomēr, kad tas atstāj mūsu muti un nonāk saskarē ar auksto gaisu ārā, tā temperatūra strauji pazeminās. Atdzesēšanas dēļ gaisa masa zaudē spēju saturēt tvaikus, viegli sasniedzot piesātinājumu. Tad ūdens tvaiki kondensējas un veido miglu.

Es vēlreiz uzsveru, ka tas ir tas pats mehānisms, ar kuru aukstās ziemas naktīs veidojas rasa, kas samitrina mūsu transportlīdzekļus. Tāpēc temperatūru, līdz kurai gaisa masa ir jāatdzesē, lai radītu kondensāciju, nemainot tvaika saturu, sauc par rasas temperatūru vai rasas punktu.

Kāpēc automašīnas logi miglo un kā mēs to noņemam?

Lai atrisinātu šo problēmu, kas ar mums var notikt ziemā, īpaši naktīs un lietainās dienās, mums jādomā par gaisa piesātinājumu. Iekāpjot automašīnā un nākam no ielas, elpojot, transportlīdzekļa ūdens tvaiku saturs sāk pieaugt, un zemās temperatūras dēļ tas ļoti ātri piesātinās (tā relatīvais mitrums sasniedz 100%). Kad gaiss automašīnas iekšpusē kļūst piesātināts, tas izraisa logu miglu jo gaiss vairs nespēj noturēt vairāk ūdens tvaiku, un tomēr mēs turpinām elpot un izelpot vairāk ūdens tvaiku. Tāpēc gaiss kļūst piesātināts, un viss pārpalikums tiek pārveidots šķidrā ūdenī.

Tas notiek tāpēc, ka mēs esam uzturējuši nemainīgu gaisa temperatūru, bet esam pievienojuši daudz ūdens tvaiku. Kā mēs to varam atrisināt un neizraisīt avāriju miglainā stikla sliktās redzamības dēļ? Mums ir jāizmanto apkure. Izmantojot apkuri un novirzot to uz kristāliem, mēs paaugstināsim gaisa temperatūru, padarot to spējīgu uzglabāt vairāk ūdens tvaiku, nepiesātinoties. Tādā veidā miglaini logi pazudīs, un mēs varam braukt labi, bez papildu riska.

Kā jūs mēra mitrumu un iztvaikošanu?

Mitrumu parasti mēra ar instrumentu, ko sauc par psihrometru. Tas sastāv no diviem identiskiem termometriem, no kuriem vienu sauc par “sauso termometru”, lai vienkārši iegūtu gaisa temperatūru. Otram, ko sauc par "mitru termometru", rezervuārs ir pārklāts ar drāniņu, kas samitrināta ar dakts palīdzību, kas to saskaras ar ūdens rezervuāru. Darbība ir ļoti vienkārša: ūdens, kas iemērc tīmekli, iztvaiko un tam tas ņem siltumu no apkārtējā gaisa, kura temperatūra sāk pazemināties. Atkarībā no temperatūras un sākotnējā tvaika satura gaisa masā, iztvaikotā ūdens daudzums būs lielāks vai mazāks, un tādā pašā mērā būs lielāka vai mazāka mitrā termometra temperatūras pazemināšanās. Pamatojoties uz šīm divām vērtībām, relatīvo mitrumu aprēķina, izmantojot matemātisko formulu, kas tās saista. Ērtības labad termometrs tiek piegādāts ar divkāršās ieejas tabulām, kas tieši norāda relatīvā mitruma vērtību no divu termometru temperatūras, neveicot nekādus aprēķinus.

Ir vēl viens, precīzāks par iepriekšējo, instruments, ko sauc par aspiropsihrometru, kurā neliels motors nodrošina nepārtrauktu termometru ventilāciju.

Kā redzat, runājot par meteoroloģiju un klimata zinātni, mitrumam ir diezgan liela nozīme.