Dôležitosť vlhkosti v meteorológii

Vlhkosť je dosť dôležitá meteorologická premenná, pretože vodná para je vždy prítomná v našom vzduchu. Bez ohľadu na teplotu vzduchu, ktorý dýchame, má takmer vždy vodnú paru. Sme zvyknutí vidieť vlhkosť hlavne v najchladnejších zimných dňoch.

Voda je jednou z hlavných zložiek atmosféry a je možné ju nájsť vo všetkých troch skupenstvách (plynných, kvapalných a tuhých). V tomto článku vysvetlím všetko, čo potrebujete vedieť o vlhkosti ako meteorologickej premennej a o tom, na čo slúži. Chceš o tom vedieť viac?

Čo je to vlhkosť? Druhy vlhkosti

Vlhkosť je množstvo vodnej pary vo vzduchu. Toto množstvo nie je konštantné, ale bude závisieť od rôznych faktorov, napríklad od toho, či nedávno pršalo, či sme blízko mora, či sú rastliny atď. Závisí to aj od teploty vzduchu. To znamená, že keď vzduch znižuje svoju teplotu, je schopný zadržať menej vodnej pary, a preto sa pri dýchaní objavuje hmla alebo v noci rosa. Vzduch sa nasýti vodnou parou a nie je schopný toľko zadržať, takže sa voda opäť stáva tekutou.

Je zvedavé vedieť, ako je púštny vzduch schopný udržať viac vlhkosti ako polárny vzduch, pretože horúci vzduch nie je tak rýchlo nasýtený vodnou parou a je schopný pojať väčšie množstvo bez toho, aby sa z neho stala tekutá voda.

Existuje niekoľko spôsobov, ako označiť obsah vlhkosti v atmosfére:

• Absolútna vlhkosť: hmotnosť vodnej pary v gramoch obsiahnutá v 1 m3 suchého vzduchu.
• Merná vlhkosť: hmotnosť vodnej pary v gramoch obsiahnutá v 1 kg vzduchu.
• Rzmiešavacia zóna: hmotnosť vodnej pary v gramoch na 1 kg suchého vzduchu.

Avšak najbežnejšie používaná miera vlhkosti sa nazýva RH, ktorá je vyjadrená v percentách (%). Získava sa ako výsledok delenia medzi obsahom pár vo vzdušnej hmote a jej maximálnej akumulačnej kapacity a vynásobením číslom 100. To je to, čo som už komentoval, čím vyššiu teplotu má vzduchová hmota, tým väčšiu teplotu dokáže udržať. viac vodnej pary, takže jeho relatívna vlhkosť môže byť vyššia.

Kedy je vzduchová hmota nasýtená?

Maximálna kapacita na zadržiavanie vodnej pary sa nazýva tlak nasýtených pár. Táto hodnota nám hovorí o maximálnom množstve vodnej pary, ktoré môže obsahovať vzduchová hmota pred transformáciou na kvapalnú vodu.

Vďaka relatívnej vlhkosti môžeme mať predstavu o tom, ako blízko je vzdušná hmota k dosiahnutiu svojej saturácie, preto nám dni, keď počujeme, že je relatívna vlhkosť 100%, hovoria, že vzdušná hmota už nie je môže ukladať viac vodnej pary a odtiaľ, akékoľvek pridanie väčšieho množstva vody k vzduchovej hmote vytvorí kvapky vody (známe ako rosa) alebo ľadové kryštály, v závislosti od podmienok prostredia. Spravidla sa to stane, keď je teplota vzduchu dosť nízka, a preto nedokáže zadržať viac vodnej pary. Pri zvyšovaní teploty vzduchu je schopný zadržiavať viac vodnej pary bez toho, aby sa nasýtil, a preto netvorí vodné kvapky.

Napríklad na pobrežných miestach je v lete vysoká vlhkosť a „lepkavé“ teplo, pretože kvapky vĺn vo veterných dňoch zostávajú vo vzduchu. Vďaka svojim vysokým teplotám však nemôže vytvárať kvapky vody alebo sa nasýtiť, pretože vzduch môže hromadiť veľa vodnej pary. To je dôvod, prečo sa v lete netvorí rosa.

Ako môžeme dosiahnuť nasýtenie vzdušnej hmoty?

Aby sme to pochopili správne, musíme myslieť na to, keď počas zimných nocí vydýchame z úst vodnú paru. Ten vzduch, ktorý vydychujeme, keď dýchame, má určitú teplotu a obsah vodných pár. Keď však vyjde z našich úst a príde do styku so studeným vzduchom vonku, jeho teplota prudko poklesne. Vďaka svojmu ochladeniu stráca vzduchová hmota kapacitu na zadržiavanie pár, ľahko dosiahnuteľná sýtosť. Potom vodná para kondenzuje a vytvára hmlu.

Opäť zdôrazňujem, že ide o rovnaký mechanizmus, pomocou ktorého sa za chladných zimných nocí vytvára rosa, ktorá zmáča naše vozidlá. Preto sa teplota, na ktorú musí byť ochladená masa vzduchu, aby sa vytvorila kondenzácia bez zmeny obsahu pary, nazýva rosný bod alebo rosný bod.

Prečo sa okná automobilov zahmlievajú a ako ich odstránime?

Aby sme vyriešili tento problém, ktorý sa nám môže stať v zime, najmä v noci a v daždivých dňoch, musíme myslieť na saturáciu vzduchu. Keď sadneme do auta a prichádzame z ulice, obsah vodných pár vo vozidle začína stúpať, ako dýchame, a vďaka svojej nízkej teplote sa veľmi rýchlo nasýti (jeho relatívna vlhkosť vzduchu dosahuje 100%). Keď je vzduch vo vnútri vozidla nasýtený, spôsobuje to zahmlievanie okien pretože vzduch už nemôže zadržiavať viac vodnej pary, stále dýchame a vydychujeme viac vodnej pary. Preto sa vzduch nasýti a všetok prebytok sa premení na kvapalnú vodu.

Stáva sa to preto, lebo sme udržali konštantnú teplotu vzduchu, ale pridali sme veľa vodnej pary. Ako to môžeme vyriešiť a nespôsobiť nehodu kvôli nízkej viditeľnosti zahmleného skla? Musíme použiť kúrenie. Pomocou ohrevu a nasmerovania na kryštály, zvýšime teplotu vzduchu tak, aby bol schopný ukladať viac vodnej pary bez toho, aby sa nasýtil. Takto zmiznú zahmlené okná a môžeme jazdiť dobre, bez ďalšieho rizika.

Ako meriate vlhkosť a odparovanie?

Vlhkosť sa zvyčajne meria prístrojom nazývaným psychrometer. Skladá sa z dvoch rovnakých teplomerov, z ktorých jeden, nazývaný „suchý teplomer“, sa jednoducho používa na získanie teploty vzduchu. Druhý, nazývaný „vlhký teplomer“, má nádrž pokrytú sieťou navlhčenou pomocou knôtu, ktorý ju kontaktuje so zásobníkom vody. Operácia je veľmi jednoduchá: voda nasiakajúca web sa odparí a za týmto účelom odoberá teplo zo vzduchu, ktorý ho obklopuje a ktorého teplota začína klesať. V závislosti od teploty a počiatočného obsahu pár vo vzduchovej hmote množstvo odparenej vody bude väčšie alebo menšie a v rovnakom rozsahu dôjde k väčšiemu alebo menšiemu poklesu teploty vlhkého teplomeru. Na základe týchto dvoch hodnôt sa relatívna vlhkosť vypočíta pomocou matematického vzorca, ktorý ich spája. Pre väčšie pohodlie je teplomer dodávaný s tabuľkami podvojného zadávania, ktoré priamo udávajú hodnotu relatívnej vlhkosti z teplôt obidvoch teplomerov, bez nutnosti akýchkoľvek výpočtov.

Existuje ešte jeden prístroj, presnejší ako ten predchádzajúci, nazývaný aspyropsychrometer, v ktorom malý motor zaisťuje nepretržité vetranie teplomerov.

Ako vidíte, pokiaľ ide o meteorológiu a vedu o klíme, vlhkosť vzduchu je dosť dôležitá.