Vesihöyryn prosenttiosuus ilmakehässä

Maan ilmakehässä on noin 78 prosenttia typpeä, 21 prosenttia happea ja 0,9 prosenttia argonia. Loput 0,1 prosenttia koostuu hiilidioksidista, typpioksideista, metaanista, otsonista ja vesihöyrystä. Pienistä määristä huolimatta pienetkin muutokset näissä ilmakehän kaasuissa vaikuttavat maailmanlaajuiseen energiataseeseen ja lämpötilaan. Vesihöyry, tärkein kasvihuonekaasu, vaihtelee lämpötilan mukaan.

Ilmassa olevan vesihöyryn prosenttiosuus vaihtelee lämpötilan mukaan. Vesihöyryprosentti kylmällä Arktisella ja Etelämantereella (ja korkeimmilla Alppien alueilla) voi nousta jopa 0,2 prosenttiin, kun taas lämpimimmässä trooppisessa ilmassa voi olla jopa 4 prosenttia vesihöyryä.

Lyhyesti sanottuna, mitä korkeampi kuivan ilman lämpötila, sitä enemmän vesihöyryä ilma mahtuu. Kun ilman lämpötila jäähtyy, vesihöyrypitoisuus laskee. Joten vesihöyryn prosenttiosuus ilmassa muuttuu lämpötilan (ja paineen) mukaan. Kun ilmakehän vesimäärä saavuttaa kylläisyyden, kosteus on 100 prosenttia.

100 prosentin kyllästystasolla vesihöyry kondensoituu muodostaen vesipisaroita. Jos vesipisarat ovat riittävän suuria, sataa. Pienemmät vesipisarat näkyvät pilvinä tai sumuna. Kylläisyyden alapuolella vesihöyryn prosenttiosuus ilmakehässä ilmoitetaan yleensä suhteellisena kosteutena.

Kosteus tarkoittaa veden määrää ilmakehässä. Suhteellinen kosteus vertaa ilmakehän vesihöyryn määrää teoreettiseen enimmäismäärään vesihöyryä, jota ilma voi pitää tässä lämpötilassa.

Suhteellinen kosteus voidaan määrittää käyttämällä erityisiä psykrometrisiä kaavioita ja rintareppsykometriä tai kahta lämpömittaria. Rintareppsykrometri koostuu kahdesta lämpömittarista, jotka on asennettu yhdessä pienelle levylle, joka on kiinnitetty kääntyvään tai lyhyeen ketjuun. Yhdessä lämpömittarissa on kuiva polttimo. Toisessa lämpömittarissa, märkälampun lämpömittarissa, lamppu on kääritty märän kankaan palalla.

Kuiva polttimon lämpömittari mittaa ilman lämpötilaa. Märkä lämpölämpömittari mittaa lämpötilan haihtuvan veden jäähdytysvaikutuksella. Käytä kostuttamalla märän lämpömittarin kangas ja käännä sitten lämpömittareita 10-15 sekunnin ajan. Lue molemmat lämpötilat.

Toista mittaukset yli kaksi tai kolme kertaa varmistaaksesi, että märkälampun lämpömittari on saavuttanut pienimmän lukemansa. Kahden lukeman välistä eroa käytetään suhteellisen kosteuden löytämiseen. Mitä suurempi ero lukemissa, sitä alhaisempi suhteellinen kosteus.

Esimerkiksi 30 ° C: n lämpötilassa ero 1,5 ° C (2,7 ° F) tarkoittaa, että suhteellinen kosteus on erittäin korkea 89 prosenttia, kun taas 15 ° C: n ero tarkoittaa, että suhteellinen kosteus on erittäin matala, 17 prosenttia. Psykrometrisellä kaaviossa kuivan lampun lämpömittarin lukemat näytetään pystysuorina viivoina x-akselista.

Märän lampun lukemat näytetään kaarevana viivana kaavion vasemmassa yläosassa. Löydä suhteellisen kosteuden määrittämiseksi pystysuoran kuivalampun lämpötilalinjan ja kulmaisen märän lampun lämpötilalinjan leikkauspiste.

Absoluuttinen kosteus koostuu ilman höyrypitoisuudesta tai tiheydestä. Absoluuttinen kosteus voidaan laskea tiheyskaavalla:

d_v = m_v ÷ V

Missä D_v on höyryn tiheys, m_v on höyryn massa ja V on ilman tilavuus. Tiheys tai absoluuttinen kosteus muuttuu lämpötilan tai paineen muuttuessa, koska tilavuus (V) muuttuu. Ilman tilavuus kasvaa lämpötilan noustessa, mutta laskee paineen kasvaessa.

Ihmisen näkökulmasta, mitä kosteampi ilma on, sitä enemmän vesihöyryä ilmakehässä. Haihtuminen vähenee, kun vesihöyryn määrä ilmassa kasvaa. Koska hiki ei haihdu yhtä helposti, kun ympäröivän ilman vesihöyrykapasiteetti on suuri, ihon jäähdytys on vähemmän tehokasta, kun kosteus on korkea.

Vesihöyry, ei hiilidioksidi, on maapallon kriittisin kasvihuonekaasu. Auringon lisäksi vesihöyry on toinen maapallon lämmönlähde, joka on noin 60 prosenttia lämmitysvaikutuksesta. Vesihöyry sieppaa ja pitää lämpöä maasta ja kuljettaa lämpöä ilmakehään.

Vesihöyry siirtää lämpöä päiväntasaajalta kohti pylväitä ja jakaa lämpöä ympäri maailmaa. Vesimolekyylien absorboima lämpö antaa energiaa haihtumiseen. Tuo vesihöyry nousee ilmakehään ja kuljettaa lämmön ilmakehään.

Vesihöyryn noustessa se saavuttaa lopulta tason, jossa ilmakehä on vähemmän tiheä ja ilma kylmempi. Kun vesihöyryn lämpöenergia menetetään ympäröivälle kylmemmälle ilmalle, vesihöyry tiivistyy. Kun riittävästi vesihöyryä tiivistyy, muodostuu pilviä. Pilvet heijastavat auringonvaloa ja auttavat viilentämään Maan pintaa.