Utječe li vlaga na klimu?

Klima se odnosi na dugoročne vremenske pojave povezane s nekom regijom. Uključuje prosječnu temperaturu, vrstu i učestalost padalina i očekivani raspon varijabilnosti vremena. Vlaga je i sastavni dio klime i umjereni učinak na klimu. Na primjer, tropska kišna šuma ima klimu koju diktira njezino relativno stalno izlaganje sunčevoj svjetlosti godine, ali velike oborine uzrokovane visokim prosječnim temperaturama jednako su toliko dio tropskog područja klima. Dakle, odvajanje vlage od klime nije jednostavno, ali svejedno je moguće identificirati neke klimatološke učinke razine vlažnosti.

Vlaga uvelike ide prema definiranju klime, ali ona ne kontrolira sve. Budući da sunčeva energija pokreće Zemljino vrijeme, očekivali biste da će lokacije na istoj zemljopisnoj širini - koje vide identično izlaganje suncu - imati identičnu klimu. To možete vidjeti na prosječnim temperaturama, na primjer, u Minneapolisu i Bukureštu, koje su na oko 44,5 stupnjeva sjeverno. Minneapolis ima prosječnu temperaturu od oko 7 Celzijevih stupnjeva (44 stupnjeva Fahrenheita), dok je prosjek Bukurešta 11 stupnjeva Celzijevih (51 stupnjeva Fahrenheita). No Mount Everest i pustinja Sahara također se nalaze na istoj geografskoj širini, ali imaju divlju klimu. Značajan dio toga je zbog njihove visinske razlike. Ali čak i mjesta na istoj geografskoj širini i nadmorskoj visini mogu imati prilično različitu klimu, a najveći dodatni faktor je vlaga.

Zrak je pun energije. Čak i u mirnom zraku, molekule neprestano pucaju, sudarajući se jedna o drugu. Iako malo vara, energiju zraka možete smatrati predstavljenom njegovom temperaturom - što je zrak vrući, to više energije zadržava. Kad se vodena para ubaci u situaciju, odjednom se malo zakomplicira. Pri "normalnim" temperaturama voda može postojati kao čvrsti led, tekuća voda i plinovita vodena para - ne samo da može postojati kao sve tri na istom mjestu, ona to obično i čini. To možete i sami vidjeti pomnim promatranjem čaše ledene vode. Iako se voda hladi ledom, neke molekule imaju dovoljno energije da izađu iz tekuće faze i dignu se s površine kao "magla". U međuvremenu, neke molekule vodene pare koje su već u zraku udaraju u hladne strane čaše i kondenziraju se natrag u tekućinu voda. U bilo kojem okruženju voda traži ravnotežu između čvrstog, tekućeg i plinovitog stanja.

Razlog što je vlaga zraka - mjera vodene pare suspendirane u zraku - toliko je važan čimbenik vremena i klime jer voda sadrži dodatnu energiju na svakodnevnim temperaturama. Voda se neprestano pretvara u svoja tri oblika, ali svaka pretvorba troši ili oslobađa energiju. Drugim riječima, vodena para na sobnoj temperaturi razlikuje se od tekuće vode iste temperature jer je stekla malo dodatne energije. Iako je temperatura ista, para ima više energije jer se iz tekućine pretvorila u plin. U meteorološkim krugovima ta se energija naziva "latentna toplina". To znači da masa toplog i suhog zraka sadrži mnogo manje energije od mase vlažnog zraka pri istoj temperaturi. Budući da su klima i vrijeme funkcije energije, vlaga je presudan faktor klime.

Gotovo sva energija koja pokreće Zemljinu klimu dolazi od sunca. Solarna energija zagrijava zrak i - što je još važnije - vodu. Oceanska voda u tropskim krajevima daleko je toplija od vode na polovima, ali voda ne sjedi samo na jednom mjestu. Razlike u gustoći vode i zraka, zajedno s rotacijom Zemlje, pokreću struje i u zraku i u vodi. Te struje distribuiraju energiju oko Zemlje, a distribucija energije pokreće klimu. Olujne kiše vrlo su vidljiva manifestacija ovih struja. Zrak iznad toplih oceanskih voda sadrži relativno visok postotak vodene pare. Kad se taj zrak pomakne u hladnija područja, ravnoteža između tri faze vode se pomiče - naginjući više prema tekućini nego prema plinskoj fazi. To znači da se vodena para kondenzira i pada kiša. Kiša je najvidljivija manifestacija vlage.

Budući da voda nosi latentnu toplinu, djeluje na umjerene promjene temperature. Primjerice, u ljetnoj vlažnosti Srednjeg zapada zrak se noću hladi. Zauzvrat se ravnoteža tekuće vode i vodene pare pomiče, pa se dio vode kondenzira. Ali kad se voda kondenzira, ona otpušta svoju latentnu toplinu u zrak oko sebe - zapravo zagrijavajući zrak čak i kad ga nedostatak sunčeve svjetlosti hladi. Kad sunce izađe, proces se obrne. Sunčeva svjetlost zagrijava zrak, što dovodi do isparavanja tekuće vode do vodene pare. No za to je potrebna dodatna energija - energija koja bi inače otišla u grijanje zemlje i zraka - tako da temperatura ne raste tako brzo. Dakle, Chicago - tik uz jezero Michigan - ne vidi nigdje blizu svakodnevnih njihanja na temperaturama koje se viđaju u Phoenixu - usred suhe pustinje.