Zemljina atmosfera sadrži oko 78 posto dušika, 21 posto kisika i 0,9 posto argona. Preostalih 0,1 posto sastoji se od ugljičnog dioksida, dušikovih oksida, metana, ozona i vodene pare. Unatoč malim količinama, čak i male promjene u tim atmosferskim plinovima utječu na globalnu energetsku ravnotežu i temperaturu. Vodena para, najvažniji staklenički plin, fluktuira s temperaturom.
Postotak vodene pare u zraku
Postotak vodene pare u zraku varira ovisno o temperaturi. Postotak vodene pare u hladnom Arktiku i Antarktiku (i najvišim alpskim regijama) može doseći i do 0,2 posto, dok najtopliji tropski zrak može sadržavati i do 4 posto vodene pare.
Vodena para i temperatura
Ukratko, što je temperatura suhog zraka veća, zrak može zadržati više vodene pare. Kako se temperatura zraka hladi, sadržaj vodene pare pada. Dakle, postotak vodene pare u zraku mijenja se s temperaturom (i pritiskom). Kad količina vode u atmosferi dosegne zasićenost, vlaga je 100 posto.
Na stopostotnoj razini zasićenja vodena para kondenzira se stvarajući kapljice vode. Ako kapljice vode postanu dovoljno velike, pada kiša. Manje kapljice vode pojavljuju se u obliku oblaka ili magle. Ispod zasićenja, postotak vodene pare u atmosferi obično se navodi kao relativna vlažnost zraka.
Pronalaženje relativne vlažnosti
Vlažnost se odnosi na količinu vode u atmosferi. Relativna vlažnost uspoređuje količinu vodene pare u atmosferi s teoretskom maksimalnom količinom vodene pare koju zrak može zadržati na toj temperaturi.
Relativna vlažnost zraka može se odrediti pomoću posebnih psihrometrijskih karata i sling psihrometra ili dva termometra. Pramenski psihrometar sastoji se od dva termometra postavljena zajedno na malu ploču pričvršćenu na okretni ili kratki lanac. Jedan termometar ima suhu žarulju. Drugi termometar, termometar s mokrom žaruljom, ima žarulju omotanu komadom mokre krpe.
Termometar za suhu žarulju mjeri temperaturu zraka. Vlažni termometar mjeri temperaturu s učinkom hlađenja vode koja isparava. Za uporabu namočite krpu mokrog termometra, a zatim njihajte termometre 10 do 15 sekundi. Očitajte obje temperature.
Razlika u temperaturi relativne vlažnosti
Ponovite mjerenja gore dva ili tri puta kako biste bili sigurni da je termometar mokre žarulje dosegao najniže očitanje. Razlika između dva očitanja koristi se za pronalaženje relativne vlažnosti. Što je veća razlika u očitanjima, to je niža relativna vlažnost zraka.
Na primjer, na 30 ° C, razlika od 1,5 ° C od 2,7 ° F znači da je relativna vlažnost zraka vrlo visoka pri 89 posto, dok razlika od 27 ° F (15 ° C) znači da je relativna vlaga izuzetno niska i iznosi 17 posto. Na psihrometrijskoj su karti očitanja termometra za suhu žarulju prikazana kao okomite crte od osi x.
Očitavanja mokre žarulje prikazana su kao zakrivljena crta duž gornjeg lijevog dijela grafikona. Pronađite presjek vertikalne linije temperature suhe žarulje i nagnute linije temperature vlažne žarulje kako biste pronašli relativnu vlažnost zraka.
Vodena para i apsolutna vlaga
Apsolutna vlaga sastoji se od koncentracije pare ili gustoće zraka. Apsolutna vlažnost zraka može se izračunati pomoću formule gustoće:
dv = mv ÷ V
Gdje dv je gustoća pare, mv je masa pare i V volumen zraka. Gustoća ili apsolutna vlažnost zraka mijenjaju se s promjenama temperature ili tlaka jer se mijenja volumen (V). Volumen zraka povećava se kako se temperatura povećava, ali smanjuje kako se povećava pritisak.
Iz ljudske perspektive, što je zrak vlažniji, to je više vodene pare u atmosferi. Isparavanje se smanjuje kako se povećava količina vodene pare u zraku. Budući da znoj ne isparava tako lako kada je kapacitet vodene pare u okolnom zraku velik, hlađenje kože manje je učinkovito kada je vlaga velika.
Zašto su vodene pare važne
Vodena para, a ne ugljični dioksid, najvažniji je staklenički plin na Zemlji. Osim Sunca, vodena para nalazi se kao drugi izvor topline Zemlje, što čini oko 60 posto učinka zagrijavanja. Vodena para hvata i zadržava toplinu iz tla i prenosi je u atmosferu.
Vodena para pomiče toplinu s ekvatora prema polovima, raspoređujući toplinu širom svijeta. Toplina koju apsorbiraju molekule vode daje energiju za isparavanje. Ta se vodena para diže u atmosferu, prenoseći toplinu u atmosferu.
Kako se vodena para povećava, na kraju doseže razinu gdje je atmosfera manje gusta, a zrak hladniji. Kako se toplinska energija vodene pare gubi u okolnom hladnijem zraku, vodena para se kondenzira. Kad se kondenzira dovoljno vodene pare, stvaraju se oblaci. Oblaci odražavaju sunčevu svjetlost, pomažući u hlađenju Zemljine površine.