Persentase Uap Air di Atmosfer

Atmosfer bumi mengandung sekitar 78 persen nitrogen, 21 persen oksigen, dan 0,9 persen argon. Sisanya 0,1 persen terdiri dari karbon dioksida, nitrous oxides, metana, ozon dan uap air. Meskipun jumlahnya kecil, bahkan perubahan kecil dalam gas atmosfer ini berdampak pada keseimbangan energi dan suhu global. Uap air, gas rumah kaca yang paling penting, berfluktuasi dengan suhu.

Persentase uap air di udara bervariasi berdasarkan suhu. Persentase uap air di Kutub Utara dan Antartika yang dingin (dan wilayah Alpen tertinggi) dapat mencapai serendah 0,2 persen sedangkan udara tropis yang paling hangat dapat mengandung hingga 4 persen uap air.

Singkatnya, semakin tinggi suhu udara kering, semakin banyak uap air yang dapat ditampung oleh udara. Saat suhu udara mendingin, kandungan uap air turun. Jadi, persentase uap air di udara berubah dengan suhu (dan tekanan). Ketika jumlah air di atmosfer mencapai saturasi, kelembabannya 100 persen.

Pada tingkat kejenuhan 100 persen, uap air mengembun membentuk tetesan air. Jika tetesan air menjadi cukup besar, hujan turun. Tetesan air yang lebih kecil muncul sebagai awan atau kabut. Di bawah saturasi, persentase uap air di atmosfer biasanya dilaporkan sebagai kelembaban relatif.

Kelembaban mengacu pada jumlah air di atmosfer. Kelembaban relatif membandingkan jumlah uap air di atmosfer dengan jumlah maksimum teoritis uap air yang dapat ditampung oleh udara pada suhu tersebut.

Kelembaban relatif dapat ditentukan dengan menggunakan grafik psychrometric khusus dan sling psychrometer atau dua termometer. Psikrometer selempang terdiri dari dua termometer yang dipasang bersama pada papan kecil yang dipasang pada rantai putar atau pendek. Satu termometer memiliki bola kering. Termometer kedua, termometer bola basah, bola lampunya dibungkus dengan selembar kain basah.

Termometer bola kering mengukur suhu udara. Termometer bola basah mengukur suhu dengan efek pendinginan dari air yang menguap. Untuk menggunakannya, basahi kain termometer bola basah lalu ayunkan termometer selama 10 hingga 15 detik. Baca kedua suhu.

Ulangi pengukuran di atas dua atau tiga kali untuk memastikan termometer bola basah telah mencapai pembacaan terendah. Selisih antara kedua bacaan tersebut digunakan untuk mencari kelembaban relatif. Semakin besar perbedaan pembacaan, semakin rendah kelembaban relatif.

Pada 86°F (30°C ), misalnya, perbedaan 2,7°F (1,5°C) berarti kelembaban relatif sangat tinggi pada 89 persen, sedangkan perbedaan 27°F (15°C) berarti kelembaban relatif sangat rendah yaitu 17 persen. Pada grafik psychrometric, pembacaan termometer bola kering ditampilkan sebagai garis vertikal dari sumbu x.

Pembacaan bola basah ditampilkan sebagai garis melengkung di sepanjang bagian kiri atas grafik. Temukan perpotongan garis suhu bola kering vertikal dan garis suhu bola basah miring untuk menemukan kelembaban relatif.

Kelembaban mutlak terdiri dari konsentrasi uap atau densitas udara. Kelembaban mutlak dapat dihitung dengan menggunakan rumus densitas:

d_v = m_v V

Dimana D_v adalah densitas uap, m_v adalah massa uap dan V adalah volume udara. Kepadatan atau kelembaban mutlak berubah dengan perubahan suhu atau tekanan karena volume (V) berubah. Volume udara meningkat dengan meningkatnya suhu tetapi menurun dengan meningkatnya tekanan.

Dari sudut pandang manusia, semakin lembab udara, semakin banyak uap air di atmosfer. Penguapan berkurang dengan meningkatnya jumlah uap air di udara. Karena keringat tidak mudah menguap ketika kapasitas uap air dari udara sekitar tinggi, pendinginan kulit kurang efektif ketika kelembaban tinggi.

Uap air, bukan karbon dioksida, adalah gas rumah kaca paling kritis di Bumi. Selain Matahari, uap air menempati urutan kedua sebagai sumber kehangatan Bumi, menyumbang sekitar 60 persen dari efek pemanasan. Uap air menangkap dan menahan kehangatan dari tanah dan membawa kehangatan itu ke atmosfer.

Uap air memindahkan panas dari ekuator menuju kutub, mendistribusikan panas ke seluruh dunia. Panas yang diserap oleh molekul air menyediakan energi untuk penguapan. Uap air itu naik ke atmosfer, membawa panas ke atmosfer.

Saat uap air naik, akhirnya mencapai tingkat di mana atmosfer kurang padat dan udara lebih dingin. Saat energi panas uap air hilang ke udara dingin di sekitarnya, uap air mengembun. Ketika uap air cukup mengembun, awan terbentuk. Awan memantulkan sinar matahari, membantu mendinginkan permukaan bumi.