Vai mitrums ietekmē klimatu?

Klimats attiecas uz ilgtermiņa laika parādībām, kas saistītas ar kādu reģionu. Tas ietver vidējo temperatūru, nokrišņu veidu un biežumu, kā arī paredzamo laika apstākļu mainīguma diapazonu. Mitrums ir gan klimata sastāvdaļa, gan klimata mērenība. Piemēram, tropisko lietus mežu klimatu nosaka tā relatīvi pastāvīgā saules gaismas iedarbība visā apkārtnē gadā, bet augstie vidējās temperatūras izraisītie nokrišņi tikpat lielā mērā ir tropu daļa klimats. Tāpēc mitruma nošķiršana no klimata nav vienkārša, taču joprojām ir iespējams noteikt dažus mitruma līmeņa klimatoloģiskos efektus.

Mitrums ir tāls ceļš uz klimata noteikšanu, taču tas ne visu kontrolē. Tā kā saules enerģija virza Zemes laikapstākļus, jūs varētu sagaidīt, ka vietām vienā platuma grādos, kur redzama vienāda saules iedarbība, ir vienāds klimats. To var redzēt vidējā temperatūrā, piemēram, Mineapolē un Bukarestē, kuras abas ir aptuveni 44,5 grādos uz ziemeļiem. Mineapolē vidējā temperatūra ir aptuveni 7 grādi pēc Celsija (44 grādi pēc Fārenheita), savukārt Bukarestē vidējā temperatūra ir 11 grādi pēc Celsija (51 grādi pēc Fārenheita). Bet Everesta kalns un Sahāras tuksnesis arī atrodas vienā platuma grādā, tomēr to klimats ir ārkārtīgi atšķirīgs. Ievērojama daļa no tā ir saistīta ar to augstuma atšķirībām. Bet pat vietām vienā platuma grādā un augstumā var būt diezgan atšķirīgs klimats, un lielākais papildu faktors ir mitrums.

Gaiss ir enerģijas pilns. Pat klusā gaisā molekulas nepārtraukti šaudās apkārt, atsitoties viena pret otru. Lai gan tas nedaudz krāpjas, jūs varat domāt, ka gaisa enerģiju attēlo tā temperatūra - jo karstāks gaiss, jo vairāk enerģijas tajā ir. Kad ūdens tvaiki nokļūst situācijā, tas pēkšņi kļūst nedaudz sarežģītāks. "Normālā" temperatūrā ūdens var pastāvēt kā ciets ledus, šķidrs ūdens un gāzveida ūdens tvaiki - tas var ne tikai pastāvēt kā visi trīs vienā vietā, bet arī parasti. To var redzēt pats, cieši novērojot glāzi ledus ūdens. Lai arī ūdeni atdzesē ledus, dažām molekulām ir pietiekami daudz enerģijas, lai izkļūtu no šķidrās fāzes un paceltos no virsmas kā "migla". Tikmēr dažas ūdens tvaiku molekulas, kas jau atrodas gaisā, ietriecas stikla aukstajās pusēs un atkal kondensējas šķidrumā ūdens. Jebkurā vidē ūdens meklē līdzsvaru starp cieto, šķidro un gāzveida stāvokli.

Mitrums - tas ir gaisā suspendēto ūdens tvaiku mērs - ir tik svarīgs laika apstākļu un klimata faktors, jo ūdens ikdienas temperatūrā satur papildu enerģiju. Ūdens pastāvīgi pārveidojas starp trim formām, bet katrs pārveidojums patērē vai atbrīvo enerģiju. Citādi sakot, ūdens tvaiki istabas temperatūrā atšķiras no šķidrā ūdens tajā pašā temperatūrā, jo ir ieguvuši zināmu papildu enerģiju. Pat ja temperatūra ir vienāda, tvaikiem ir vairāk enerģijas, jo tie no šķidruma ir pārvērtušies gāzē. Meteoroloģiskajās aprindās šo enerģiju sauc par "latentu siltumu". Tas nozīmē, ka silta, sausa gaisa masa satur daudz mazāk enerģijas nekā mitra gaisa masa tajā pašā temperatūrā. Tā kā klimats un laika apstākļi ir enerģijas funkcijas, mitrums ir kritisks klimata faktors.

Praktiski visa enerģija, kas virza Zemes klimatu, nāk no saules. Saules enerģija silda gaisu un - vēl svarīgāk - ūdeni. Okeāna ūdens tropos ir daudz siltāks nekā ūdens pie stabiem, taču ūdens sēž ne tikai vienā vietā. Ūdens un gaisa blīvuma atšķirības kopā ar Zemes rotāciju virza straumes gan gaisā, gan ūdenī. Šīs strāvas sadala enerģiju ap Zemi, un enerģijas sadalījums virza klimatu. Lietusgāzes ir ļoti redzama šo straumju izpausme. Gaiss virs siltajiem okeāna ūdeņiem satur samērā lielu daudzumu ūdens tvaiku. Kad šis gaiss pārvietojas uz vēsākiem reģioniem, līdzsvars starp trim ūdens fāzēm mainās - vairāk sliecoties uz šķidrumu, nevis uz gāzes fāzi. Tas nozīmē, ka ūdens tvaiki kondensējas un nolīst lietus. Lietus ir visredzamākā mitruma izpausme.

Tā kā ūdens nes latentu siltumu, tas iedarbojas uz mērenām temperatūras svārstībām. Piemēram, Midwest vasaras mitrumā nakts laikā gaiss atdziest. Savukārt šķidrā ūdens un ūdens tvaiku līdzsvars mainās, tāpēc daļa ūdens kondensējas. Bet, kondensējoties ūdenim, tas izlaiž latento siltumu apkārt esošajam gaisam - faktiski gaisu silda pat tad, ja saules gaismas trūkums gaisu atdzesē. Kad saule lec, process mainās. Saules gaisma silda gaisu, kā rezultātā šķidrais ūdens iztvaiko līdz ūdens tvaikiem. Bet tas prasa papildu enerģiju - enerģiju, kas citādi nonāktu zemes un gaisa sildīšanā, tāpēc temperatūra tik ātri nepaaugstinās. Tātad Čikāga - tieši blakus Mičiganas ezeram - neredz tuvu ikdienas svārstībām temperatūrā, kāda ir redzama Fīniksā - sausā tuksneša vidū.