Percentage waterdamp in de atmosfeer

De atmosfeer van de aarde bevat ongeveer 78 procent stikstof, 21 procent zuurstof en 0,9 procent argon. De overige 0,1 procent bestaat uit kooldioxide, lachgas, methaan, ozon en waterdamp. Ondanks hun kleine hoeveelheden hebben zelfs kleine veranderingen in deze atmosferische gassen invloed op de wereldwijde energiebalans en temperatuur. Waterdamp, het belangrijkste broeikasgas, fluctueert met de temperatuur.

Het percentage waterdamp in lucht is afhankelijk van de temperatuur. Het percentage waterdamp in de koude Arctische en Antarctische wateren (en de hoogste Alpenregio's) kan oplopen tot 0,2 procent, terwijl de warmste tropische lucht tot 4 procent waterdamp kan bevatten.

Kortom, hoe hoger de droge luchttemperatuur, hoe meer waterdamp de lucht kan bevatten. Naarmate de luchttemperatuur afkoelt, daalt het waterdampgehalte. Het percentage waterdamp in lucht verandert dus met de temperatuur (en druk). Wanneer de hoeveelheid water in de atmosfeer verzadiging bereikt, is de luchtvochtigheid 100 procent.

Bij een verzadigingsniveau van 100 procent condenseert waterdamp om waterdruppels te vormen. Als de waterdruppels groot genoeg worden, valt er regen. Kleinere waterdruppels verschijnen als wolken of mist. Onder verzadiging wordt het percentage waterdamp in de atmosfeer meestal gerapporteerd als relatieve vochtigheid.

Vochtigheid verwijst naar de hoeveelheid water in de atmosfeer. Relatieve vochtigheid vergelijkt de hoeveelheid waterdamp in de atmosfeer met de theoretische maximale hoeveelheid waterdamp die de lucht bij die temperatuur kan bevatten.

De relatieve vochtigheid kan worden bepaald met behulp van speciale psychrometrische kaarten en een sling-psychrometer of twee thermometers. Een sling-psychrometer bestaat uit twee thermometers die aan elkaar zijn gemonteerd op een bordje dat aan een draaibare of korte ketting is bevestigd. Een thermometer heeft een droge bol. De tweede thermometer, de nattebolthermometer, heeft de bol omwikkeld met een stuk natte doek.

De drogebolthermometer meet de luchttemperatuur. De nattebolthermometer meet de temperatuur met de verkoelende werking van het verdampende water. Maak voor gebruik de doek van de nattebolthermometer nat en zwaai de thermometers vervolgens 10 tot 15 seconden. Lees beide temperaturen af.

Herhaal de bovenstaande metingen twee of drie keer om er zeker van te zijn dat de nattebolthermometer de laagste waarde heeft bereikt. Het verschil tussen de twee metingen wordt gebruikt om de relatieve vochtigheid te vinden. Hoe groter het verschil in meetwaarden, hoe lager de relatieve vochtigheid.

Bij 86 °F (30 °C), bijvoorbeeld, betekent een verschil van 2,7 °F (1,5 °C) dat de relatieve vochtigheid erg hoog is bij 89 procent, terwijl een verschil van 27 ° F (15 ° C) betekent dat de relatieve vochtigheid extreem laag is met 17 procent. Op de psychrometrische grafiek worden de metingen van de droge bolthermometer weergegeven als verticale lijnen vanaf de x-as.

De nattebolmetingen worden weergegeven als een gebogen lijn langs het linkerbovengedeelte van de grafiek. Zoek het snijpunt van de verticale drogeboltemperatuurlijn en de schuine natteboltemperatuurlijn om de relatieve vochtigheid te vinden.

Absolute vochtigheid bestaat uit de dampconcentratie of dichtheid van de lucht. Absolute vochtigheid kan worden berekend met behulp van de dichtheidsformule:

d_v = m_v ÷ V

waar doe je_v is de dichtheid van de damp, m_v is de massa van de damp en V is het luchtvolume. De dichtheid of absolute vochtigheid verandert met veranderingen in temperatuur of druk omdat het volume (V) verandert. Het luchtvolume neemt toe naarmate de temperatuur stijgt, maar neemt af naarmate de druk toeneemt.

Vanuit menselijk perspectief, hoe vochtiger de lucht, hoe meer waterdamp in de atmosfeer. De verdamping neemt af naarmate de hoeveelheid waterdamp in de lucht toeneemt. Omdat zweet niet zo gemakkelijk verdampt als de waterdampcapaciteit van de omringende lucht hoog is, is huidkoeling minder effectief als de luchtvochtigheid hoog is.

Waterdamp, niet koolstofdioxide, is het meest kritische broeikasgas op aarde. Naast de zon is waterdamp de tweede bron van aardwarmte, goed voor ongeveer 60 procent van het opwarmingseffect. Waterdamp vangt en houdt warmte van de grond vast en voert die warmte naar de atmosfeer.

Waterdamp verplaatst warmte van de evenaar naar de polen en verdeelt de warmte over de hele wereld. Warmte geabsorbeerd door watermoleculen levert de energie voor verdamping. Die waterdamp stijgt op in de atmosfeer en voert de warmte naar de atmosfeer.

Naarmate de waterdamp stijgt, bereikt deze uiteindelijk niveaus waar de atmosfeer minder dicht is en de lucht kouder. Omdat de warmte-energie van de waterdamp verloren gaat aan de omringende koudere lucht, condenseert de waterdamp. Wanneer er voldoende waterdamp condenseert, ontstaan ​​er wolken. Wolken weerkaatsen zonlicht en helpen het aardoppervlak af te koelen.