Влияет ли влажность на климат?

Климат относится к долгосрочным погодным явлениям, связанным с регионом. Он включает среднюю температуру, тип и частоту осадков, а также ожидаемый диапазон изменчивости погоды. Влажность является одновременно компонентом климата и его сдерживающим эффектом. Например, в тропических лесах климат обусловлен относительно постоянным воздействием солнечного света на всей территории. год, но большое количество осадков, вызванное высокими средними температурами, является такой же частью тропической климат. Таким образом, отделить влажность от климата непросто, но все же можно определить некоторые климатологические эффекты уровня влажности.

Влажность играет важную роль в определении климата, но не контролирует все. Поскольку солнечная энергия определяет погоду на Земле, можно ожидать, что в местах на одной и той же широте, где видны идентичные солнечные лучи, будет идентичный климат. Вы можете увидеть это по средней температуре, например, в Миннеаполисе и Бухаресте, которые находятся примерно на 44,5 градуса северной широты. В Миннеаполисе средняя температура составляет около 7 градусов по Цельсию (44 градуса по Фаренгейту), а в Бухаресте - 11 градусов по Цельсию (51 градус по Фаренгейту). Но гора Эверест и пустыня Сахара также находятся на одной и той же широте, но имеют совершенно разные климатические условия. Значительная часть этого связана с их разницей в высоте. Но даже в местах на одной и той же широте и высоте может быть совершенно другой климат, и самым большим дополнительным фактором является влажность.

Воздух полон энергии. Даже в неподвижном воздухе молекулы постоянно летают, натыкаясь друг на друга. Хотя это немного жульничает, вы можете думать об энергии воздуха как о его температуре - чем горячее воздух, тем больше энергии в нем содержится. Когда в ситуацию попадает водяной пар, она внезапно становится немного сложнее. При «обычных» температурах вода может существовать в виде твердого льда, жидкой воды и газообразного водяного пара - она ​​не только может существовать, как все три, в одном месте, как обычно. Вы можете убедиться в этом сами, внимательно понаблюдав за стаканом ледяной воды. Несмотря на то, что вода охлаждается льдом, некоторые молекулы обладают достаточной энергией, чтобы покинуть жидкую фазу и подняться с поверхности. как «туман». Между тем, некоторые молекулы водяного пара, уже находящиеся в воздухе, ударяются о холодные стороны стекла и снова конденсируются в жидкость. вода. В любой среде вода ищет баланс между твердым, жидким и газообразным состояниями.

Причина, по которой влажность, которая является мерой водяного пара, взвешенного в воздухе, является таким важным фактором в погодных и климатических условиях, заключается в том, что вода содержит дополнительную энергию при повседневных температурах. Вода постоянно преобразуется в свои три формы, но каждое преобразование потребляет или высвобождает энергию. Другими словами, водяной пар при комнатной температуре отличается от жидкой воды при той же температуре, потому что он приобрел некоторую дополнительную энергию. Несмотря на то, что температура такая же, у пара больше энергии, потому что он превратился из жидкости в газ. В метеорологических кругах эта энергия называется «скрытой теплотой». Это означает, что масса теплого сухого воздуха содержит гораздо меньше энергии, чем масса влажного воздуха той же температуры. Поскольку климат и погода являются функциями энергии, влажность является критическим фактором климата.

Практически вся энергия, определяющая климат Земли, исходит от Солнца. Солнечная энергия нагревает воздух и, что более важно, воду. Океанская вода в тропиках намного теплее, чем вода на полюсах, но вода не находится в одном месте. Различия в плотности воды и воздуха, наряду с вращением Земли, вызывают течения как в воздухе, так и в воде. Эти токи распределяют энергию по Земле, а распределение энергии влияет на климат. Ливни - очень заметное проявление этих течений. Воздух над теплыми водами океана содержит относительно высокий процент водяного пара. Когда этот воздух перемещается в более холодные регионы, баланс между тремя фазами воды смещается - больше склоняется к жидкости, чем к газовой фазе. Это означает, что водяной пар конденсируется и идет дождь. Дождь - наиболее заметное проявление влажности.

Поскольку вода переносит скрытое тепло, она смягчает колебания температуры. Например, при летней влажности Среднего Запада воздух ночью охлаждается. В свою очередь, баланс жидкой воды и водяного пара смещается, поэтому часть воды конденсируется. Но когда вода конденсируется, она отдает свое скрытое тепло окружающему воздуху - фактически нагревая воздух, даже если недостаток солнечного света охлаждает воздух. Когда восходит солнце, процесс меняется на противоположный. Солнечный свет нагревает воздух, что приводит к испарению жидкой воды в водяной пар. Но это требует дополнительной энергии - энергии, которая в противном случае пошла бы на нагрев земли и воздуха, поэтому температура не поднимается так быстро. Таким образом, в Чикаго, расположенном рядом с озером Мичиган, не наблюдается никаких суточных колебаний температуры, которые наблюдаются в Фениксе - посреди сухой пустыни.