Zemeljska atmosfera vsebuje približno 78 odstotkov dušika, 21 odstotkov kisika in 0,9 odstotka argona. Preostalih 0,1 odstotka sestavljajo ogljikov dioksid, dušikovi oksidi, metan, ozon in vodna para. Kljub majhnim količinam celo majhne spremembe teh atmosferskih plinov vplivajo na globalno energetsko bilanco in temperaturo. Vodna para, najpomembnejši toplogredni plin, niha s temperaturo.
Odstotek vodne pare v zraku
Odstotek vodne pare v zraku se spreminja glede na temperaturo. Odstotek vodne pare v hladni Arktiki in Antarktiki (in najvišjih alpskih regijah) lahko doseže tudi do 0,2 odstotka, najtoplejši tropski zrak pa lahko vsebuje do 4 odstotke vodne pare.
Vodna para in temperatura
Skratka, višja je temperatura suhega zraka, več vodne pare lahko zadrži zrak. Ko se temperatura zraka ohladi, vsebnost vodne pare pade. Torej, odstotek vodne pare v zraku se spreminja s temperaturo (in tlakom). Ko količina vode v ozračju doseže nasičenost, je vlažnost 100 odstotkov.
Pri 100-odstotni nasičenosti se vodna para kondenzira in tvori vodne kapljice. Če kapljice vode postanejo dovolj velike, pada dež. Manjše kapljice vode so videti kot oblaki ali megla. Pod nasičenostjo se odstotek vodne pare v ozračju običajno poroča kot relativna vlažnost.
Iskanje relativne vlažnosti
Vlažnost se nanaša na količino vode v ozračju. Relativna vlažnost primerja količino vodne pare v ozračju s teoretično največjo količino vodne pare, ki jo zrak lahko zadrži pri tej temperaturi.
Relativno vlažnost lahko določimo s posebnimi psihrometričnimi kartami in pasnim psihrometrom ali dvema termometroma. Pasni psihrometer je sestavljen iz dveh termometrov, nameščenih skupaj na majhni deski, pritrjeni na vrtljivo ali kratko verigo. En termometer ima suho žarnico. Drugi termometer, termometer z mokro žarnico, ima žarnico ovito s kosom mokre krpe.
Termometer za suho žarnico meri temperaturo zraka. Termometer z mokro žarnico meri temperaturo s hladilnim učinkom uparjalne vode. Za uporabo namočite krpo termometra z mokro žarnico in nato termometer zavrtite za 10 do 15 sekund. Odčitajte obe temperaturi.
Relativna razlika v vlažnosti temperature
Meritve ponovite dvakrat ali trikrat, da se prepričate, da je termometer z mokro žarnico dosegel najnižjo vrednost. Razlika med obema odčitkoma se uporablja za iskanje relativne vlažnosti. Večja kot je razlika v odčitkih, nižja je relativna vlažnost.
Na primer pri 30 ° C (86 ° F) razlika v 2,7 ° F (1,5 ° C) pomeni, da je relativna vlažnost zelo visoka pri 89 odstotkov, razlika med 27 ° F (15 ° C) pa pomeni, da je relativna vlaga pri 17 odstotkih izredno nizka. Na psihrometrični karti so odčitki termometra za suho žarnico prikazani kot navpične črte od osi x.
Odčitki mokre žarnice so prikazani kot ukrivljena črta vzdolž zgornjega levega dela grafikona. Poiščite presečišče navpične črte temperature suhe žarnice in kotne črte temperature mokre žarnice, da poiščete relativno vlažnost.
Vodna para in absolutna vlažnost
Absolutna vlažnost je sestavljena iz koncentracije hlapov ali gostote zraka. Absolutno vlažnost lahko izračunamo po formuli gostote:
dv = mv ÷ V
Kjer dv je gostota pare, mv je masa pare in V prostornina zraka. Gostota ali absolutna vlažnost se spreminjata s spremembo temperature ali tlaka, ker se spremeni prostornina (V). Prostornina zraka se povečuje s povečanjem temperature, zmanjšuje pa se s povečanjem tlaka.
Z vidika človeka je bolj vlažen zrak, več vodne pare v ozračju. Izhlapevanje se zmanjšuje s povečanjem količine vodne pare v zraku. Ker znoj ne izhlapi tako enostavno, ko je zmogljivost vodne pare okoliškega zraka velika, je hlajenje kože pri visoki vlažnosti manj učinkovito.
Zakaj je vodna para pomembna
Vodna para, ne ogljikov dioksid, je najpomembnejši toplogredni plin na Zemlji. Poleg Sonca je vodna para drugi vir zemeljske toplote, ki predstavlja približno 60 odstotkov učinka segrevanja. Vodna para zajema in zadržuje toploto s tal ter jo prenaša v ozračje.
Vodna para premika toploto z ekvatorja proti polovom in distribuira toploto po vsem svetu. Toplota, ki jo absorbirajo molekule vode, zagotavlja energijo za izhlapevanje. Ta vodna para se dvigne v ozračje in prenese toploto v ozračje.
Ko se vodna para dviguje, sčasoma doseže raven, kjer je ozračje manj gosto in zrak hladnejši. Ko se toplotna energija vodne pare izgublja v okoliškem hladnejšem zraku, se vodna para kondenzira. Ko se kondenzira dovolj vodne pare, nastanejo oblaki. Oblaki odbijajo sončno svetlobo in pomagajo ohladiti zemeljsko površje.
