Andel vattenånga i atmosfären

Jordens atmosfär innehåller cirka 78 procent kväve, 21 procent syre och 0,9 procent argon. De återstående 0,1 procenten består av koldioxid, dikväveoxider, metan, ozon och vattenånga. Trots sina små mängder påverkar även små förändringar i dessa atmosfäriska gaser den globala energibalansen och temperaturen. Vattenånga, den viktigaste växthusgasen, fluktuerar med temperaturen.

Andelen vattenånga i luft varierar beroende på temperatur. Andelen vattenånga i den kalla Arktis och Antarktis (och de högsta alpina regionerna) kan nå så lågt som 0,2 procent medan den varmaste tropiska luften kan innehålla upp till 4 procent vattenånga.

Kort sagt, ju högre den torra lufttemperaturen desto mer vattenånga kan luften hålla. När lufttemperaturen svalnar sjunker vattenångans innehåll. Så, andelen vattenånga i luft förändras med temperatur (och tryck). När mängden vatten i atmosfären når mättnad är luftfuktigheten 100 procent.

Vid en mättnadsnivå på 100 procent kondenserar vattenånga för att bilda vattendroppar. Om vattendropparna blir tillräckligt stora faller regn. Mindre vattendroppar visas som moln eller dimma. Under mättnad rapporteras vanligtvis andelen vattenånga i atmosfären som relativ fuktighet.

Fuktighet avser mängden vatten i atmosfären. Relativ fuktighet jämför mängden vattenånga i atmosfären med den teoretiska maximala mängden vattenånga som luften kan hålla vid den temperaturen.

Relativ luftfuktighet kan bestämmas med hjälp av speciella psykrometriska sjökort och en slyngpsykrometer eller två termometrar. En lyftselpsykrometer består av två termometrar monterade tillsammans på ett litet kort som är fäst vid en vridbar eller kort kedja. En termometer har en torr lampa. Den andra termometern, den våta glödlampans termometer, har glödlampan lindad med en bit våt trasa.

Torklampans termometer mäter lufttemperaturen. Den våta lamptermometern mäter temperaturen med avdunstningsvattnets kylningseffekt. För att använda, fukta trasan på den våta glödlampans termometer och sväng sedan termometrarna i 10 till 15 sekunder. Läs båda temperaturerna.

Upprepa mätningarna över två eller tre gånger för att vara säker på att den våta glödlampans termometer har nått lägsta värde. Skillnaden mellan de två avläsningarna används för att hitta relativ fuktighet. Ju större skillnad i avläsningar desto lägre relativ luftfuktighet.

Vid 86 ° F (30 ° C) betyder till exempel en skillnad på 2,7 ° F (1,5 ° C) att den relativa luftfuktigheten är mycket hög vid 89 procent, medan en skillnad på 27 ° F (15 ° C) betyder att den relativa luftfuktigheten är extremt låg vid 17 procent. På det psykrometriska diagrammet visas termometeravläsningarna för torra glödlampor som vertikala linjer från x-axeln.

Avläsningarna på våta glödlampor visas som en böjd linje längs den övre vänstra delen av diagrammet. Hitta skärningspunkten mellan den vertikala torra glödlampans temperaturlinje och den vinklade våta glödlampans temperaturlinje för att hitta den relativa fuktigheten.

Absolut fuktighet består av luftens ångkoncentration eller densitet. Absolut fuktighet kan beräknas med hjälp av densitetsformeln:

d_v = m_v ÷ V

Var d_v är ångans densitet, m_v är ångans massa och V är luftvolymen. Densiteten eller den absoluta fuktigheten ändras med förändringar i temperatur eller tryck eftersom volymen (V) ändras. Luftvolymen ökar när temperaturen ökar men minskar när trycket ökar.

Ur människans perspektiv, ju mer fuktig luften är, desto mer vattenånga i atmosfären. Avdunstningen minskar när mängden vattenånga i luften ökar. Eftersom svett inte avdunstar lika lätt när den omgivande luftens vattenångkapacitet är hög, är hudkylning mindre effektiv när luftfuktigheten är hög.

Vattenånga, inte koldioxid, är jordens mest kritiska växthusgas. Förutom solen rankas vattenånga som den andra källan till jordens värme och står för cirka 60 procent av uppvärmningseffekten. Vattenånga fångar upp och håller värmen från marken och bär den värmen in i atmosfären.

Vattenånga flyttar värme från ekvatorn mot polerna och fördelar värmen över hela världen. Värme som absorberas av vattenmolekyler ger energi för avdunstning. Den vattenångan stiger upp i atmosfären och bär värmen upp i atmosfären.

När vattenångan stiger når den så småningom nivåer där atmosfären är mindre tät och luften kallare. När vattenångans värmeenergi går förlorad till den omgivande kallare luften kondenseras vattenångan. När tillräckligt med vattenånga kondenserar bildas moln. Moln reflekterar solljus och hjälper till att kyla jordens yta.