Чи впливає вологість на клімат?

Клімат відноситься до довготривалих погодних явищ, пов'язаних з регіоном. Вона включає середню температуру, тип і частоту опадів та очікуваний діапазон мінливості погоди. Вологість є одночасно складовою клімату та помірним впливом на клімат. Наприклад, тропічний ліс має клімат, продиктований відносно постійним впливом сонячного світла протягом усього часу рік, але велика кількість опадів, спричинених високими середніми температурами, є точно такою ж частиною тропічних клімат. Отже, відокремити вологість від клімату непросто, але все-таки можна визначити деякі кліматологічні ефекти рівня вологості.

Вологість робить великий шлях до визначення клімату, але він не контролює все. Оскільки сонячна енергія керує погодою Землі, ви могли б очікувати, що місця на одній широті - де спостерігається однаковий вплив сонця - матимуть однаковий клімат. Ви можете переконатися в цьому за середньою температурою, наприклад, у Міннеаполісі та Бухаресті, які обидва знаходяться приблизно на 44,5 градуса півночі. Середня температура Міннеаполіса становить близько 7 градусів за Цельсієм (44 градуси за Фаренгейтом), тоді як середня температура в Бухаресті становить 11 градусів за Цельсієм (51 градус за Фаренгейтом). Але гора Еверест і пустеля Сахара також знаходяться на одній широті, але мають дико різний клімат. Значна частина цього пов’язана з різницею у висотах. Але навіть місця на одній широті та висоті можуть мати досить різний клімат, і найбільшим додатковим фактором є вологість.

Повітря сповнене енергії. Навіть у нерухомому повітрі молекули постійно стріляють навколо, натикаючись одна на одну. Хоча це трохи обман, ви можете думати про енергію повітря як про його температуру - чим гарячіше повітря, тим більше енергії в ньому зберігається. Коли водяна пара потрапляє в ситуацію, вона раптом стає дещо складнішою. При «нормальних» температурах вода може існувати у вигляді твердого льоду, рідкої води та газоподібної водяної пари - вона не тільки може існувати, як і всі три в одному місці, вона зазвичай існує. Ви можете переконатися в цьому самі, уважно спостерігаючи за склянкою крижаної води. Хоча вода охолоджується льодом, деякі молекули мають достатньо енергії, щоб вийти з рідкої фази і піднятися з поверхні як "туман". Тим часом деякі молекули водяної пари, що вже є в повітрі, потрапляють на холодні сторони скла і конденсуються назад у рідину води. У будь-якому середовищі вода шукає рівновагу між твердим, рідким та газоподібним станами.

Причина вологості - яка є мірою водяної пари, суспендованої в повітрі - є таким важливим фактором погоди та клімату, оскільки вода містить додаткову енергію при повсякденній температурі. Вода постійно перетворюється серед трьох своїх форм, але кожне перетворення споживає або виділяє енергію. Іншими словами, водяна пара кімнатної температури відрізняється від рідкої води тієї ж температури, оскільки вона придбала трохи додаткової енергії. Незважаючи на те, що температура однакова, пара має більше енергії, оскільки вона перетворилася з рідини в газ. У метеорологічних колах ця енергія називається "прихованим теплом". Це означає, що маса теплого сухого повітря містить набагато менше енергії, ніж маса вологого повітря при тій же температурі. Оскільки клімат і погода є функціями енергії, вологість є критичним фактором клімату.

Практично вся енергія, яка рухає клімат Землі, надходить від Сонця. Сонячна енергія нагріває повітря і - що більш важливо - воду. Океанська вода в тропіках набагато тепліша, ніж вода на полюсах, але вода не просто сидить на одному місці. Різниця щільності води та повітря, поряд із обертанням Землі, рухають струми як у повітрі, так і у воді. Ці струми розподіляють енергію навколо Землі, а розподіл енергії керує кліматом. Дощові бурі є дуже помітним проявом цих течій. Повітря над теплими водами океану містить відносно високий відсоток водяної пари. Коли повітря переміщується в холодніші регіони, баланс між трьома фазами води змінюється - схиляючись більше до рідини, ніж до газової фази. Це означає, що водяна пара конденсується, а дощ падає вниз. Дощ є найбільш помітним проявом вологості.

Оскільки вода несе приховане тепло, вона діє до помірних коливань температури. Наприклад, в літню вологість Середнього Заходу повітря вночі охолоджується. У свою чергу баланс рідини води та водяної пари зміщується, тому частина води конденсується. Але коли вода конденсується, вона випускає приховане тепло в повітря навколо себе - фактично нагріваючи повітря, навіть коли відсутність сонячного світла охолоджує повітря. Коли сонце сходить, процес обертається. Сонячне світло нагріває повітря, приводячи до випаровування рідкої води до водяної пари. Але для цього потрібна додаткова енергія - енергія, яка в іншому випадку пішла б на опалення землі та повітря - тому температура не зростає так швидко. Тож Чикаго - безпосередньо біля озера Мічиган - не бачить ніде поблизу повсякденних коливань при температурах, які спостерігаються у Феніксі - посеред сухої пустелі.