В влажность воздуха: Оптимальная влажность воздуха в квартире

Влажность воздуха

Влажность воздуха — содержание водяного пара в воздухе, характеризуемое рядом величин. Вода, испарившаяся с поверхности материков и океанов при их нагревании, попадает в атмосферу и сосредотачивается в нижних слоях тропосферы. Температура, при которой воздух достигает насыщения влагой при данном содержании водяного пара и неизменном давлении, называется точкой росы.

Влажность характеризуется следующими показателями:

Абсолютная влажность (лат. absolutus — полный). Она выражается массой водяного пара в 1м воздуха. Исчисляется в граммах водяного пара на 1 м3 воздуха. Чем выше температура воздуха, тем больше абсолютная влажность, так как больше воды при нагревании переходит из жидкого состояния в парообразное. Днем абсолютная влажность больше, чем ночью. Показатель абсолютной влажности зависит от географического положения данной точки: в полярных широтах, например, она равна до 1 г на 1 м2 водяного пара, на экваторе до 30 грамм на 1 м2 в Батуми (Грузия, побережье Черного моря) абсолютная влажность составляет 6 г на 1 м, а в Верхоянске (Россия, Северо-Восточная Сибирь) — 0,1 грамма на 1 м От абсолютной влажности воздуха в большой степени зависит растительный покров местности;

Относительная влажность. Это отношение количества влаги, находящейся в воздухе, к тому количеству, которое он может содержать при той же температуре. Исчисляется относительная влажность в процентах. Например, относительная влажность равна 70%. Это значит, что воздух содержит 70% того количества пара, которое он может вместить при данной температуре. Если суточный ход абсолютной влажности прямо пропорционален ходу температур, то относительная влажность обратно пропорциональна этому ходу. Человек чувствует себя хорошо при относительной влажности, равной 40-75%. Отклонение от нормы вызывает болезненное состояние организма.

Воздух в природе редко бывает насыщенным водяными парами, но всегда содержит какое-то его количество. Нигде на Земле не была зарегистрирована относительная влажность, равная 0%. На метеорологических станциях влажность измеряется с помощью прибора гигрометра, кроме того, используются приборы-самописцы — гигрографы;

Воздух насыщенный и ненасыщенный. При испарении воды с поверхности океана или суши воздух не может вмещать водяной пар беспредельно. Этот предел зависит от температуры воздуха. Воздух, который больше не может вместить влагу, называется насыщенным. Из этого воздуха при малейшем охлаждении его начинают выделяться капельки воды в виде росы, туманов. Это происходит потому, что вода при охлаждении переходит из газообразного состояния (пар) в жидкое. Воздух, находящийся над сухой и теплой поверхностью, обычно содержит водяного пара меньше, чем мог бы содержать при данной температуре. Такой воздух называется ненасыщенным. При его охлаждении не всегда выделяется вода. Чем воздух теплее, тем больше его способность к влагопоглощению. Например, при температуре —20°С воздух содержит не более 1 г/м воды; при температуре + 10°С — около 9 г/м3, а при +20°С — около 17 г/м Поэтому при кажущейся сильной влажности воздуха в тундре и его сухости в степи абсолютная влажность их может быть одинакова благодаря их разнице в температуре.

Расчет влажности воздуха имеет большое значение не только для определения погоды, но и для проведения многих технических мероприятий, при хранении книг и музейных картин, при лечении легочных болезней и особенно при орошении полей.

Какая влажность воздуха будет зимой на улице и в квартире?

Ответ на этот распространённый вопрос можно было быть вполне односложный: в квартире – низкая.

Какая влажность будет на улице – это вопрос к синоптикам.

Но всё же в качестве прогноза — давайте для начала определимся, о каком регионе мы ведём речь:

• Если за окном трескучие сибирские морозы – можете смело одевать валенки без калош, поскольку риск заработать пневмонию от сырой обуви крайне ничтожен.
  Чем крепче мороз – тем меньше влаги содержится в атмосферном воздухе – или, попросту говоря, она замерзает.
• Если вы живёте на побережье Чёрного или Каспийского моря, скорее всего с дефицитом влажности вам сталкиваться не приходилось – тут впору искать решения для борьбы с ней.

Так или иначе, а большую часть времени в зимний период мы проводим в помещении – в офисе, на производстве, дома.
И если не жалуетесь на здоровье в принципе, то такой «ерундой» попросту не забиваете себе голову.
А зря!

Влажность воздуха в помещении в зимний период низкая.

И тем она ниже, чем холоднее на улице.

Я столкнулся с проблемой, когда жалобы домочадцев из категории всхлипываний перешли в некоторое тоскливое подвывание.

Да и самому слегка поднадоело принимать разряды статического электричества при прикосновении к самым разным предметам, включая кончик собственного носа.

• На сухость кожи жаловалась супруга, покупая увлажняющие крема коробками.
• Та же причина вызывала всяческие дерматологические недомогания у тестя.
• У тёщи в зимний период сразу же обостряется хронический бронхит.
• Да и сам заметил, что по утрам стал просыпаться со скрипучим горлом и песком в глазах.

Отбросив апокалиптические теории типа «коммунальщики травят воду химикатами», купил простой электронный гигрометр и… и ужаснулся!

Влажность в квартире в лучшем случае не превышала 15%.
Да и то, на кухне при кипящем чайнике.
В зале и в спальне – 11%.

Как поднять уровень влажности в помещении?

Эта задачка, скажу вам честно, не из простых.

Проанализировав предложения на рынке, помчался покупать паровой увлажнитель.
Однако, тот быстро нашёл своё место в кладовке, после того, как внук чуть было не ошпарился струёй раскалённого пара.

Купил ультразвуковой.
Первую неделю все были счастливы — уровень влажности удалось поднять до 30-ти процентов.
Однако оказалось, что и у этого устройства есть свои недостатки:

• Если в ваших трубах течёт чистейшая артезианская вода – смело покупайте.
• Если обычная водопроводная – очень скоро жутко надоест вытирать тонкий налёт мелкой белесой пыли.
  Про то, что ею ещё и дышать приходится – я уж и не говорю.
  Выход есть – заливайте в агрегат дистиллированную воду. Если кошелёк позволяет разумеется…

Попробовал пресловутую

мойку воздуха.
Не знаю, чего там она моет, но более 22% влажности добиться не удалось.
Поскольку мы с супругой всё же физики по образованию – соорудили на батареях сложные конструкции из подручных средств.
Тряпочки, ниточки, контейнеры, бутылочки… вот смотрю сейчас на гигрометр – 46 процентов!

Дышать комфортно.
Жить радостно.
Главное – не забывать во всё это дело воды подливать.
Но об эстетике говорить явно не приходится…

Проблема менее остра, если не проветривать квартиру.
Но это исключается — жизнь без свежего воздуха мы себе не представляем – даже в самые сильные морозы хоть щёлочкой, но окна всегда приоткрыты.

К чему я, собственно говоря, клоню…
Меня давно связывают добрые личные и деловые отношения с основателем и руководителем компании TURKOV – так и узнал о существовании приточно-вытяжной вентиляции с рекуперацией тепла и влаги.

Всерьёз подумываю.
И уж точно, и речи быть не может о приобретении такого сложного оборудования где-нибудь в другом месте – особенно зная про отношение сотрудников компании к своему делу и уровень их профессионализма!

С уважением,
И. Храмов

как влажность воздуха влияет на коронавирус — Российская газета

Изменение уровня влажности в помещениях может снизить риск передачи вирусов, в том числе и коронавируса. Об этом сообщают американские исследователи из Йельского университета.

По мнению ученых, распространение COVID-2019, может зависеть не только от мер социального дистанцирования, но и от микроклимата внутри зданий.

Проведенные исследования показали, что сухой зимний воздух помогает распространяться коронавирусу, но с увеличением влажности весной и летом, риск передачи вируса воздушно-капельным путем снижается. При этом особенно важен микроклимат в зданиях.

«Девяносто процентов нашей жизни проходит в помещении в непосредственной близости друг от друга», — отмечает автор исследования Акико Ивасаки.

По словам эксперта, сезонный характер респираторных заболеваний, распространявшихся зимой, но снижавшихся весной и летом, регистрировался еще со времен древних греков. А современная наука смогла идентифицировать сухой воздух как фактор распространения вирусов, в том числе и COVID-2019.

Как подчеркивает Акико Ивасаки, зимой вирусы особенно опасны. При нагревании холодного воздуха в помещениях, его влажность снижается примерно на 20 процентов, а теплый сухой воздух уменьшает способность дыхательных путей задерживать вирусы. В таких условиях снижается и эффективность иммунной системы. При этом упоминаются эксперименты, доказавшие, что грызуны, инфицированные респираторными вирусами, быстрее заражают своих соседей именно в условиях низкой влажности.

«Вот почему я рекомендую зимой использовать увлажнители в зданиях», — отмечает Акико Ивасаки.

Однако и слишком высокая влажность способна оказывать негативное воздействие. Например, во влажных тропических регионах вирус, распространяемый воздушно-капельным путем, способен долгое время оставаться активным на поверхностях внутри помещений, особенной при плохой вентиляции.

Как показали опыты, грызуны в среде с относительной влажностью от 40 до 60 процентов демонстрируют меньшую способность передавать вирусы неинфицированным особям, чем это происходит при низкой или высокой влажности. Также сообщается, что мыши, которые содержались при относительной влажности 50 процентов, особенно успешно боролись с вирусами.

Однако при этом делается оговорка о том, что вирус все же способен распространяться в любое время года между людьми, находящимися в непосредственной близости, а также через контакты человека с инфицированными поверхностями.

Насаждения и влажность воздуха | Ландшафтная архитектура и зеленое строительство

Микроклиматические условия считаются благоприятными для человека при относительной влажности воздуха 30—70 %.

Растительность, обладая большой испаряющей способностью, оказывает заметное влияние на влажность и температуру воздуха, вызывая положительные теплоощущения человека. Повышение относительной влажности воздуха почти всегда (за исключением дней с очень высокими температурами) воспринимается человеком как некоторое снижение температуры.

Так, повышение влажности на 15 % как бы понижает температуру воздуха на 3,5 °С.

 

Повышенная влажность воздуха внутри зеленых насаждений по сравнению с открытыми территориями отличается равномерностью, не имеет резких колебаний, что вызвано тем, что испаряющая поверхность зеленых насаждений (деревьев, кустарников, трав) в 20 раз и более превышает занятую этими растениями площадь. Зеленые насаждения как бы регулируют влажность: в период сухости растения усиливают испарение, при высокой влажности водяные пары конденсируются на листьях — более прохладных поверхностях.

 

Следует отметить, что относительная влажность в городе, как правило, ниже, чем в естественных природных условиях, что является следствием радикальных изменений свойств подстилающей поверхности (крыши, мостовые способствуют быстрому удалению с территории города осадков).

 

Приемы размещения зеленых насаждений и их сочетания с открытыми пространствами в значительной степени определяют относительную влажность воздуха.

Наилучшие результаты в создании комфортной обстановки достигаются при чередовании деревьев и кустарников, располагаемых компактными массивами, с полянами, имеющими плотный травяной покров. В этом случае существующий перепад радиационных температур между открытыми участками и затененными территориями достигает 30 °С, а влажность 20 %, что способствует перемещению воздуха.

 

Варианты (I, II) планировочного решения регулирования микроклимата застройки средствами благоустройства, озеленения и обводнения территории

 

В физиологическом процессе испарения воды растением, получившем название «транспирация», участвуют листья или хвоя. В их кожице имеются своеобразные щелевидные отверстия — устьица, способные открываться и закрываться и тем самым регулировать потерю воды. Когда транспирация достигает величины, превышающей поступление воды из почвы, наступает увядание.

Длительная нехватка воды приводит к гибели растений. Это происходит из-за того, что растения не могут надолго закрыть устьица, так как через них поступает углекислый газ, а его отсутствие приводит к углеродному голоданию, что сказывается на питании растения, фотосинтезе.

 

В жаркое время дня листья могут выглядеть поникшими, а на утро они вновь упругие и свежие вследствие действия осмотического давления, или тургора. Днем, когда химические процессы в растении протекают наиболее активно, это давление постепенно снижается, а за ночь, по мере того как корневая система пополняет запасы воды, оно повышается. Тургор зависит от погодных условий. В прохладные и пасмурные дни он вообще не падает и все устьица листьев остаются открытыми.

 

Дерево всасывает воду из почвы громадной корневой системой и прежде всего молодыми корневыми окончаниями и многочисленными корневыми волосками. У яблони 2—3 лет, по подсчетам В. Колесникова, уже имеется 45 тыс. корней. С приходом холодов растения сокращают всасывание воды из почвы, а листья продолжают ее испарение, что приводит к несоответствию между количеством получаемой и расходуемой воды. Деревья и кустарники избавляются от основных органов испарения влаги — они сбрасывают листву. Исследования показывают, что всасывание деревом воды во многом зависит от содержания в почве кислорода. При уплотнении почвы резко сокращается приток воды, и она уже не поступает в наиболее отдаленные и высокие точки растения — деревья начинают «суховершинить».

 

Скорость передвижения воды в дереве зависит от проводимости древесины и мощности двигателей водного тока: так, в одном из опытов, поставленных в Подмосковье, у 5—10-летних деревьев (в зависимости от погодных условий) она составляла для дуба 60—400 см/ч, для тополя 20—400, березы 80—240, ели 5—50 см/ч.

 

Сила, движущая воду вверх по стволу лиственного дерева, должна быть не менее 4 атм на каждые 10 м высоты подъема. Корневое давление способно поднимать воду по стволу дерева на высоту 4—5 м. С распусканием листьев основным двигателем, поднимающим воду по сосудам деревьев, становится сосущая сила кроны, возникающая за счет потери воды листьями (или хвоей) в процессе транспирации.

 

Один гектар насаждений в течение вегетационного сезона испаряет до 3000 т влаги, за этот же период 1 м2 газона испаряет 500—700 л воды. Ежедневно взрослая липа испаряет 0,2 т влаги, хорошо развитый бук — до 0,6 т влаги, а 1 га столетних дубов — около 26 т. Ежегодно зеленые насаждения испаряют 20—30 % атмосферных осадков, выпавших на занятую ими территорию. Сравнивая влияние растений и воды на повышение влажности воздуха, можно с уверенностью сказать, что 1 га полноценных растений значительно лучше (почти в 10 раз) увлажняет, освежает воздух по сравнению с водоемом такой же площади.

 

В зависимости от размеров и структуры массивов зеленых насаждений влияние растительности на влажность воздуха распространяется на прилегающие инсолируемые открытые пространства и проявляется на расстоянии, в 15—20 раз превышающем высоту растений. Проведенные исследования позволяют сделать вывод, что на территории, отстоящей от зеленого массива на 500 м, из-за влияния растений относительная влажность может при определенных условиях повышаться на 30 %. Влажность воздуха увеличивают даже неширокие 10-мет¬ровые полосы древесно-кустарниковой растительности, которые на расстоянии 500 м поднимают влажность на 5— 8 % по сравнению с открытой площадью.

 

Если принять относительную влажность на улице до 100 %, то среди озелененной застройки она составит 116 %, а в крупном парке может доходить до 200 % и более.

 

Испаряя влагу, поверхность листьев и кустарников нагревается. Известно, что для испарения 1 л воды требуется до 600 ккал тепла. Несложный расчет показывает, что 1 га дубовой рощи поглощает в сутки 15 600 ккал. Именно этот процесс способствует понижению температуры в нижних слоях кроны и приземном слое на 3—5 °С (по сравнению с температурой окружающего воздуха). В приземном слое плотных зеленых насаждений отмечается наиболее высокая относительная влажность воздуха.

 

Относительная среднемесячная влажность воздуха среди зеленых насаждений парка выше на 4—9 %, в сквере — на 3—5 % по сравнению с территориями многоэтажной застройки. Даже небольшие участки внутри-квартальной зелени заметно способствуют повышению относительной влажности воздуха.

 

Умело применяя влаголюбивые растения и используя их качества, на территории с повышенной относительной влажностью (выше 70 %) последнюю значительно можно снизить.

---

«Городское зеленое строительство». Горохов В.А. 1991

Почему зимой низкая влажность воздуха?

Существуют две физические величины, которые характеризуют влажность воздуха:

Абсолютная влажность – масса водяных паров, содержащихся в кубическом метре воздуха, измеряется в граммах на килограмм воздуха. Один кубический метр воздуха весит порядка 1,2 кг.

Относительная влажность – отношение массы водяных паров, содержащихся в одном кубическом метре воздуха, к максимально возможной при данной температуре. Измеряется в процентах. Мы ощущаем именно относительную влажность, так как она соответствует скорости испарения влаги с поверхности кожи и предметов.

Ещё одно важное понятие – точка росы. Это температура, при которой воздух с фиксированными значениями абсолютной влажности и давления достигает значения относительной влажности 100%. При дальнейшем снижении температуры пар начинает конденсироваться.

При увеличении температуры максимальное количество влаги, которое может впитать воздух значительно увеличивается. Ниже представлена температура и соответствующая максимальная абсолютная влажность:

Температура	Максимальное влагосодержание
– 25 °C	0,6 г воды / м3 воздуха
10 °C	2,4 г воды / м3 воздуха
0 °C	5,2 г воды / м3 воздуха
+ 10 °C	10,1 г воды / м3 воздуха
+ 23 °C	23,1 г воды / м3 воздуха

Если на улице – 10 °C и относительная влажность воздуха 80%, то его абсолютная влажность составляет 1,9 грамма на кубический метр воздуха. Этот воздух проникает в помещение через систему вентиляции, щели в окнах и открытые форточки. При этом он нагревается и расширяется, сохраняя прежнее влагосодержание, то есть при температуре в помещении + 23 °C, его относительная влажность составляет всего 7%.

На самом деле, в помещениях всегда есть дополнительные источники влаги: люди, кухни, ванные комнаты, предметы интерьера. Таким образом, обычно влажность воздуха в помещениях зимой составляет порядка 15% и ниже, если в доме установлена принудительная вентиляция.

При такой влажности вода интенсивно испаряется с поверхности, а мы ощущаем сухость воздуха при вдыхании и своей кожей.

6. Влажность воздуха. Баренцево море. Гидрометеорологические условия

Влажность воздуха характеризуется парциальным давлением водяного пара, относительной влажностью и недостатком насыщения. Водяной пар является наиболее изменчивой во времени и в пространстве составляющей атмосферного воздуха. Содержание его в атмосфере определяется испарением влаги с подстилающей поверхности и переносом ее воздушными течениями (адвекцией) в горизонтальном и вертикальном направлениях. Следовательно, генетически можно выделить влагу местную и адвективную. Перемешивание воздуха, осуществляемое главным образом турбулентностью, обеспечивает отток водяного пара из приземного слоя и поступление его в свободную атмосферу.Происходящее при этом перераспределение тепла в скрытой форме создает дополнительные источники и стоки энергии атмосферных движений.

Учет содержания водяного пара в атмосфере в целом и на отдельных ее уровнях необходим при решении многочисленных практических и теоретических задач. В частности, исследование процессов влагообмена помогает в решении проблем водного баланса. Свойства фазовых превращений атмосферной влаги, сопровождающихся выделением или поглощением тепла, учитываются при расчетах теплового баланса, а следовательно энергетики всей атмосферы. В численных экспериментах, на которых базируется изучение формирования современного климата и общей циркуляции атмосферы, привлекаются количественные оценки ее влагосодержания. Учет данных о влажности воздуха необходим также при расчетах коэффициента преломления радиоволн в атмосфере, при определении вероятности повреждения и изменения физико-химических свойств различных материалов и оборудования в процессе их хранения, транспортировки и эксплуатации.

Сведения о распределении влажности воздуха над океанами в высоких широтах содержатся во многих изданиях. Так, в работе [414] даны карты парциального давления водяного пара, а в [259, 335, 411, 414, 419]— карты влагосодержания в отдельные месяцы и в среднем за год на всем земном шаре. В работах [259, 408] приводятся карты распределения относительной и удельной влажности над северным полушарием. Однако возможности использования этих работ для характеристики влажности воздуха на Баренцевом море ограничены, вследствие мелкомасштабности карт или неполноты сведений.

Наиболее полные сведения о влажности воздуха над Баренцевым морем содержатся в работах [19, 181]. В «Комплексном справочнике» [181] содержатся карты распределения абсолютной и относительной влажности по месяцам и за год. В северной части моря положение изолиний влажности проведено предположительно в связи с малым количеством наблюдений, особенно в зимние месяцы. В Атласе СЛО [19] приведены карты распределения абсолютной и относительной влажности воз- ‘духа у подстилающей поверхности за центральные месяцы сезонов, в качестве которых приняты февраль, май, август, ноябрь. Здесь же по материалам аэрологических станций островов и побережий за 1957—1969 гг. и дрейфующих станций СП за 1950— 1970 гг. представлены карты интегрального влагосодержания в слое от поверхности океана до изобарической поверхности 500 гПа за эти же месяцы. В. Г. Снопковым [156] на основе многолетних наблюдений на этих же станциях составлены таблицы, характеризующие вертикальные профили удельной влажности воздуха в океанических воздушных массах от морского арктического воздуха до экваториального. Им же [335] рассмотрена связь между приземными характеристиками влажности воздуха и интегральным влагосодержанием атмосферы.

 

За последние годы с увеличением экспедиционных работ объем наблюдений за влажностью на Баренцевом море значительно возрос. Их обработка с привлечением данных длиннорядных станций побережий и островов позволила получить новые уточненные карты распределения влажности над морем.

Парциальное давление водяного пара (е) является функцией температуры и с повышением последней быстро растет. Парциальное давление водяного пара в атмосфере Арктики зависит, главным образом, от ее энергетических ресурсов и претерпевает закономерные изменения от зимы к лету в соответствии с годовым ходом температуры. Характер годового хода парциального давления водяного пара одинаков повсеместно (рис. 6.1а). Наибольшие значения наблюдаются в июле—августе в южных районах моря, наименьшие — в январе — марте на его северной периферии. Над незамерзающей частью акватории моря средние месячные значения парциального давления водяного пара зимой составляют 3—4 гПа, на островах у северной окраины моря не превышают 2 гПа. К лету парциальное давление водяного пара увеличивается в 2—3 раза и составляет 5—6 гПа в районе арх. Земля Франца-Иосифа, 6—8 гПа у западного побережья Новой Земли и 9—11 гПа у южного побережья моря (рис. 6.2). Амплитуда годового хода увеличивается от северной границы моря к его южному побережью вдвое: от 4,8 гПа на о. Виктория до 9,4 гПа на ст. Мыс. Болванский.

Годовой ход среднего квадратического отклонения парциального давления водяного пара σ_е в северной, замерзающей части моря противоположен годовому ходу е  (рис. 6.1 б). Максимальная изменчивость надо льдом наблюдается зимой и обусловлена интенсивным межширотным обменом тепла и влаги. Летом на фоне высоких значений парциального давления над поверхностью воды и ослабленной циркуляции атмосферы изменчивость σ_е минимальна. На станциях южного побережья моря годовой ход е и σ_е одинаков. Летом максимальная изменчивость парциального давления водяного пара в южной половине моря обусловлена чередованием воздушных масс различного происхождения. Характерные для этой части акватории моря антициклоны в это время проходят почти с запада на восток, повторяемость их не уступает повторяемости циклонов (по три за месяц) [181]. Амплитуда годового хода ое в высоких широтах не превышает 0,6 гПа, к южному побережью моря увеличивается вдвое (табл. 6.1).

 Относительная влажность / характеризует степень насыщения воздуха водяным паром и представляет собой отношение парциального давления водяного пара, содержащегося в воздухе е> к давлению насыщенного пара Е при той же температуре, выраженное в процентах:

 

Как и абсолютная влажность, она тесно связана с температурой воздуха, но эта связь обратная: относительная влажность уменьшается при повышении температуры и увеличивается при ее понижении. Поэтому обычно годовой ход относительной влажности противоположен годовому ходу температуры. Однако на Баренцевом море характер годового хода температуры и влажности воздуха одинаков и характеризуется летним максимумом и зимне-весенним минимумом (рис. 6.3). Положительная корреляция между этими метеорологическими элементами здесь вызвана преобладанием адвективного фактора [231]. Отчетливое влияние адвекции воздушных масс, определяющих формирование очагов крупных аномалий температуры воздуха, проявляется в формировании теплоядерных зим [310]. А. Я. Коржиков [184] показал, что даже в районах, примыкающих к о-вам Гренландии и Шпицбергена, крупные аномалии температуры воздуха за период элементарного синоптического процесса связаны с адвекцией соответствующих воздушных масс, поступление которых, в свою очередь, определяется ориентировкой высотного гребня над Северной Атлантикой. Вынос тепла циклонами зимой в Арктику прослеживается даже по средней месячной температуре в очень высоких широтах, значительно севернее арх. Шпицберген [311]. Это подтверждается расчетами переноса тепла в атмосфере над Баренцевым морем, который в холодный период в 1,5—2 раза больше, чем в теплый (рис. 6.4).

Расчеты тепло- и влагосодержания, тепло- и влагопереноса [235—237] выполнены по данным ежедневного температурно-ветрового зондирования 26 станций СЕБ за период в основном 1961 — 1978 гг. (БД «Аэрологияэ ВНИИГМИ—МИД) по методике, апробированной на материалах экспедиции ПОЛЭКС [277]. Алгоритмы расчета теплопереноса и энтальпии опубликованы в работах [236, 237].

Алгоритм расчета влагопереноса заключается в следующем. Полный поток влаги F определяется через абсолютную влажность а (г/м³) :

 

Отдельно рассчитываются адвективная F_a (г/(м^{2 .} с)) и турбулентная F’ (г/(м^2 . с) ) составляющие полного потока влаги, которые, в свою очередь, определяются по зональной Vx и меридиональной Vy составляющим ветра:

 

 где σ_a, σ_Vx ,  σ _Vy — средние квадратические отклонения абсолютной влажности и составляющих ветра соответственно; r (a, Vx), r (a, Vy) — коэффициенты корреляции между абсолютной влажностью и соответствующей составляющей ветра.

 

 Результирующие адвективный Fa, турбулентный F’ и полный F потоки влаги определяются из соотношений:

 

В ранее опубликованных работах [48, 87, 197] расчеты всех составляющих влагопереноса не выполнялись. Результаты наших расчетов показали, что турбулентная слагаемая потока влаги значительна и может достигать 50 % по отношению к адвективному потоку в январе и 100—150 % в июле (Мурманск).

Поток влаги летом в 3—5 раз больше, чем зимой и достигает на уровне 1,5 км 20—25 г/(м2*с) (табл. 6.2, рис. 6.5). Влагоносный слой как в холодный, так и в теплый периоды достаточно мощный и располагается на высотах до 4 км. На высоте 5 км поток влаги меньше, чем в нижнем 1-километровом слое в 3—5 раз летом и 6—7 раз зимой.

 В связи с тем, что распределение влажности с высотой не является линейным, интегральное влагосодержание W (кг/м²) атмосферы рассчитывалось по формуле [277]

 

которая предполагает экспоненциальное распределение абсолютной влажности а между соседними i и i + 1 уровнями. Учитывая, что основная доля влаги содержатся в нижней тропосфере, верхним пределом суммирования при подсчете интегрального влагосодержания принят уровень 5 км (табл. 6.3).

 Интегральное влагосодержание слоя 0—5 км относительно мало по сравнению с его значением в умеренных широтах [48] и увеличивается по акватории моря от 70 кг/м2 в северных районах до 120 кг/м2 у южного побережья. Независимо от сезона область повышенного влагосодержания ПСА приурочена к зоне гидрологического фронта в районе Надеждинско-Медвежинского мелководья. Под орографическим воздействием Скандинавского хребта W в прибрежных наветренных районах в 1,5—1,7 раза больше, чем в подветренных. Около 75—80 % W сосредоточено в нижних 3 км. Наибольшее W здесь концентрируется к концу теплого периода (до 85% ), несколько меньше — зимой (73-81 %).

 

Годовой ход W характеризуется повсеместно зимним минимумом и летним максимумом (см рис. 6.5). Наиболее интенсивно относительное увеличение влагосодержания от зимы к лету происходит в северо-восточном районе моря — в 6 раз, у южного побережья — в 3—4 раза. Летние максимумы в годовом ходе влагопереноса и интегральных тепло- и влагосодержания атмосферы способствуют формированию максимума относительной влажности у поверхности моря в это время года. Об этом же свидетельствует и вертикальный профиль влажности воздуха, который находится в соответствии со стратификацией температуры (рис. 6.6, 6.7). Зимой распределение температуры в ПСА над побережьями характеризуется инверсией, на островных станциях (на о-вах Медвежий, Хейса) и над морем — замедленным понижением температуры. Летом повсеместно происходит замедленное понижение температуры с высотой ( γ ≤0,4°С/100 м). Слои с указанным градиентом считаются задерживающими турбулентный обмен. Независимо от сезона они располагаются чаще всего на уровнях от 400 до 800 м.

Распределение абсолютной влажности также характеризуется инверсией влаги зимой в нижнем 1,5-километровом слое и понижением ее с высотой летом (рис. 6.7). Значения абсолютной влажности на уровне 1000 гПа увеличиваются от зимы к лету от 1 до 8 г/м³. Зимой влажность мало изменяется с высотой в нижнем 1,5-километровом слое, летом к верхней границе пограничного слоя уменьшается вдвое.

Вертикальное распределение дефицита точки росы имеет те же закономерности (рис. 6.7). Летом наиболее высокие значения влажности в погранслое отмечаются в северных районах моря (Т— Т_d∼ 1 …2 ° С ). Наименьшие значения влажности наблюдаются на южном побережье, где Т— Т_d достигает 5°С. Зимой t—t_d мало изменяется в этом слое по акватории моря (от 1 до 3°С).

Зимой наибольшее влияние океанической и атмосферной адвекции наблюдается в юго-западном районе моря (см. табл. 6.2, 6.3), поэтому вторичный (зимний) максимум относительной влажности здесь мало уступает летнему. Большие различия в температуре воздуха и поверхности воды в западной части моря приводят к интенсивному испарению и поддержанию высокого уровня относительной влажности в течение года, что определяет и небольшую амплитуду годового хода (6—8 %). К северной границе моря амплитуда годового хода увеличивается до 15% на о. Виктория (табл. 6.4). Некоторая удаленность юго-восточного района моря от основных циклонических траекторий также способствует формированию сглаженного годового хода влажности с амплитудой около 3—6 %.

При удалении в глубь побережья годовой ход влажности под влиянием радиационного фактора приобретает континентальный тип, для которого характерен максимум в ноябре—феврале, минимум в мае—июне. Резко возрастает и годовая амплитуда, до 15—17 % (Эккерой, Мурманск). В свободной атмосфере над южным побережьем моря годовой ход влагосодержания не отличается от его годового хода над остальной частью акватории Баренцева моря (см. рис. 6.5).

Интегральное влагосодержание слоя атмосферы 0—5 км зимой в связи с особенностями расположения циклонических траекторий над акваторией моря и ледовой кромки убывает с юго-запада на северовосток от 5,0 (Мурманск) до 2,2 кг/м² (о. Визе) (см. табл. 6.3). Ложбина относительно пониженных значений относительной влажности у поверхности моря (до 76%) также ориентирована с юго-запада на северо-восток через центральные районы моря (рис. 6.8). Поле влажности характеризуется меридиональным расположением изолиний. В береговой зоне изолинии влажности воздуха имеют широтный ход.

Весной в соответствии с годовым ходом температуры и интегрального влагосодержания тропосферы влажность воздуха у поверхности моря начинает также повсеместно возрастать. В июне завершается перестройка поля влажности от меридионального расположения изолиний на зональное, характерное для лета. Увеличение влажности по акватории моря происходит в том же направлении, что и уменьшение ее зимой, оно особенно заметно в центральной части моря (76 % январь, 90 % июль), в связи с чем и амплитуда годового хода здесь наибольшая (15—17%).

Осенью пространственное распределение относительной влажности приобретает зимний характер: в южном районе влажность по-прежнему сохраняется высокой (85—90 %), в северо-восточном — уменьшается до 80—85 %, в центральной части моря — до 75 %.

На годовой карте замкнутая область, вытянутая с юга на север, с влажностью около 80 % охватывает центральную часть моря (см. рис. 6.8, год). Область наиболее высокой влажности воздуха (85—90 %) располагается на северо-западе моря, включая зону гидрологического фронта в районе Надеждинско-Медвежинского мелководья. Вторая область повышенной влажности (более 85%) располагается на юго-востоке моря, где влажность даже в период минимума не опускается ниже 83 %. А по числу дней с влажностью более 80 % этот район лишь незначительно уступает северному (292 и 314 сут соответственно, табл. 6.5).

 Периодические суточные изменения относительной влажности над морем выражены слабо. В полярную ночь, когда солнечная радиация почти отсутствует, и суточный ход температуры воздуха очень мал, влажность воздуха также не имеет суточного хода, так как смена воздушных масс не зависит от времени суток. Наиболее выражены суточные изменения влажности летом в южной части моря. На архипелагах Земля Франца-Иосифа и Новая Земля и летом суточный ход выражен  очень слабо, амплитуда не превышает 4% . В южных районах максимальная относительная влажность наблюдается около восхода солнца, а минимальная— около 14—15 ч. Амплитуда суточного хода составляет 10—13 %. Такого же значения она достигает и в переходные месяцы. С удалением в глубь побережья амплитуда суточных колебаний резко возрастает.

Сопоставление средних квадратических отклонений ежедневных  σ_f и средних месячных погодичных  σ_f значений относительной влажности воздуха показывает, что Баренцево море характеризуется большой внутримесячной изменчивостью влажности. Это объясняется частой сменой зональных и меридиональных переносов воздушных масс с различным тепло- и влагосодержанием. В связи с этим распространенное представление о том, что на акваториях морей σ_f заметно меньше, чем на окружающей суше [231], в условиях Баренцева моря не подтверждается. Сравнение  σ_f, полученных из ежедневных судовых наблюдений в 5-градусных квадратах моря и на береговых станциях (табл. 6.6) свидетельствует о том, что они одного порядка. В отдельных случаях, при прохождении фронтов, изменения влажности достигают 35—40 %.

Межгодовая изменчивость средних месячных значений относительной влажности в 8—10 раз меньше, чем внутримесячная. Наибольшие ее значения (за месяц, год), как и следовало ожидать, наблюдаются в юго-западном районе моря (3,3— 4,8%), т. е. в области наибольших адвективных переносов. Годовая амплитуда колебаний  σ_f не превышает здесь 1—2 %. Наименьшие значения  σ_f наблюдаются в юго-восточном районе (1,1 —1,7%), а годовая амплитуда достигает 3—4%. В восточных и северных районах  σ_f имеет промежуточное значение.

 Годовой ход  σ_f над большей частью акватории моря противоположен годовому ходу f (см. рис. 6.3) и согласуется с годовым ходом изменчивости температуры воздуха (см. табл. 2.3). Этот вывод относится в равной степени к годовому ходу средних квадратических отклонений, полученных как из ежедневных, так и из средних месячных данных. В гл. 2 показано, что внутрисуточная изменчивость средней температуры воздуха достигает максимума зимой в северных районах моря. Годовой ход  σ_f здесь, так же как и  σt, характеризуется зимним максимумом и летним минимумом. В южных, а особенно юго-западных районах моря, наиболее подверженных влиянию океанической и атмосферной адвекции, где вторичный, зимний максимум относительной влажности мало уступает летнему, σ_f имеет сложный скачкообразный годовой ход. Высокая внутримесячная изменчивость влажности здесь может быть связана с частой сменой зональных и меридиональных переносов влаги. Максимум влагопереноса над всей акваторией моря, как следует из анализа материалов (см. табл. 6.2, рис. 6.5), приходится на лето, однако в этот период в южных районах он вдвое больше, чем в северных.

 По разности средних квадратических отклонений влажности воздуха (Δσ_f =σ_f¹³—σ_f⁰¹) (табл. 6.7) легко проследить годовой ход суточной амплитуды. Зимой, В полярную ночь суточный ход σ_f почти не проявляется. Обращает на себя внимание отрицательные ее значения в ноябре—декабре, означающие, что ночью σ_f больше, чем в дневные часы. Объяснить это можно тем, что изменчивость температуры воздуха, которая сильно влияет на изменчивость относительной влажности, в 1 ч оказывается больше, чем в 13 ч в соответствии с ее суточным ходом [230]. Летом наблюдается нормальный суточный ход σ_f, т. е. в дневные часы изменчивость относительной влажности наибольшая в связи с большими колебаниями радиационного баланса и температуры воздуха, а в ночные часы наименьшая. Поэтому в июле суточная амплитуда изменчивости влажности достигает 1,7 %.

 Дополнительной характеристикой влажности воздуха является число дней с влажностью более 80% в 13 ч («влажные дни»). Основные закономерности их географического распределения видны из табл. 6.5. Влажные дни — обычное явление над морем. Среднее годовое число их изменяется по акватории от 314 на арх. Земля Франца-Иосифа до 160—180 на юго-западном побережье. В юговосточной части моря и на его побережье число влажных дней возрастает до 292. В районах побережья Новой Земли, подверженных влиянию стоковых ветров типа «боры», влажных дней меньше (188 сут в Малых Кармакулах), чем на остальной части острова (260—280 сут на станциях Мыс Желания и Мыс Меньшикова).

 

 Среднее месячное число влажных дней изменяется по акватории от 30 — 31 сут в северных и северо-западных районах до 27 на арх. Новая Земля и 20 сут на южном побережье. Минимальное число влажных дней составляет 18—19 на северных островах, 10—11 на южном побережье.

 Рассмотренные выше данные об изменчивости ежедневных значений относительной влажности и температуры воздуха (см. п. 2.7) свидетельствуют 0 разнообразии их возможных сочетаний. Поэтому можно выделить на акватории моря три района с относительно однородными условиями формирования этих комплексов: юго-западный, юго-восточный и северный (по которому меньше данных, особенно выше 78° с. ш.).

Наибольшая повторяемость положительной температуры воздуха за год отмечается в юго-западном районе моря (52—57 %), несколько меньше (35— 48 %) на остальной акватории и побережьях (табл. 6.8). Зимой в юго-западном районе повторяемость положительной температуры достигает 17— 21 % на побережье и до 40—50 % над теплым Мурманским течением, на остальной акватории — не превышает 2—7%. Отрицательная температура воздуха летом не наблюдается только в юго-западном районе. На побережье Мурмана повторяемость ее составляет 0,1—0,3 %, в юго-восточном районе — 1 %, к северу увеличивается до 4 % (о. Надежды).

 

В среднем за год из всех случаев положительной температуры наиболее часто наблюдаются значения от 0 до 10 °С при относительной влажности 80—100 %. Однако можно выделить сезонные особенности, характерные для каждого района.

Зимой изменения погоды происходят быстро и резко. Нередко бывают оттепели с высокой для зимы температурой, которая резко сменяется низкой отрицательной. На фоне наиболее часто встречающегося сочетания температуры от 0 до —5°С и влажности от 90 до 100 % возможно понижение влажности до 50—60 % и повышение температуры до 12 °С на о. Медвежьем, до 5 °С в Малых Кармакулах при средней месячной температуре января —7,7 и —13,6 °С соответственно. Такие условия погоды могут быть обусловлены феном, при котором происходит адиабатическое нагревание воздуха и понижение относительной влажности при нисходящем движении по неровностям рельефа. Повышения температуры, сопровождающиеся высокой относительной влажностью, наблюдаются при адвекции тепла и влаги с Атлантики, либо с южных морей.

Повторяемость положительной температуры в мае—июне растет с севера на юг от 37—40 % в районе о-вов Надежды и Медвежий до 89 % на южном побережье моря. На западном берегу арх. Новая Земля повторяемость положительной температуры весной значительно выше (ст. Малые Кармакулы, 76% ), чем на находящемся на той же широте у западной границы моря о. Медвежьем (41 %). Последнее может быть обусловлено, кроме увеличения степени континентальности, адиабатическим нагреванием воздуха в антициклонах, которые характерны весной для юго-восточных районов моря.

 Летом диапазон колебаний влажности значительно расширяется за счет возможных низких ее значений. В редких случаях (0,01 %) отмечается относительно низкая влажность воздуха при повышенном значении температуры: например, в районе о. Надежды влажность 50—60 % при температуре 12—18°С, на арх. Новая Земля до 40% при температуре 25—30 °С, а на южном побережье моря до 20—30 % при температуре более 30 °С. В среднем повторяемость сочетаний влажности воздуха менее 70 % с положительной температурой увеличивается от 8 % на 80° с. ш. до 31 % к южной границе моря.

 Осенью повторяемость положительной температуры изменяется по акватории моря от 81—88 % в юго-западном районе до 52 % на широте о. Надежды и до 60—65 % в юго-восточном районе. Повторяемость сочетаний влажности менее 70 % и температуры выше 0°С незначительна (6—12%). На южном побережье влажность может уменьшаться до 40—50%, сопровождаясь при этом ростом температуры до 20—25 °С. Наиболее высокие средние значения влажности (80—90 %) наблюдаются в районе о-вов Медвежий и Надежды при температуре от 6 до 12 °С.

 

Влажность воздуха | Это интересно | Медиа

Водяной пар в атмосфере. Водяной пар в воздухе, несмотря на огромные поверхности океанов, морей, озер и рек, далеко не всегда является насыщенным. Перемещение воздушных масс приводит к тому, что в одних местах нашей планеты в данный момент испарение воды преобладает над конденсацией, а в других, наоборот, преобладает конденсация. Но в воздухе практически всегда имеется некоторое количество водяного пара.
   Содержание водяного пара в воздухе, т. е. его влажность, можно характеризовать несколькими величинами.
   Плотность водяного пара в воздухе называется   абсолютной влажностью. Абсолютная влажность измеряется, следовательно, в килограммах на метр кубический (кг/м³).
Парциальное давление водяного пара.   Атмосферный воздух представляет собой смесь различных газов и водяного пара. Каждый из газов вносит свой вклад в суммарное давление, производимое воздухом на находящиеся в нем тела. Давление, которое производил бы водяной пар, если бы все остальные газы отсутствовали, называют   парциальным давлением водяного пара. Парциальное давление водяного пара принимают за один из показателей влажности воздуха. Его выражают в единицах давления — паскалях или миллиметрах ртутного столба.
   Атмосферное давление определяется суммой парциальных давлений компонент сухого воздуха (кислорода, азота и т. д.) и водяного пара.
Относительная влажность. По парциальному давлению водяного пара и абсолютной влажности еще нельзя судить о том, насколько водяной пар в данных условиях близок к насыщению. А именно от этого зависит интенсивность испарения воды и потеря влаги живыми организмами. Вот почему вводят величину, показывающую, насколько водяной пар при данной температуре близок к насыщению, —относительную влажность.
Относительной влажностью воздуха   называют отношение парциального давления   р   водяного пара, содержащегося в воздухе при данной температуре, к давлению   р_н.п.   насыщенного пара при той же температуре, выраженное в процентах:

   Относительная влажность воздуха обычно меньше 100%.
Психрометр.   Влажность воздуха измеряют с помощью специальных приборов. Мы расскажем об одном из них —   психрометре.
   Психрометр состоит из двух термометров (рис.11.4). Резервуар одного из них остается сухим, и он показывает температуру воздуха. Резервуар другого окружен полоской ткани, конец которой опущен в воду. Вода испаряется, и благодаря этому термометр охлаждается. Чем больше относительная влажность, тем менее интенсивно идет испарение и температура, показываемая термометром, окруженным влажной тканью, ближе к температуре сухого термометра.

   При относительной влажности, равной 100%, вода вообще не будет испаряться и показания обоих термометров будут одинаковы. По разности температур этих термометров с помощью специальных таблиц можно определить влажность воздуха.
Значение влажности.   От влажности зависит интенсивность испарения влаги с поверхности кожи человека. А испарение влаги имеет большое значение для поддержания температуры тела постоянной. В космических кораблях поддерживается наиболее благоприятная для человека относительная влажность воздуха (40-60%).
   Очень важно знать влажность в метеорологии — в связи с предсказанием погоды. Хотя относительное количество водяного пара в атмосфере сравнительно невелико (около 1%), роль его в атмосферных явлениях значительна. Конденсация водяного пара приводит к образованию облаков и последующему выпадению осадков. При этом выделяется большое количество теплоты. И наоборот, испарение воды сопровождается поглощением теплоты.
   В ткацком, кондитерском и других производствах для нормального течения процесса необходима определенная влажность.
   Хранение произведений искусства и книг требует поддержания влажности воздуха на необходимом уровне. Поэтому в музеях на стенах вы можете видеть психрометры.
   Важно знать не абсолютное количество водяного пара в атмосфере, а относительное. Относительную влажность измеряют психрометром.
Точка росы
   Точкой росы при данном давлении называется температура, до которой должен охладиться воздух, чтобы содержащийся в нём водяной пар достиг состояния насыщения и начал конденсироваться в росу.
   Точка росы определяется относительной влажностью воздуха. Чем выше относительная влажность, тем точка росы выше и ближе к фактической температуре воздуха. Чем ниже относительная влажность, тем точка росы ниже фактической температуры. Если относительная влажность составляет 100 %, то точка росы совпадает с фактической температурой.
Точку росы нельзя отрегулировать. Ее нет на окнах или в стеклопакетах. Ее можно увидеть только на графиках, где жирная черная линия, наискосок проведенная между осями температуры и влажности, разделяет две зоны: зону сухую и зону, в которой начинается выпадение конденсата.
С точкой росы, тем не менее, мы сталкиваемся ежедневно. Мы поднимаем стеклянную крышку со сковородки, на которой готовим, — с крышки обильно стекает вода. В ванной комнате после принятия горячего душа обнаруживаем, что зеркало запотело. Мы входим зимой с улицы в теплый магазин — очки мгновенно запотевают.  Это все — шутки точки росы.
Главное, о чём надо помнить, что надо чётко понимать — что на конденсирование в равной степени влияют оба фактора: температура и влажность. Если в помещение внесен с улицы холодный предмет — его температура и влажность помещения могут в совокупности привести к образованию конденсата. Если просто при постоянной влажности опустить температуру — та же история, конденсирование начнется прямо в воздухе, так образуется любимый всеми водителями туман на трассах — в низинах и в районах водоёмов.

Г.Я.Мякишев, Б.Б.Буховцев, Н.Н.Сотский, Физика 10 класс, http://ru.wikipedia.org/wiki/Точка_росы

Kerabit — это совершенно другая история. Завод принадлежит корпорации Lemminkainen Corporation — оборот в 2008 году 2 830 млн.Евро. Корпорация строителей- профессионалов, оптимизирующих цену контрактов для потенциальных клиентов. Черепицу они делают в основном для своих строительных компаний, которые ведут строительство по всему миру, в том числе выполнив контракт по возведению коммуникационной инфраструктуры для Nokia в Украине.  Битумные материалы производят значительно ранее Katepal Oy — с 1920-х. В 2010 году корпорация отметила свое 100-летие. Битумную черепицу начали производить одновременно с Katepal Oy, когда битумка стала популярной в Северной Европе и Франции. Объем продаж Kerabit в 2008 году — 79 млн.Евро. Основной сбыт в Финляндии, Швеции и Европе, СНГ не приоритетно, эксклюзивы не дают. Так как решения в Совете Директоров корпорации решения по технологии производства и совершенствованию продукта принимают опытные топ-менеджеры с профессиональным строительным образованием, то это сильно сказывается на самом продукте. К продукту предъявляется основное требование — соответствие техническому стандарту, сегодня это EN544 и долгий срок службы. Так как все познается в сравнении, то противопоставив Ruflex — черепице Kerabit можно сделать вывод, что Kerabit сильно опередил Katepal технологически, упаковка обеспечивает доставку до строительного объекта, но значительно уступает своему финскому визави по презентабельности. С 2008 года Kerabit производится по новой технологии — 1кв.м. черепицы = 7 кг, стеклохолст 123г/кв.м, посыпка сланец-базальт, резинобитумный клеевой слой, HDPE-пленка на обратной стороне черепицы вместо кварцевого песка.

Обсуждение влажности

Обсуждение водяного пара, влажности и точки росы и связи с осадками

ВОДЯНОЙ ПАРА:

Вода — уникальное вещество. Он может существовать в виде жидкости, твердого тела (лед) и газа (водяной пар). Основной способ увеличения содержания водяного пара в атмосфере — испарение. Жидкая вода испаряется из океанов, озер, рек, растений, земли и выпавших дождей. В воздухе может присутствовать много или мало водяного пара.Затем ветер в атмосфере переносит водяной пар из одного места в другое. Основным источником водяного пара в Кентукки является Мексиканский залив. Большая часть водяного пара в атмосфере содержится в пределах первых 10 000 футов или около того над поверхностью земли. Водяной пар также называют влагой.

АБСОЛЮТНАЯ ВЛАЖНОСТЬ:

Абсолютная влажность (выраженная в граммах водяного пара на кубический метр объема воздуха) — это мера фактического количества водяного пара (влаги) в воздухе, независимо от температуры воздуха.Чем больше количество водяного пара, тем выше абсолютная влажность. Например, максимум около 30 граммов водяного пара может существовать в кубометровом объеме воздуха с температурой в середине 80-х годов. УДЕЛЬНАЯ ВЛАЖНОСТЬ относится к весу (количеству) водяного пара, содержащемуся в единице веса (количества) воздуха (выраженному в граммах водяного пара на килограмм воздуха). Абсолютная и удельная влажность по сути схожи.

ОТНОСИТЕЛЬНАЯ ВЛАЖНОСТЬ:

Относительная влажность (RH) (выраженная в процентах) также измеряет водяной пар, но RELATIVE — к температуре воздуха.Другими словами, это мера фактического количества водяного пара в воздухе по сравнению с общим количеством пара, которое может существовать в воздухе при его текущей температуре. Теплый воздух может содержать больше водяного пара (влаги), чем холодный воздух, поэтому при одинаковом количестве абсолютной / удельной влажности воздух будет иметь более высокую относительную влажность, если воздух холоднее, и более низкую относительную влажность, если воздух теплее. То, что мы «чувствуем» снаружи, — это действительное количество влаги (абсолютная влажность) в воздухе.

ТОЧКА РОСЫ:

Метеорологи обычно рассматривают температуру «точки росы» (вместо, но аналогично абсолютной влажности) для оценки влажности, особенно весной и летом.Температура точки росы, которая является мерой фактического количества водяного пара в воздухе, представляет собой температуру, до которой воздух должен быть охлажден, чтобы он стал насыщенным. Хотя погодные условия по-разному влияют на людей, в целом весной и летом температура точки росы на поверхности в 50-е годы обычно комфортна для большинства людей, в 60-е годы несколько неудобно (влажно), а в 70-е годы довольно неудобно (очень влажно). В долине Огайо (включая Кентукки) обычная точка росы летом колеблется от середины 60-х до середины 70-х годов.Были зарегистрированы точки росы до 80 или ниже 80, что очень тяжело, но, к счастью, относительно редко. В то время как точка росы дает быстрое представление о содержании влаги в воздухе, относительная влажность — нет, поскольку влажность связана с температурой воздуха. Другими словами, относительную влажность нельзя определить, зная только точку росы, необходимо также знать фактическую температуру воздуха. Если воздух полностью насыщен на определенном уровне (например, поверхность), то температура точки росы совпадает с фактической температурой воздуха, а относительная влажность составляет 100 процентов.

СВЯЗЬ ТОЧКИ РОСЫ И ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ВЛАЖНОСТИ С ОБЛАКАМИ И ОСАДКАМИ:

Если относительная влажность составляет 100 процентов (т.е. температура точки росы и фактическая температура воздуха совпадают), это не означает, что НЕ обязательно означает, что будут выпадать осадки. Это просто означает, что максимальное количество влаги находится в воздухе при определенной температуре воздуха. Насыщение может привести к появлению тумана (на поверхности) и облаков вверху (которые состоят из крошечных капель воды, взвешенных в воздухе).Однако для выпадения осадков воздух должен подниматься с достаточной скоростью, чтобы усилить конденсацию водяного пара в жидкие капли воды или кристаллы льда (в зависимости от температуры воздуха) и способствовать росту капель воды, переохлажденных капель и / или льда. кристаллы в облаках. Капли растут в результате процесса, называемого «столкновением-коалесценцией», при котором капли разного размера сталкиваются и сливаются (сливаются). Процессы кристаллов льда (включая осаждение и агрегацию) также важны для роста частиц.Во время грозы также может выпадать град. Когда взвешенные частицы осадков вырастают до достаточных размеров, воздух больше не может выдерживать их вес, и осадки выпадают из облаков. Во влажном климате грозы часто вызывают более сильные дожди, чем обычные зимние осадки, поскольку содержание влаги в воздухе обычно выше весной и летом, и поскольку воздух обычно поднимается с гораздо большей скоростью во время грозы, чем в обычных зимних системах. «Микрофизика облаков» — это изучение образования и роста капель и кристаллов льда в облаках и их связи с осадками.

ОСУЩЕСТВЛЯЕМЫЕ ВОДЫ:

Метеорологов интересует не только точка росы или абсолютная влажность на поверхности, но и на высоте. Осажденная вода (PW) — это мера общего количества водяного пара, содержащегося в небольшом вертикальном столбике, простирающемся от поверхности до верха атмосферы. Однако, как упоминалось выше, большая часть влаги в атмосфере содержится примерно в самых нижних 10 000 футов. Количество выпадающей воды около 1 дюйма и выше является обычным явлением весной и летом к востоку от Скалистых гор (включая Кентукки).Значения 2 дюймов летом указывают на очень высокое содержание влаги в атмосфере, типичное для тропической воздушной массы. В целом, чем выше PW, тем выше вероятность появления очень сильных дождей от гроз, если они будут развиваться. Однако еще одним очень важным фактором является не только количество окружающей влаги в конкретном месте, но также количество адвекции и конвергенции влаги, которые обеспечивают дополнительную влажность площади. Если эти дополнительные факторы значительны, эти дополнительные факторы помогают объяснить, почему общее количество осадков от гроз может превышать фактические значения PW воздуха, в котором происходят штормы.Движение грозы, называемое распространением, также очень важно для определения фактического количества осадков в любом месте. Чем медленнее идет гроза, тем выше вероятность выпадения осадков в одном районе.

ТЕПЕРЬ ВАША очередь. ПОЖАЛУЙСТА, ОТВЕТЬТЕ НА СЛЕДУЮЩИЕ ВОПРОСЫ:

ВОПРОС 1: Зимой, если бы температура воздуха была 40 F и точка росы также была 40, какой была бы относительная влажность? Теперь, весной, если бы температура воздуха была 70, а точка росы была 70, какой была бы относительная влажность? В какой ситуации было бы более влажно? Что это говорит вам об относительной влажности?	Ответ на вопрос 1
ВОПРОС 2: Если бы температура воздуха была 95 F с точкой росы 70, была бы относительная влажность воздуха выше или ниже, чем если бы температура воздуха была 70 градусов с точкой росы 55? Какая воздушная масса была бы для вас более неудобной?	Ответ на вопрос 2
ВОПРОС 3: Если бы температура воздуха днем ​​была 90 градусов при относительной влажности 60 процентов, чувствовал бы он себя более неудобно для человека, чем если бы на улице было 75 градусов при относительной влажности 100 процентов утром? ?	Ответ на вопрос 3

Эти примеры показывают, насколько относительная влажность может вводить в заблуждение. В целом, если предположить, что точка росы или абсолютная влажность не изменится, относительная влажность будет самой высокой ранним утром, когда температура воздуха самая низкая, и самой низкой во второй половине дня, когда температура воздуха самая высокая .

ИНДЕКС ТЕПЛА:

Хотя точка росы является более точным показателем содержания влаги, это относительная влажность, которая обычно используется для определения того, насколько жарко и влажно он «ощущается» для нас весной и летом на основе комбинированного воздействия температуры и влажности воздуха.Этот комбинированный эффект называется «тепловым индексом». Чем выше температура воздуха и / или выше относительная влажность, тем выше индекс тепла и тем горячее кажется нашим телам снаружи.

ИНДЕКС ОХЛАЖДЕНИЯ ВЕТРА:

Зимой есть еще один индекс, который мы используем, чтобы определить, насколько холодно наше тело, когда мы на улице. Это называется «индексом охлаждения ветром» (также известным как «коэффициент охлаждения ветром»). Этот индекс объединяет влияние температуры воздуха со скоростью ветра.Когда на улице холодно и дует ветер, ветер уносит тепло от наших тел быстрее, чем если бы его не было. От этого нам становится холоднее. Следовательно, чем сильнее ветер зимой, тем холоднее он нам кажется и тем ниже индекс холода ветром.

ВОПРОС 4: Если бы температура на улице была 20 градусов при скорости ветра 20 миль в час, было бы вам «ощущаться» холоднее, чем если бы температура была 5 градусов при скорости ветра 5 миль в час?

Ответ на вопрос 4

Высокая влажность / точки росы летом и холодный ветер зимой важны, потому что они влияют на то, как наше тело «чувствует», когда мы на улице.Если индекс жары очень высок или индекс охлаждения ветром очень низок, то мы должны принять меры безопасности, чтобы защитить наш организм от возможных погодных воздействий, включая тепловое истощение, солнечный и тепловой удар летом, а также обморожение на улице. зима.

Вернуться к учебным документам

UCAR Center for Science Education

Туман часто образуется при относительной влажности 100%.
Кредит: UCAR

Некоторые люди описывают влажную погоду как душную.Когда воздух влажный, в нем много водяного пара. Вода как газ в атмосфере называется водяным паром.

Сколько водяного пара может удерживать воздух?

Максимальное количество водяного пара, которое может находиться в воздухе, зависит от температуры воздуха. Более теплый воздух может удерживать в себе больше водяного пара. Вот почему самые жаркие дни обычно бывают в разгар летней жары. Но с понижением температуры воздух может удерживать меньше пара, и часть его превращается в жидкую воду.

Абсолютное vs.Относительная влажность

Количество водяного пара в воздухе называется абсолютной влажностью. Количество водяного пара в воздухе по сравнению с количеством воды, которое воздух может удерживать, называется относительной влажностью. Это количество воздуха, которое может удерживать воду, меняется в зависимости от температуры и давления. Например, в теплый день при 76 ° F вы измеряете, что на каждый кубический ярд воздуха приходится полграмма водяного пара. При такой температуре воздух может удерживать 1 грамм воды на каждый кубический ярд воздуха.Так что же такое относительная влажность? Если воздух способен удерживать вдвое больше воды, чем он удерживает, то относительная влажность составляет 50%.

Почему прохладным летним утром на траве видны капли воды, хотя накануне вечером дождя не было? Скорее всего, вода поступала из водяного пара, который при охлаждении до точки росы образовывал жидкие капли воды. Точка росы — это температура, при которой вода начинает конденсироваться из воздуха. Когда воздух максимально насыщен водяным паром, он находится в точке росы.

Расчет относительной влажности

В теплый день при 76 ° F вы измеряете, что на каждый кубический ярд воздуха приходится полграмма пара. При такой температуре воздух может удерживать 1 грамм воды на каждый кубический ярд воздуха. Так что же такое относительная влажность?

Разделите количество пара в воздухе (0,5 грамма) на общее количество, которое может удерживать воздух (1 грамм), и умножьте на 100, чтобы вычислить относительную влажность в процентах.

Влажность | атмосфера | Britannica

Влажность , количество водяного пара в воздухе.Это самая изменчивая характеристика атмосферы и главный фактор климата и погоды. Далее следует краткое описание влажности. Для полной обработки, см. климат: атмосферная влажность и осадки.

Британская викторина

Какая сегодня погода? Факт или вымысел

Улучшите свою светскую беседу, узнав, что на самом деле происходит с погодой, и узнайте то, что вы уже знаете, с помощью этой викторины.

Водяной пар в атмосфере играет важную роль в погодных условиях по нескольким причинам. Он регулирует температуру воздуха, поглощая тепловое излучение как от Солнца, так и от Земли. Более того, чем выше паросодержание атмосферы, тем больше скрытой энергии доступно для генерации штормов. Кроме того, водяной пар является основным источником всех форм конденсации и осадков.

Водяной пар попадает в атмосферу в основном в результате испарения воды с поверхности Земли, как с суши, так и с моря.Содержание водяного пара в атмосфере меняется от места к месту и время от времени, потому что влагоемкость воздуха определяется температурой. Например, при 30 ° C (86 ° F) объем воздуха может содержать до 4 процентов водяного пара. Однако при -40 ° C (-40 ° F) он может удерживать не более 0,2 процента.

Когда объем воздуха при заданной температуре содержит максимальное количество водяного пара, считается, что воздух насыщен. Относительная влажность — это содержание водяного пара в воздухе по отношению к его содержанию при насыщении.Насыщенный воздух, например, имеет относительную влажность 100 процентов, а около Земли относительная влажность очень редко опускается ниже 30 процентов. Ненасыщенный воздух может стать насыщенным тремя способами: испарением воды в воздух; смешиванием двух масс воздуха разной температуры, изначально ненасыщенных, но насыщенных в виде смеси; или, чаще всего, путем охлаждения воздуха, что снижает его способность удерживать влагу в виде водяного пара, иногда до такой степени, что удерживаемого водяного пара достаточно для насыщения.Это атмосферное охлаждение может быть вызвано несколькими способами, например, за счет прихода более холодной воздушной массы или за счет движения воздушной массы вверх по склону горы. Если охлаждение продолжается после точки насыщения и при наличии достаточного количества ядер конденсации в воздухе, вокруг которых могут образовываться крошечные облака или капли тумана, избыточная влага будет конденсироваться из воздуха в виде облаков или капель тумана или различных форм осадков при температуре окружающей среды. поверхность Земли. Однако процесс конденсации высвобождает скрытое тепло, которое может помочь облаку расти вверх, нагревая влажный воздух, заставляя его подниматься, или, наоборот, может испарять облака, когда нагретый воздух опускается ниже точки насыщения и может для поглощения большего количества водяного пара.Однако когда образуются облака, они блокируют часть солнечной радиации и, таким образом, в конечном итоге охлаждают воздух.

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

Необходимо соблюдать осторожность, чтобы различать относительную влажность воздуха и его влажность или плотность, известную как абсолютная влажность. Воздушные массы над тропическими пустынями, такими как Сахара и мексиканские пустыни, содержат огромное количество влаги в виде невидимого водяного пара.Однако из-за высоких температур относительная влажность очень низкая. И наоборот, воздух в очень высоких широтах из-за низких температур часто бывает насыщенным, даже если абсолютное количество влаги в воздухе невелико.

Значение влажности воздуха

Влажность воздуха или газов обычно незаметно влияет на нашу жизнь. И все же погода, как мы ее знаем, невозможна без влажности.

Почему влажность?

Влажность является движущей силой большинства наблюдаемых погодных явлений, начиная с облаков через туман, дождя и заканчивая штормами и, наконец, такими драматическими погодными явлениями, как ураганы.Невозможно точно предсказать погоду без точного знания влажности во всех слоях атмосферы. Правильная относительная влажность важна для нашего благополучия и здоровья. Важной причиной важности влажности в нашей повседневной жизни является тот факт, что вода может существовать при нормальной температуре (от -20 до 30 ° C) во всех трех физических условиях, а также, главным образом, высокая энергия преобразования воды из одного физического состояния в другое. один. Вода в воздухе в газообразном состоянии, т.е.е. влажность, может накапливать очень большое количество энергии и снова высвобождать ее во время перехода в жидкое состояние, дождь. Благодаря своим свойствам вода, как влажность в воздухе, стабилизирует наш климат и предотвращает резкие перепады температур.

С другой стороны, влажность воздуха или газа во многих промышленных процессах крайне нежелательна и может нарушить весь производственный процесс; в свою очередь, точно определенная относительная влажность должна преобладать для других производственных процессов.В принципе влажность присутствует всегда. Вопрос в том, сколько и как я могу это измерить и при необходимости повлиять на него?

Вода в составе воздуха

Воздух представляет собой смесь газов, наиболее известными из которых являются азот (N2) и кислород (O2). Другими компонентами являются различные инертные газы, такие как аргон (Ar) и гелий (He), диоксид углерода (CO2) и следы других газов. Список наиболее важных компонентов в природном воздухе с их объемными пропорциями можно увидеть в таблице 1.

Согласно закону Дальтона, газовая смесь, подобная воздуху, с общим давлением (p) в идеальных условиях ведет себя так, как если бы каждый компонент газа занимал только заданный объем и, таким образом, оказывал парциальное давление (pi). Общее давление газовой смеси является суммой парциальных давлений газов в смеси и может быть записано для воздуха как: p N2 парциальное давление азота N 2 p O2 парциальное давление кислорода O 2, при этом парциальные давления ведут себя как объемные пропорции газовых компонентов воздуха.

Еще одним важным компонентом воздуха является водяной пар, то есть вода в газообразной форме. Как и другие компоненты воздуха, водяной пар, содержащийся в воздухе, оказывает парциальное давление, и влажный воздух можно рассматривать как смесь сухого воздуха и водяного пара. Таким образом, полное давление влажного воздуха получается из суммы парциального давления сухого воздуха (Па) и парциального давления водяного пара (е), и мы получаем:

Для данной температуры существует максимальное парциальное давление водяного пара, которое не может быть превышено.Для объяснения вопроса рассмотрим закрытый сосуд с температурой (t), наполовину заполненный водой; в пространстве над поверхностью воды есть воздух (см. рис. 2).

Основываясь на тепловой энергии молекулы воды, вода будет испаряться до тех пор, пока в воздушном пространстве над поверхностью воды не появится парциальное давление (ew). Это давление насыщения ew (t) является максимально возможным, которое может существовать для данной температуры (t). Превышение давления насыщенного пара немедленно приводит к конденсации; пока это давление не будет превышено, вода испаряется с поверхности воды до тех пор, пока снова не будет достигнуто максимально возможное давление насыщенного пара ew (t).

Без свободной поверхности воды всегда будет иметь место парциальное давление пара (e) от 0 до ew (t). Давление насыщенного пара относительно свободной поверхности воды ew (t) зависит только от температуры и имеет ключевое значение для всех соображений относительно влажности. Аналогичные соображения можно сделать и в отношении свободной поверхности льда, и давление насыщенного пара над льдом ei (t) получается для температур <0 ° C. В литературе можно найти очень точные функции давления пара, с которыми, однако, очень сложно работать, для описания условий насыщения водяного пара.Поэтому аппроксимирующие функции, так называемые функции Магнуса, в основном используются для обычных технических приложений:

Функции Магнуса имеют важное преимущество, заключающееся в том, что также существуют аналитические обратные функции. Недостатком является необходимость использования разных наборов параметров в зависимости от температуры воздуха.

Поведение влажного воздуха в реальном газе

До сих пор идеальным газом считался влажный воздух. Однако воздух на самом деле ведет себя как реальный газ, что проявляется, среди прочего, как незначительно повышенное давление насыщенного пара ew ‘(t) по сравнению с идеальным давлением насыщенного пара ew (t).Дано следующее уравнение:

Поправочный или «улучшающий» коэффициент (f) определяет поведение влажного воздуха по сравнению с системой, в которой учитываются только вода и водяной пар (чистая фаза). При атмосферном давлении и комнатной температуре f составляет ~ 1,004 и, таким образом, может не приниматься во внимание для большинства практических приложений. Коэффициент f увеличивается с увеличением давления в системе и составляет примерно 1,03 при 1 МПа.

Количества влажности воздуха

Влажность воздуха или газов в целом можно описать самыми разными способами, что имеет свои преимущества в зависимости от случая применения.Различные величины влажности эквивалентны и могут быть рассчитаны на основе других значений, при этом обычно решающую роль играет температура воздуха. Величины влажности можно условно разделить на следующие группы:

• Величины, определяющие содержание водяного пара в рассматриваемом объеме газа по отношению к доле сухого воздуха.
• Величины, которые описывают абсолютное количество водяного пара в рассматриваемом объеме газа.
• Величины, которые ставят количество водяного пара по отношению к количеству водяного пара для насыщения.

В принципе, нескольких величин влажности достаточно, чтобы в достаточной мере описать все проблемы, возникающие на практике.Предполагаются следующие свойства:

• Давление воздуха p [гПа]
• Температура воздуха t [° C]
• Давление насыщения водяным паром ew (t) [гПа]
• Парциальное давление водяного пара e [гПа], 0 = e = ew (t)

Температура точки росы td [° C]

Температура точки росы — это температура, до которой влажный воздух или газ необходимо охладить при постоянном давлении, чтобы только начиналась конденсация.Следующее уравнение действительно для возникновения конденсации:

Т.е. парциальное давление водяного пара такое же, как давление насыщенного пара при температуре точки росы. Температуру точки росы можно получить непосредственно из парциального давления водяного пара (e) с помощью функции Магнуса.

Относительная влажность Uw [%]

Относительная влажность, как правило, является наиболее известной величиной измерения влажности. Причина этого в том, что вместе с комнатной температурой это самая важная величина для создания приятного климата и, следовательно, для благополучия.В целом относительная влажность описывает процессы влагообмена материалов или людей с окружающей средой.

Для относительной влажности парциальное давление водяного пара (e) устанавливается в зависимости от давления насыщенного пара (ew) для температуры (t). Таким образом, относительная влажность является мерой того, насколько влажный воздух удален от состояния насыщения. Мы получили:

Это определение применяется ко всему диапазону температур, то есть относительная влажность в соответствии с конвенцией ВМО (Всемирная метеорологическая организация) также связана с состоянием насыщения по отношению к воде при температурах <0 ° C.

Для температур, где t> 0 ° C, парциальное давление водяного пара (e) не может превышать давление насыщенного пара ew (t), таким образом, относительная влажность никогда не может превышать 100%.

Плотность водяного пара (абсолютная влажность) dv [г / м3]

Масса водяного пара, содержащегося в данном объеме газа, устанавливается по отношению к объему газа (V). Абсолютное количество водяного пара указывается в г на м3 объема газа:

Плотность водяного пара зависит от общего давления (p), а также от температуры газа (t) и используется, прежде всего, в качестве измеряемой величины для промышленных процессов сушки.

Удельная энтальпия ч [кДж / кг]

Удельная энтальпия влажного воздуха в основном не является величиной измерения влажности, а вместо этого обеспечивает измерение энергии, необходимой для создания определенных условий влажного воздуха. Энтальпия не является абсолютной величиной, она всегда указывается только как разность энергии от одного состояния к другому. Состояние сухого воздуха при 0 ° C является произвольной точкой происхождения. Удельная энтальпия влажного воздуха рассчитывается из общей тепловой энергии, необходимой для:

• нагреть 1 кг сухого воздуха от 0 ° C до t
• выпарить необходимое количество воды из влажного воздуха
• нагреть водяной пар от 0 ° C до t

Удельная энтальпия обычно относится к 1 кг сухого воздуха.Поскольку общая масса данного влажного воздуха составляет не 1 кг, а 1 + r кг, удельную энтальпию часто также обозначают как h (1 + r). Удельная энтальпия определяется как функция соотношения компонентов смеси r [кг / кг], где:

c p a = 1,00545 кДж / кг удельная теплоемкость сухого воздуха при постоянном давлении c pv = 1,85894 кДж / кг удельная теплоемкость водяного пара при постоянном давлении l w = 2500,827 кДж / кг удельная скрытая теплота (теплота испарения) воды

Диаграмма Молье

Диаграммы Молье используются для графического решения сложных термодинамических расчетов.На рис. 3 показана простая диаграмма Молье в виде графика t — r. Изменения условий влажного воздуха представляют собой кривые на графике Мольера, например, нагрев влажного воздуха представляет собой вертикальную прямую линию, поскольку соотношение смеси (r) не изменяется во время нагрева.

Методы измерения влажности

Существует большое количество методов измерения влажности, оборудования и датчиков для измерения влажности. Однако в конечном итоге только несколько методов и датчиков действительно зарекомендовали себя и доступны в больших количествах.Описание отдельных методов измерения сделано без учета точности и стоимости системы, а скорее с учетом исторической перспективы.

Гигрометр для волос (волоконный гигрометр)

Длина обезжиренных и специально обработанных органических или синтетических волокон (например, человеческих волос) изменяется в зависимости от относительной влажности в результате их гигроскопичности. Максимальное относительное изменение длины может составлять до 2,5%. Широко распространенные и известные гигрометры для волос или волокон основаны на этом эффекте.На самом деле это самые старые гигрометры, которые используются по сей день в бесчисленных различных версиях для широкого диапазона температур от менее 0 ° C до более 100 ° C.

Психрометр (гигрометр с сухим и влажным термометром)

Это одно из первых устройств для измерения влажности, отвечающее повышенным требованиям к точности измерения. В основном он состоит из двух термометров, один из которых поддерживается влажным с помощью смоченного хлопкового чулка. Когда воздух определенной влажности проходит мимо обоих термометров, сухой термометр измеряет температуру воздуха (t).Вода испаряется на поверхность влажного хлопкового чулка до тех пор, пока воздух, проходящий через него, не достигнет локальной относительной влажности 100%. Необходимая энергия для испарения воды берется из влажного термометра, который, таким образом, охлаждается. Наконец, на влажном термометре устанавливается равновесная температура (tw) с температурой проходящего через него воздуха. Парциальное давление водяного пара (e) в проходящем мимо воздухе определяется по формуле:

При соответствующем обслуживании психрометры показывают очень хорошую точность в диапазоне температур от 5 до 50 ° C; погрешности измерения значительно увеличиваются при повышении и понижении температуры.

Влагомер с охлаждаемым зеркалом

Небольшое зеркало продувается измерительным газом и остается охлажденным до тех пор, пока температура не упадет ниже точки росы / точки замерзания и на зеркале не образуется слой покрытия. Это образование покрытия обнаруживается оптически, посредством чего либо измеряется свет, непосредственно отраженный зеркалом, и регистрируется ослабление интенсивности во время формирования покрытия, либо измеряется рассеянный свет, создаваемый покрытием. Интенсивность и толщина покрытия поддерживаются с помощью электронного контроллера, температура зеркала соответствует температуре точки росы и температуре точки замерзания соответственно.

Датчик Al2O3

Метод измерения основан на адсорбции водяного пара на пористом слое Al2O3. Датчик выполнен в виде конденсатора и обычно состоит из задающего электрода из твердого алюминия, на который наносится слой Al2O3 с использованием анодного окисления. Противоположным электродом расположен пористый слой золота.

Во время адсорбции зависящая от влажности емкость датчика изменяется из-за высокой диэлектрической проницаемости накопленной воды, которая является мерой абсолютной влажности в первом приближении для датчика.Изменение емкости становится все меньше и меньше при низкой влажности; в то же время точность измерения падает, а время реакции становится все больше и больше.

Датчики полимерные емкостные

Из всех доступных на рынке датчиков для измерения влажности емкостные полимерные датчики являются наиболее успешными. Они с большим успехом используются в системах кондиционирования воздуха и в автомобильной промышленности с различными конструкциями и вариантами конфигурации.Имеются успешные применения в промышленной измерительной технике, частично в тяжелых условиях эксплуатации, в сельском хозяйстве и в метеорологии. Чрезвычайно короткое время реакции при низких температурах достигается за счет специальных вариантов конструкции, так что возможно использование в радиозондах при температурах до -80 ° C.

Автор

Гельмут Миттер

Менеджер службы калибровки (ÖKD) Назначенная руководителем лаборатория влажности от имени BEV (Bundesamt für Eich- und Vermessungswesen — Австрия) (Австрийский национальный стандарт влажности)

E + E Elektronik, Langwiesen 7, A-4202 Engerwitzdorf

Тел.: +43 (0) 7235 605320 Факс: +43 (0) 7235 605 383 электронная почта: [электронная почта защищена]

Опубликовано: 10 декабря 2005 г. в AWE International

Что вызывает влажность? — Scientific American

Объясняет Джеффри Ховис, сотрудник по науке и операциям Национальной метеорологической службы Национального управления по океану и атмосфере в Чарльстоне, штат Западная Вирджиния. Обновление

: в исходной версии этой статьи автор упоминал воздух, удерживающий воду. Как отметили несколько читателей, это было технически неточным упрощением.Ниже приводится более подробное объяснение.

Воздух, которым мы дышим, состоит из множества газов, в том числе водяного пара. Термин влажность обычно относится к количеству этого водяного пара в атмосфере. Каждый атмосферный газ имеет собственное давление пара — меру количества молекул, присутствующих при данной температуре. Таким образом, давление водяного пара измеряет количество водяного пара в воздухе. Давление насыщенного пара — это давление пара, когда жидкая вода начинает конденсироваться.Относительная влажность определяется путем деления фактического давления пара на давление насыщенного пара (см. Ниже).

Метеорологи также используют температуру точки росы как меру количества водяного пара в атмосфере. Это температура, при которой атмосфера становится насыщенной и начинает образовываться роса. Он также определяется как температура, при которой давление пара равно давлению насыщенного пара. Таким образом, когда температура приближается и сравняется с температурой точки росы, давление пара и давление насыщенного пара становятся одинаковыми.Когда это происходит, начинает образовываться роса.

Это явление иллюстрируется стаканом холодного чая со льдом в теплый душный день. Воздух вокруг стекла охлаждается, а вода конденсируется снаружи стекла. Температура, при которой вода начинает конденсироваться, является температурой точки росы.

Оригинальная история: термин влажность имеет несколько значений. Все имеют дело с количеством влаги в воздухе, но немного отличаются.

Относительная влажность — термин, часто используемый местными теле- и радиоканалами, — это мера действительного количества влаги в воздухе по сравнению с общим количеством влаги, которое воздух может удерживать.Теплый воздух может содержать больше воды, чем холодный. Но если воздух (теплый или прохладный) содержит вдвое меньше влаги, чем может удерживать в насыщенном состоянии, относительная влажность составляет 50 процентов.

Метеорологи, напротив, используют температуру точки росы как меру влажности воздуха. Это температура, ниже которой воздух больше не может удерживать влагу в форме пара, и образуется жидкая вода или роса. Этот феномен иллюстрируется стаканом холодного чая со льдом в теплый душный день.Воздух вокруг стекла охлаждается, и на внешней стороне стекла образуется вода. Температура, при которой образуется вода, является температурой точки росы.

Влажность чаще всего используется для описания самочувствия человека, часто в сочетании с жарой. В жаркую и влажную погоду человек обычно чувствует себя гораздо более некомфортно. Причина этого в том, что тело пытается охладиться за счет испарения влаги на коже. Но когда воздух влажный, испарение влаги затрудняется, и реальный охлаждающий эффект намного меньше.

Читатель также поинтересовался: «Если влажность — это содержание влаги в воздухе, то почему западное побережье менее влажное, чем восточное, учитывая, что они оба находятся недалеко от крупных источников воды?»

Одна из причин, по которой западное побережье менее влажное, чем восточное, связана с температурой большого источника воды, расположенного поблизости. В Атлантическом и Тихом океанах течения в северном полушарии текут по часовой стрелке. В Тихом океане этот поток приводит к тому, что холодная, даже холодная вода течет из северной части Тихого океана на юг вдоль западного побережья.Напротив, поток в Атлантическом океане приводит к тому, что теплая вода течет к северу от экватора вдоль восточного побережья. Вода в Мексиканском заливе тоже становится довольно теплой, особенно летом.

Ветры вдоль западного побережья довольно часто дуют с запада на восток, принося прохладный воздух с прохладной воды на берег. С другой стороны, южные ветры часто преобладают вдоль восточного побережья, и эти ветры приносят теплый воздух из Мексиканского залива и Атлантического океана на север в этот район.Поскольку теплый воздух может содержать больше влаги, чем прохладный, он кажется более влажным, а температура точки росы на восточном побережье часто выше, чем на западном побережье в летние месяцы.

Что такое влажность? Как измеряется влажность?

Что такое влажность?

Легко сказать, что влажность — это просто количество водяного пара, содержащегося в воздухе. Водяной пар — это газообразное состояние воды. По мере увеличения температуры воздуха может удерживаться больше водяного пара, поскольку движение молекул при более высоких температурах предотвращает конденсацию.

Существует три основных измерения влажности: относительная, абсолютная и удельная.

Абсолютная влажность (единицы — граммы водяного пара на кубический метр объема воздуха) — это мера фактического количества водяного пара в воздухе, независимо от температуры воздуха. Чем больше количество водяного пара, тем выше абсолютная влажность. Например, максимум около 30 граммов водяного пара может существовать в кубометровом объеме воздуха с температурой в середине 80-х годов.

Относительная влажность , выраженная в процентах, является мерой количества водяного пара, удерживаемого воздухом, по сравнению с количеством, которое он может удерживать при определенной температуре. Теплый воздух может содержать больше водяного пара (влаги), чем холодный воздух, поэтому при одинаковом количестве абсолютной / удельной влажности воздух будет иметь более высокую относительную влажность. Относительная влажность 50% означает, что воздух в этот день (определенная температура) содержит 50% воды, необходимой для насыщения воздуха.Насыщенный воздух имеет относительную влажность 100%.

Относительная влажность воздушно-водяной смеси также определяется как отношение парциального давления водяного пара в смеси к давлению насыщенного пара воды при данной температуре (см. Что такое давление пара). Таким образом, относительная влажность воздуха зависит как от содержания воды, так и от температуры.

Удельная влажность означает вес водяного пара, содержащегося в единице веса (количества) воздуха (выраженный в граммах водяного пара на килограмм воздуха).Абсолютная и удельная влажность по сути схожи.

Что такое точка росы?

Точка росы — это температура, при которой воздух насыщается водой и начинается конденсация. Чем выше точка росы, тем больше влаги в воздухе.

Какая связь между точкой росы и относительной влажностью?

По сравнению с относительной влажностью, точка росы часто упоминается как более точный способ измерения влажности и комфорта воздуха, поскольку это абсолютное измерение (в отличие от относительной влажности).

Относительная влажность составляет 100 процентов, когда точка росы и температура совпадают. Если температура упадет еще больше, произойдет конденсация и начнется образование жидкой воды.

Если относительная влажность составляет 100 процентов (т.е. температура точки росы и фактическая температура воздуха совпадают), это не обязательно означает, что будут выпадать осадки. Это просто означает, что максимальное количество влаги находится в воздухе при определенной температуре воздуха.Насыщение может привести к появлению тумана на земле и облаков вверху (которые состоят из крошечных капель воды, взвешенных в воздухе).

В то время как точка росы дает быстрое представление о содержании влаги в воздухе, относительная влажность — нет, поскольку влажность связана с температурой воздуха. Другими словами, относительную влажность нельзя определить, зная только точку росы, необходимо также знать фактическую температуру воздуха.

Относительная влажность — это также приблизительно отношение фактического давления пара к давлению насыщения.

RH = (Фактическое давление пара) / (Давление насыщенного пара) X 100%

Где фактическое давление пара является мерой количества водяного пара в объеме воздуха и увеличивается по мере увеличения количества водяного пара.

Давление насыщенного пара — это максимальное значение VP, которое может существовать при любой заданной температуре.

Воздух с относительной влажностью (RH) 100% содержит водяной пар, VP которого является его SVP при данной температуре.Это соответствует воздуху, который находится в равновесии с жидкой водой. RH — это отношение VP / SVP, выраженное в процентах. «Сухой» воздух будет содержать водяной пар с VP, которая меньше SVP при данной температуре.

Как измеряется влажность?

Устройство для измерения относительной влажности называется гигрометром. Самый простой гигрометр — строп-психрометр — состоит из двух установленных вместе термометров с ручкой, закрепленной на цепочке.Один градусник обычный. Другой имеет тканевый фитиль над колбой и называется термометром с мокрым термометром.

Как психрометр измеряет относительную влажность?

Психрометр, также называемый пращевым психрометром, имеет два прикрепленных термометра. Один из них является сухим (его часто называют сухим термометром) и измеряет фактическую температуру воздуха. Другой, называемый термометром с влажным термометром, имеет на кончике влажную ткань. По мере того, как молекулы воды испаряются с поверхности влажного термометра, они забирают тепло, снижая показания термометра.Скорость испарения зависит от давления пара или количества водяного пара в воздухе. При относительной влажности 100% вода не будет испаряться из влажного термометра, и показания обоих термометров будут одинаковыми. Сравнение двух температур в таблице даст относительную влажность.

Слинг-психрометр Sper Scientific для измерения влажности — верхняя часть — влажный термометр — нижняя часть — сухой термометр

Таблица относительной влажности,% — Разница между показаниями влажных и сухих ламп

См .: ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ВЛАЖНОСТИ ПРИ ПОМОЩИ ПСИХРОМЕТРА

Атмосферная влажность

Атмосферная влажность Круговорот воды

Гидрологический цикл: преобразование трех фаз H ₂ O (жидкость, твердое тело, газ) между фазами.

Общее количество воды постоянно (за некоторыми исключениями).

Осадки : H ₂ O падают с атмосфера в твердом или жидком виде. Газ в жидкость или твердое тело.
Испарение : преобразование жидкости в газ; больше воды молекулы попадают в атмосферу в виде газа, чем возвращаются в жидкую воду.
Конденсация : преобразование газа в жидкость; процесс в котором больше молекул возвращается в жидкость, чем в газ.
Транспирация : высвобождение H ₂ O из растений через их уходит в атмосферу в виде газа.
Эвапотранспирация : сочетание испарения и испарение.

При подмене воды фаза либо высвобождает, либо поглощает тепло:

S -> G	поглощенное тепло (680 калорий)	сублимация
S -> L	Поглощенное тепло (80 калорий)	плавка
L -> G	поглощенное тепло (600 калорий)	испарение
G -> S	выделено тепла (680 калорий)	осаждение
G -> L	выделено тепла (600 калорий)	конденсация
L -> S	выделено тепла (80 калорий)	замораживание

Тепло, которое поглощается во время фазового перехода, называется скрытое тепло , так как это скрытое тепло и не меняет температуру во время процесса.Позже он может быть выпущен.

Обратите внимание, что, работая над круговоротом воды, приводят к нулевому притоку или потере тепла (сохранение энергии).

Влажность

Влажность означает количество водяного пара (H ₂ O _V ) присутствует в атмосфере. Существует пять (5) различных методов экспресс-влажность:

1. Абсолютная влажность
2. Соотношение компонентов
3. Давление пара
4. Относительная влажность
5. Точка росы

Абсолютная влажность : масса водяного пара в заданный объем воздуха (обычно грамм / метр ³ )

Поскольку температура и давление постоянно меняются и они меняются от места к месту, метеорологи обычно предпочитают соотношение смешивания.

Соотношение компонентов : масса водяного пара в единице воздух по сравнению с сухим воздухом. Например, масса водяного пара (в граммах) / масса сухого воздуха (килограммы). Не зависит от изменений температуры или давления. Также известен как удельная влажность.

Давление
Давление определяется как сила на единицу площади. Что сила вызвана молекулами воздуха, ударяющими вашу кожу, потому что они находятся в движение. Вот почему на больших высотах давление воздуха ниже — меньше молекулы воздуха.

Давление воздуха зависит от кинетической энергии молекулы воздуха (температура), масса молекул и сила тяжести.

В метеорологии мы используем миллибары для измерения воздуха. давление. Уровень моря ~ 1013 мб.

Давление пара: часть общего атмосферного давления. связано с водяным паром. В химии мы бы назвали это частичным давление. Мы также можем измерить или рассчитать парциальные давления всех других газов в атмосфере (например,г., N ₂ , O ₂ , Ar, CO ₂ и т. Д.) — все они должны добавить к общему атмосферному давлению. Это зависит от температуры.

Мы действительно можем измерить количество молекул ( давления) на выходе из воды или входе в воду. Когда число количество молекул, покидающих воду, совпадает с числом входящих, мы называем это насыщение, а давление — давление насыщенного пара.

Относительная влажность : соотношение фактической влажности воздуха содержание водяного пара по сравнению с количеством водяного пара, необходимым для насыщения (при такой температуре и давлении).По сути, это показатель того, как близок к насыщению воздух.

Количество водяного пара, необходимое для насыщения воздуха при различные температуры варьируются. Вот почему в очень холодный день относительная влажность может быть близка к 100 процентам, но это не похоже на душный день с относительной влажностью 70 процентов, когда на улице 95 ° F.

Если количество водяного пара постоянно:

Повышение температуры снижает относительную влажность
Снижение температуры увеличивает относительную влажность

Если температура поддерживается постоянной:

Добавление водяного пара увеличивает относительную влажность
Удаление водяного пара снижает относительную влажность

Вот почему ночью мы обычно наблюдаем более высокую относительную влажность.

Так как относительная влажность легко меняется в зависимости от температуры или количество водяного пара, мы хотели бы найти другую переменную, которая не так легко меняется.

Точка росы : температура, до которой воздух будет иметь охлаждаться без изменения давления или влажности до насыщения.

Чем суше воздух, тем больше его нужно охлаждать, чтобы достичь насыщенность.

Высокая точка росы указывает на большое количество влаги в воздухе.
Низкая точка росы указывает на небольшое количество влаги в воздуха.

Мороз (иней, белый иней) возникает, когда температура ниже нуля и воздух насыщен влагой.

Точка росы напрямую зависит от количества влаги. в воздухе, поэтому это гораздо лучший индикатор влажности.

Депрессия точки росы, T _dd = T — T _d
Маленький T _dd указывает на высокую относительную влажность
Большой T _dd указывает на низкую относительную влажность.

Способы достижения насыщенности

• Охладите воздух, не добавляя и не удаляя влагу.
• Добавьте водяной пар, не меняя температуру.

Измерение

Итак, теперь мы знаем различные измерения количества водяного пара в атмосфере, но как мы на самом деле его измерим?

Наиболее распространенная методика — использование строп-психрометра. Психрометр имеет два термометра, которые вращаются на стропе. Один градусник накрывают фитилем из влажной ткани, чтобы при его вращении он охлаждается за счет испарения, отсюда и название строп-психрометр (строп, Psychoro — холодный, и — метр , по замерам).

Самая низкая зарегистрированная температура называется по влажному термометру. температура. Затем мы ищем депрессию влажного термометра (разница в температуры между влажным термометром и сухим термометром) по сравнению с температура сушки, чтобы получить относительную влажность.

Есть и другие способы измерения относительной влажности:

• Электроника (полупроводники)
• Гигрометры с охлаждающими зеркалами
• Ячейки росы LiCl
• Человеческий волос

Облакообразование

Для создания облака нам понадобится:

• Влажность
• Ядра, на которых должна конденсироваться (облачные ядра конденсации, CCN, или ледяные ядра, IN)
• Способ охлаждения воздуха до насыщения

Если тепло (энергия) не добавляется и не удаляется из атмосферы, но температура меняется из-за изменения ее объема, который мы называем это адиабатическое изменение температуры .(Подумайте о накачке Насос для велосипеда)

По мере подъема воздуха давление уменьшается, позволяя воздуха (посылки) увеличить. По мере увеличения объема его температура уменьшается — мы называем это адиабатическим охлаждением . Ненасыщенный воздух охладит 1 ° C на 100 метров подъема или нагреет это количество при спуск.