Niiskus on üsna oluline meteoroloogiline muutuja, kuna veeaur on meie õhus alati olemas. Olenemata õhu temperatuurist, mida me hingame, sisaldab see peaaegu alati veeauru. Oleme harjunud nägema niiskust, eriti kõige külmematel talvepäevadel. Kui soovite selle muutuja kohta rohkem teada saada, lugege selle kohta niiskuse tähtsus meteoroloogias.
Vesi on atmosfääri üks põhikomponente ja seda leidub kõigis kolmes olekus (gaas, vedelik ja tahke aine). Selles artiklis selgitan kõike, mida peate teadma niiskuse kui meteoroloogilise muutuja kohta ja milleks see on vajalik. Kas soovite selle kohta rohkem teada saada?
Mis on niiskus? Niiskuse tüübid
Niiskus on veeauru kogus õhus. See kogus ei ole püsiv, vaid sõltub erinevatest teguritest, näiteks sellest, kas hiljuti on sadanud, kas oleme mere lähedal, kas seal on taimi jne. See sõltub ka õhutemperatuurist. See tähendab, et õhutemperatuuri langedes suudab see hoida vähem veeauru, mistõttu tekib hingamisel aur ehk öine kaste. Õhk küllastub veeauruga ja ei suuda nii palju vett hoida, mistõttu vesi muutub uuesti vedelaks. Huvitav on teada, kuidas kõrbeõhk suudab hoida rohkem niiskust kui polaarõhk, sest soe õhk ei küllastu veeauruga nii kiiresti ja suudab seda rohkem hoida, ilma et see vedelaks veeks muutuks.
Atmosfääri niiskusesisaldusele viitamiseks on mitu võimalust:
- Absoluutne niiskus: veeauru mass grammides, mis sisaldub 1 m3 kuivas õhus.
- Spetsiifiline niiskus: 1 kg õhus sisalduva veeauru mass grammides.
- Rsegamistsoon: veeauru mass grammides 1 kg kuiva õhu kohta.
Kuid kõige sagedamini kasutatavat niiskuse mõõturit nimetatakse RH, mida väljendatakse protsentides (%). See saadakse, jagades õhumassi aurusisalduse selle maksimaalse salvestusmahuga ja korrutades selle 100-ga. Seda ma ka enne mainisin: mida kõrgem on õhumassi temperatuur, seda rohkem veeauru see mahutab, seega võib selle suhteline õhuniiskus olla suurem. Sellesse süvenemiseks võite lugeda suhteline niiskus.
Millal on õhumass küllastunud?
Maksimaalset veeauru hoidmise võimet nimetatakse küllastavaks aururõhuks. See väärtus annab meile teada maksimaalse veeauru koguse, mida õhumass võib sisaldada enne vedelaks muutmist.
Tänu suhtelisele õhuniiskusele saame aimu, kui lähedal on õhumass oma küllastatuse saavutamisele, seetõttu ütlevad päevad, mil me kuuleme, et suhteline õhuniiskus on 100%, et õhumass ei ole enam suudab salvestada rohkem veeauru ja sealt edasi, kui õhumassile lisatakse veel vett, moodustuvad veepiisad (tuntud kui kaste) või jääkristallid, olenevalt keskkonnatingimustest. Seda nähtust täheldatakse tavaliselt koidikul, kui temperatuur on oluliselt langenud. Tavaliselt juhtub see siis, kui õhutemperatuur on üsna madal ja seetõttu ei suuda see rohkem veeauru hoida. Õhutemperatuuri tõustes suudab see kinni hoida rohkem veeauru, ilma et see küllastutaks, mistõttu ei moodusta veepiisku.
Näiteks rannikualadel on suvel kõrge õhuniiskus ja “kleepuv” kuumus, kuna tuulistel päevadel jäävad lainetilgad õhku. Kuid kõrge temperatuuri tõttu ei saa moodustada veetilku ega küllastuda, kuna õhk võib salvestada palju veeauru. See on põhjus, miks kastet suvel ei teki.
Kuidas saaksime õhumassi küllastuda?
Selle õigesti mõistmiseks peame mõtlema sellele, kui me talveöödel veeauru suust välja hingame. Sellel õhul, mida hingame välja hingates, on teatud temperatuur ja veeauru sisaldus. Kuid kui see väljub meie suust ja puutub kokku õues oleva külma õhuga, langeb selle temperatuur järsult. Jahutamise tõttu kaotab õhumass auru sisaldamise võime, hõlpsasti küllastumiseni. Siis kondenseerub veeaur ja moodustab udu.
Jällegi rõhutan, et see on sama mehhanism, mille abil tekib kaste, mis külmadel talveöödel meie sõidukeid märjaks teeb. Seetõttu nimetatakse temperatuuri, milleni õhumass tuleb kondenseerumiseks jahutada, ilma selle aurusisaldust muutmata, kastepunktiks või kastetemperatuuriks. Selle nähtuse paremaks mõistmiseks kutsun teid selle kohta rohkem teada saama kuidas niiskus muutub temperatuuriga.
Miks auto aknad uduseks lähevad ja kuidas me selle eemaldame?
Selle probleemi lahendamiseks, mis võib juhtuda meiega talvel, eriti öösel ja vihmasel päeval, peame mõtlema õhu küllastumisele. Autosse tulles ja tänavalt tulles hakkab sõiduki veeauru sisaldus hingamisel kasvama ja madala temperatuuri tõttu küllastub see väga kiiresti (selle suhteline õhuniiskus ulatub 100% -ni). Kui õhk auto sees küllastub, põhjustab see akende uduseks muutumist kuna õhk ei suuda enam veeauru kinni hoida, ometi jätkame veel auru hingamist ja väljahingamist. Sellepärast õhk küllastub ja kogu ülejääk muudetakse vedelaks veeks.
See juhtub seetõttu, et oleme hoidnud õhutemperatuuri konstantsena, kuid oleme lisanud palju veeauru. Kuidas saaksime selle lahendada ja mitte põhjustada õnnetust uduse klaasi vähese nähtavuse tõttu? Peame kasutama kütet. Kasutades kuumutamist ja suunates selle kristallidele, tõstame õhu temperatuuri, et see suudaks salvestada rohkem veeauru küllastumata. Nii kaovad udused aknad ja saame ilma lisariskita hästi sõita.
Kuidas mõõdate niiskust ja aurustumist?
Niiskust mõõdetakse tavaliselt instrumendiga, mida nimetatakse psühromeetriks. See koosneb kahest identsest termomeetrist, millest ühte, mida nimetatakse “kuivtermomeetriks”, kasutatakse lihtsalt õhutemperatuuri saamiseks. Teisel, nn "niiskeks termomeetriks", on reservuaar kaetud riidega, mis on niisutatud tahiga, mis viib selle kokku veemahutiga. Toiming on väga lihtne: veebi leotav vesi aurustub ja selleks võtab see soojuse seda ümbritsevast õhust, mille temperatuur hakkab langema. Sõltuvalt temperatuurist ja algsest õhumassi aurusisaldusest aurustunud vee kogus on suurem või väiksem ja samal määral langeb märja termomeetri temperatuur suuremal või vähemal määral. Nende kahe väärtuse põhjal arvutatakse suhteline õhuniiskus neid seostava matemaatilise valemi abil. Suurema mugavuse huvides on termomeeter varustatud kahekordse sisestusega tabelitega, mis annavad suhtelise õhuniiskuse väärtuse otse kahe termomeetri temperatuuridest, ilma et peaksite arvutusi tegema.
On veel üks eelmisest täpsem seade, mida nimetatakse aspüropsühromeetriks ja milles väike mootor tagab termomeetrite pideva ventileerimise.
Nagu näete, on meteoroloogia ja kliimateaduse osas niiskus üsna oluline.