Влаги данные характеристики дают им. Влажность воздуха. Способы определения влажности воздуха. Абсолютная и особенности употребления термина

В атмосфере Земли содержится около 14 тыс. км 3 водяного пара. Вода попадает в атмосферу в результате испарения с подстилающей поверхности. В атмосфере влага конденсируется, перемещается воздушными течениями и вновь выпадает в виде разнообразных осадков на поверхность Земли, совершая, таким образом, постоянный круговорот воды. Круговорот воды возможен, благодаря, способности воды находится в трёх состояниях (жидком, твердом, газообразном (парообразном)) и легко переходить из одного состояния в другое. Влагооборот является одним из важнейших циклов климатообразования.

Для количественного выражения содержания водяного пара в атмосфере употребляют различные характеристики влажности воздуха. Основные характеристики влажности воздуха – упругость водяного пара и относительная влажность.

Упругость (фактическая) водяного пара (е) – давление водяного пара находящегося в атмосфере выражается в мм.рт.ст. или в миллибарах (мб). Численно почти совпадает с абсолютной влажностью (содержанием водяного пара в воздухе в г/м 3), поэтому упругость часто называют абсолютной влажностью. Упругость насыщения (максимальная упругость) (Е) – предел содержания водяного пара в воздухе при данной температуре. Значение упругости насыщения зависит от температуры воздуха, чем выше температура, тем больше он может содержать водяного пара.

Зависимость максимальной упругости от температуры.

Если воздух содержит водяного пара меньше, чем нужно для насыщения его при данной температуре, можно определить, насколько воздух близок к состоянию насыщения. Для этого вычисляют относительную влажность.

Относительная влажность (r) – отношение фактической упругости водяного пара к упругости насыщения, выраженное в процентах:

Распределение среднемесячной относительной влажности в июле (%) (по С.Г. Любушкиной и др.).

Распределение среднемесячной относительной влажности в январе (%) (по С.Г. Любушкиной и др.).

При насыщении е = Е, r = 100%.

Имеются и другие важные характеристики влажности, как дефицит влажности и точка росы.

Дефицит влажности (D) – разность между упругостью насыщения и фактической упругостью:

Точка росы τº – температура, при которой содержащийся в воздухе водяной пар мог бы насытить его. Пример, воздух при температуре 27ºС имеет е = 27,4 мб. Насытится он при температуре 20ºС, которая и будет точкой росы.

Литература

1. Зубащенко Е.М. Региональная физическая география. Климаты Земли: учебно-методическое пособие. Часть 1. / Е.М. Зубащенко, В.И. Шмыков, А.Я. Немыкин, Н.В. Полякова. – Воронеж: ВГПУ, 2007. – 183 с.

Один из очень важных показателей в нашей атмосфере. Она может быть как абсолютной, так и относительной. Как измеряется абсолютная влажность и какую формулу нужно для этого применить? Об этом вы сможете узнать, прочитав нашу статью.

Влажность воздуха - что это такое?

Что такое влажность? Это количество воды, которое содержится в каком-либо физическом теле или среде. Этот показатель напрямую зависит от самой природы среды или вещества, а также от степени пористости (если речь идет о твердых телах). Мы же в этой статье будем говорить о конкретном виде влажности - о влажности воздуха.

Из курса химии все мы прекрасно знаем, что атмосферный воздух состоит из азота, кислорода, углекислого газа и некоторых других газов, которые составляют не более 1 % от общей массы. Но кроме этих газов воздух также содержит в себе водяной пар и другие примеси.

Под влажностью воздуха понимают то количество водяного пара, которое на данный момент (и в данном месте) содержится в воздушной массе. При этом метеорологи выделяют две её величины: это абсолютная и относительная влажность.

Влажность воздуха - одна из важнейших характеристик атмосферы Земли, которая влияет на характер местной погоды. Стоит отметить, что величина влажности атмосферного воздуха неодинакова - как в вертикальном разрезе, так и в горизонтальном (широтном). Так, если в приполярных широтах относительные показатели влажности воздуха (в нижнем слое атмосферы) составляют около 0,2-0,5%, то в тропических - до 2,5%. Далее мы выясним, что такое абсолютная и относительная влажность воздуха. Также рассмотрим, какая разница существует между этими двумя показателями.

Абсолютная влажность: определение и формула

В переводе с латыни слово absolutus означает "полный". Исходя из этого, очевидным становится сущность понятия "абсолютная влажность воздуха". Эта величина, которая показывает, сколько граммов водяного пара фактически содержится в одном кубическом метре конкретной воздушной массы. Как правило, этот показатель обозначают латинской литерой F.

Г/м 3 - это единица измерения, в которой исчисляется абсолютная влажность. Формула для её расчёта следующая:

В данной формуле буквой m обозначена масса водяного пара, а буквой V - объем конкретной воздушной массы.

Величина абсолютной влажности зависит от нескольких факторов. В первую очередь это температура воздуха и характер адвекционных процессов.

Относительная влажность

Теперь рассмотрим, что такое относительная влажность воздуха. Это относительная величина, которая показывает, сколько влаги содержится в воздухе по отношению к максимально возможному количеству водяного пара в этой воздушной массе при конкретной температуре. Измеряется относительная влажность воздуха в процентах (%). И именно этот процентный показатель мы часто можем узнать в прогнозах погоды и метеосводках.

Стоит также упомянуть и о таком важном понятии, как точка росы. Это явление максимально возможного насыщения воздушной массы водяным паром (относительная влажность этого момента - 100 %). В таком случае излишек влаги конденсируется, и образуются атмосферные осадки, туман или облака.

Методы измерения влажности воздуха

Женщины знают, что обнаружить повышение влажности в атмосфере можно с помощью своей пышной прически. Однако существуют и другие, более точные, способы и технические приборы. Таковыми являются гигрометр и психрометр.

Первый гигрометр был создан еще в XVII веке. Один из видов этого прибора как раз и основан на свойствах волоса изменять свою длину при изменениях влажности среды. Однако сегодня существуют и электронные гигрометры. Психрометр - это специальный прибор, в котором есть влажный и сухой термометр. По разнице их показателей и определяют влажность воздуха в конкретный момент времени.

Влажность воздуха как важный экологический показатель

Считается, что оптимальной для человеческого организма является относительная влажность воздуха 40-60 %. Показатели влажности весьма влияют и на восприятие человеком температуры воздуха. Так, при низкой влажности нам кажется, что воздух гораздо холоднее, чем в реальности (и наоборот). Вот почему в тропических и экваториальных широтах нашей планеты путешественники так тяжело переживают зной и жару.

Сегодня существуют специальные увлажнители и осушители, которые помогают человеку регулировать влажность воздуха в закрытых помещениях.

В заключение...

Таким образом, абсолютная влажность воздуха - это важнейший показатель, который дает нам представление о состоянии и особенностях воздушных масс. При этом нужно уметь отличать эту величину от относительной влажности. И если последняя показывает долю водяного пара (в процентах), которая присутствует в воздухе, то абсолютная влажность - это фактическое количество водяного пара в граммах в одном кубическом метре воздуха.

Упругость водяного пара – парциальное (частичное) давление водяного пара в воздухе

Абсолютная влажность воздуха – кол-во водяного пара в граммах в 1 м 3

Удельная влажность –

Относительная влажность (R) – отношение упругости вод. Пара при той той же температуры в %.

Конденсация – процесс перехода из газа в жидкость

Сублимация- из газообразного в твердое (минуя жидкое состояние)

Условия сублимации и конденсации:

Наличие водяного пара в атмосфере в сос-нии насыщенности

Наличие центров кристаллизации

Строение атмосферы. Перечислите составляющие ее слои с указанием высот.

Дайте определение атмосферного фронта, приведите их классификацию.

Атмосф фронт – переходные зоны между возд массами, характеризуется резкими изменениями значений метрологических эл-тов в горизонт. направлении.

Классификация:

Теплый фронт – перемещающийся в сторону отступающей холодной воздушной массы (как по клину холодного воздуха поднимается теплый до 6-7км).

Холодный фронт – перемещающийся в сторону отступающей теплой воздушной массы. Типы:

1-го рода вторжение холодного воздуха вдоль всей пов-ти восходящего движения теплого воздуха

2-го рода – теплый воздух неустойчив и содержит запасы влаги. Холодный воздух вытесняет теплый (в тепл возд массе появляются восходящие вертикальные движения, то приводит к формированию кочево-дождевых облаков, верхняя граница достигает тропопаузы)

Карты барической топографии. Характеристика.

Карты барич топографии – по аэрологическим наблюдениям составляют для пов-тей (АТ850 высота 1.5 км над землей) (АТ700 высота 3 км), (АТ500 – 5км) (АТ300 – 9км)

Перечислите барические системы. Дайте их краткую характеристику.

Циклон (Н) – барич сис-ма виде замкнутых изобар, с низким давлением в центре. Область сходимости приземных ветров дуют под углом 30-40° к центру циклона, против час стрелки.

Ложбина – вытянутая полоса пониженного давления между 2-мя антициклонами, обладающая осью, вблизи которой изобары имеют max кривизну

Ось – линия min давления, линия сходимости приземных ветров

Антициклон (В) - барич сис-ма виде замкнутых изобар с высоким давлением в центре, область расходимости призем. ветров. Ветер по час стрелке, отклоняется от изобары в сторону низк давления на 30°

Гребень – вытянутая полоса пониж давления между 2-мя циклонами, выраженная ось в ось в близи которой изобары max кривизну. Ось гребня – линяя max давления, линия расходимости приземных ветров

Барические седловины – промежуточная барич си-ма, между 2-мя циклонами и 2-мя антициклонами. Погода обусловлена св-ми возд массы где была сформирована. Ветры слабые, неустойчивые. Зимой на суше радиальные туманы и волнистые облака. Летом – мощнокуч. и кучево-дождевые облака с дождем и громом.

Дайте определение грозы и представьте схему грозового облака.

Гроза – процесс конденсации водяного пара в атмосфере, сопровождающ. Молниями и громом.

Фронтальные грозы – при взаимодействии двух воздушных масс (теплой и холодной), тянутся длинной цепью и охватывают большие пространства.

Дайте определение боевого порядка. Перечислите, что он должен обеспечивать.

Боевой порядок - взаимное расположение частей, подразделений ЛА в воздухе для совместного выполнения боевой задачи.

БП обеспечивает:

Успешное преодоление ПВО

Полное использование боевых возможностей частей и подразделений

Наилучшие условия для поиска и выхода на цели

Наилучшие условия для наблюдения за возд пространством

Свободу маневра и пилотирования

Удобство и непрерывность управления

Безопасность ЛА от столкновения в воздухе

Безопасность от поражения своими боеприпасами

Определение сбора БП. Перечислите этапы. Сущность БП.

Сбор – маневр одиночных (групп) самолетов с целью построения заданного БП в назн время на назн высоте в утвержденном р-не

Этапы БП:

Взлет и набор высоты построения БП

Выход в исходную точку начала маневрирования

Маневрирования для занятия заданного БП

Сущность БП = БП обеспечивает

Охарактеризуйте способ набора высоты на безопасных дистанциях.

Применяется при взлете парой (звеной) и может использоваться в случаях, когда интервал взлета меньше безопасной временной дистанции для пробивания облаков на безопасных дистанциях

Охарактеризуйте способ набора высоты на безопасных разностях высот (по разным глиссадам).

РБЗ контролирует точность выдерживания заданного направления и сохранение безопасных разностей высот экипажами использования ОНИ, оператора ПРВ и доклады летчиков

Влажность воздуха является важной характеристикой окружающей среды. Но не все до конца понимают, что подразумевается под подаваемых в сводках погоды. и абсолютная влажность - это связанные понятия. Разобраться в сути одного без понимания другого не представляется возможным.

Воздух и влага

Воздух содержит смесь веществ, находящихся в газообразном состоянии. В первую очередь это азот и кислород. Их в общем составе (100 %) содержится приблизительно 75 % и 23 % по массе соответственно. Около 1,3 % аргона, менее 0,05 % - это углекислый газ. Остаток (недостающая около 0,005% суммарно) приходится на долю ксенона, водорода, криптона, гелия, метана и неона.

Также в воздухе постоянно содержится какое-то количество влаги. В атмосферу она попадает после испарения молекул воды из мирового океана, с увлажненной почвы. В замкнутом пространстве содержание ее может отличаться от внешней среды и зависит от наличия дополнительных источников поступления и потребления.

Для более точного определения физических характеристик и количественных показателей применяется два понятия: относительная влажность и абсолютная влажность. В быту избыточный образуется при сушке белья, в процессе приготовления пищи. Люди и животные выделяют его с дыханием, растения в результате газообмена. В производстве изменение соотношения водяного пара может быть связано с конденсацией при перепаде температур.

Абсолютная и особенности употребления термина

Насколько важны знания точного количества водяного пара в атмосфере? По этим параметрам рассчитываются прогнозы погоды, возможности выпадения осадков и их объем, пути перемещения фронтов. На базе этого определяются риски возникновения циклонов и особенно ураганов, могущих представлять серьезную опасность для региона.

В чем разница двух понятий? Общее то, что и относительная влажность, и абсолютная влажность показывают содержание в воздухе водяного пара. Но первый показатель определяется расчетным путем. Второй же может быть измерен физическими методами с результатом в г/м 3 .

Однако с изменением температуры окружающей среды эти показатели меняются. Известно, что в воздухе максимально может содержаться определенное количество водяного пара - абсолютная влажность. Но для режимов +1°C и +10°C эти значения будут разными.

Зависимость количественного содержания водяного пара в воздухе от температуры отображается в показателе относительной влажности. Она рассчитывается по формуле. Результат выражается в процентном соотношении (объективный показатель от максимально возможного значения).

Влияние условий среды

Как изменится абсолютная и относительная влажность воздуха с повышением температуры, к примеру, с +15°C до +25°C? С ее увеличением давление водяного пара вырастает. А значит, в единице объема (1 м куб.) молекул воды поместится больше. Следовательно, вырастает и абсолютная влажность. Относительная при этом снизится. Это объясняется тем, что фактическое содержание водяного пара осталось на том же уровне, а максимально возможное значение увеличилось. По формуле (разделив одно на другое и умножив результат на 100 %) в итоге получится уменьшение показателя.

Как изменится абсолютная и относительная влажность при понижении температуры? Что происходит при уменьшении с +15°C до +5°C? Абсолютная влажность при этом снизится. Соответственно в 1 м куб. воздушной смеси водяного пара максимально может поместиться меньшее количество. Расчет по формуле покажет увеличение итогового показателя - процент относительной влажности увеличится.

Значение для человека

При наличии избыточного количества паров воды чувствуется духота, при недостатке - ощущается сухость кожных покровов и жажда. Очевидно, что влажность сырого воздуха выше. При избытке лишняя вода не удерживается в газообразном состоянии и переходит в жидкую или твердую среду. В атмосфере она устремляется вниз, это проявляется осадками (туман, изморозь). В помещении на предметах интерьера образуется слой конденсата, на поверхности травы по утрам роса.

Повышение температуры легче переносить в сухом помещении. Однако тот же режим, но при относительной влажности выше 90 % вызывает быстрое перегревание тела. Организм борется с этим явлением одинаково - происходит выделение тепла с потом. Но на сухом воздухе он быстро испаряется (высыхает) с поверхности тела. Во влажной среде этого практически не происходит. Наиболее подходящий (комфортный) для человека режим - это 40-60 %.

Для чего это необходимо? В сыпучих материалах в сырую погоду содержание сухого вещества в единице объема уменьшается. Эта разница не столь существенна, но при больших объемах может «вылиться» в реально определяемое количество.

Продукция (зерно, мука, цемент) имеет допустимый порог влажности, при которой она может храниться без потери качества или технологических свойств. Поэтому контроль показателей и поддержание их на оптимальном уровне обязательны для хранилищ. Снижением влажности в воздухе добиваются уменьшения ее и в продукции.

Приборы

На практике фактическая влажность измеряется гигрометрами. Раньше существовало два подхода. Один основан на изменении растяжимости волоса (человеческий или животного). Другой - на разности показаний термометров в сухой и влажной среде (психрометрический).

В волосном гигрометре стрелка механизма связана с натянутым на рамке волосом. Он в зависимости от влажности окружающего воздуха меняет физические свойства. Стрелка отклоняется от эталонного значения. Ее перемещения отслеживаются по нанесенной шкале.

Относительная влажность и абсолютная влажность воздуха, как известно, зависят от температуры окружающей среды. Эта особенность используется в психрометре. При определении снимаются показания двух рядом расположенных термометров. Колба одного (сухого) находится в обычных условиях. У другого (мокрого) она окутана фитилем, который связан с резервуаром с водой.

В таких условиях термометр измеряет среду с учетом испаряющейся влаги. А этот показатель зависит от количества водяного пара в воздухе. Определяется разность показаний. Значение относительной влажности определяется по специальным таблицам.

В последнее время большее применение имеют датчики, использующие изменения электрических характеристик определенных материалов. Для подтверждения результатов и сверки приборов существуют эталонные установки.

Для количест венной характеристики влажности воздуха используются след ующ ие х арактерист ики: упругость водяного пара, абсол ютная влажность, м ассовая доля водяного пара, относительная вл ажность, дефицит влажности, точка росы и дефицит точки росы.

Упругость водя ного пара (e ) - это парциальное давление водяного пара, содержащегося в воздухе в миллимет рах ртутного столб а (мм рт.ст.) или в гектопаскалях (гПа). Максимально возможная при данной температ уре упругость водяного пара называется упругостью насыщения или максимал ьной упругостью (E ) . Когда упругост ь водяного пара соот вет ствует упр угости насыщения, воздух становится насыщенным водяным паром и начинается процесс конденсации или сублимации с образованием капель вод ы или кристаллов льда.

Дефицит влажности или недостаток насыщения (d ) – эт о разность между упр угостью насыщения при данной т емперат уре и факт ической упругостью водяного пара

d =E -e

Абсолютная влажность (a ) -это масса во дяного пара в граммах, содержащегося в

1 м3 воздуха (г/м3). Для насыщ енного пространст ва абсолютная влажност ь называется

насыщающим водя ным паром или предельной влажностью (А ) .

Фактическая упр угост ь и абсолютная влажност ь находятся в прямой зависимости от

температуры испаряющей поверхности, а упругост ь насыщения и предельная влажност ь – от температ ур ы воздуха (т абл. 2.3).

Таблица 2.3. Зависимость упругости насыщения и предельной влажности от температ ур ы воздуха

Связь между упруго стью водяного пара и абсолютной влажностью имеет вид:

(е - мм рт.ст.), (2.13)

а =0,8 е

(е - гПа), (2.14)

Коэффициент объ емного расширения воздуха;

t − температура воздуха в °С.

Массовая доля водяного пара (s ) - количество водяного пара в граммах в

1 килограмме влажного возд уха (г/кг). Она связана с упругост ью вод яного пара следующим соот ношением:

где: Р -д авление возд уха.

s =622 e , (2.15)

До недавнего времени эту характеристику называли удельной влажностью . Если не происходит конденсация водяного пара или д ополнительное испарение, т о массовая доля водяного пара не изменяется при нагревании, охлаждении, сжатии и расширении воздуха.

Относительная влажность (f ) – это отношение количества водяного пара, фактически содержащегося в воздухе, к максимально возможному при данной т емперат уре, выраженное в процент ах.

f =a 100% , (2.16)

f = 100% , (2.17)

Точк а росы (td ) - это температура, до которой необходимо охладит ь возд ух, чтобы содержащийся в нем водяной пар при постоянных значениях давления и массовой доли водяного пара (удельной влажности) дост иг состояния насыщения. При т емперат уре воздуха равной точке росы относительная влажность равна 100% (t = td , f = 100%). Точка росы всегда ниже т емпературы воздуха или равна ей. На картах погоды точка росы наносит ся в градусах Цельсия, с т очностью д о десятых долей, след ующ им образом:

Td Td Td 125

td = 12,5°С

td = -2,8 °С

Дефицит точки росы (∆ td ) – это разность межд у температ урой воздуха и точкой росы.

∆td = t - td (2.18)

Дефицит т очки росы показывает, на сколько градусов надо ох ладит ь возд ух, чтобы содержащийся в нем вод яной пар дост иг состояния насыщ ения. С достаточной точностью можно считать, что при ∆td £ 4°С воздух влажный, а при ∆td > 4°С - сухой.