Meteorologija,Klimatologija - Vaje

4. vaja Vlaga v zraku

Vlaga v zraku• Danes na vajah:

• agregatna stanja vode v atmosferi • kroženje vode v naravi

VLAGA V ZRAKU• spremenljivke za izražanje vlage v zraku

– e, E, ρv, q, r, f, Td

• meritve vlage v zraku– psihrometer– higrometer na lase– ostali merilniki

Voda nastopa v atmosferi v vseh treh agregatnih stanjih:

– vodna para (največ do 4 volumske procente zraka)

– tekoča voda (oblačne, meglene in padavinske kapljice)

– led (oblačni ledeni kristali in trdi padavinski elementi – snežinke, zrna sodre, toče in babjega pšena)

Agregatna stanja vode v atmosferi

Agregatna stanja vode v atmosferi

depozicija

zmrzovanje

taljenje

utekočinjenje

izhlapevanje

sublimacija

Sproščanje energije v okolje

Porabljanje energije iz okolja

trdnoLED

tekočeVODA

plinastoPARA

© 1997 Prentice-Hall Inc., from Moran and Morgan, Meteorology, 5th Ed.

Agregatna stanja vode v atmosferi

Voda prehaja v atmosferi iz enega agregatnega stanja v drugo:

– utekočinjenje oz. kondenzacija (+ 2,5 MJ/kg)– izhlapevanje oz. evaporacija ( - 2,5 MJ/kg)– zmrzovanje (+ 0,3 MJ/kg)– taljenje ( - 0,3 MJ/kg)– depozicija (+ 2,8 MJ/kg)– sublimacija ( - 2,8 MJ/kg)

Kroženje vode v naravi

• voda v naravi ves čas kroži

• voda v atmosferi je preko kroženja povezana s – tekočo vodo v morjih, jezerih in rekah, na površini tal

in v tleh;

– sezonsko ali stalno snežno odejo oziroma ledeno plastjo na kopnem in na površini tekoče vode.

• skupna količina vode na zemlji je konstantna (razen nekaj srečnih molekul, ki jim uspe pobegniti v vesolje)

Kroženje vode v naraviVodni cikel

KONDENZACIJA

EVAPORACIJA

PADAVINE

© 1998 Wadsworth Publishing Company

ledeniki

oceani

veter

transpiracija

evaporacija

jezera

površinska voda

podtalnica

Vlaga v zraku

Tako kot N2, O2, Ar, CO2, O3, … tudi H2O predstavlja eno izmed komponent, ki sestavljajo mešanico plinov - ZRAK.

Zrak ni nikoli popolnoma suh – vedno vsebuje nekaj vodne pare.

Količino vodne pare v zraku ter njene mejne vrednosti lahko podajamo na različne načine.

Spremenljivke za izražanje vlage

SPREMENLJIVKA ENOTA

• delni parni tlak e [Pa], [mb]– nasičen parni tlak E

• absolutna vlaga ρv [kg/m3], [g/m3]

• specifična vlaga q [g/kg]

• razmerje mešanosti r [g/kg]

• relativna vlaga f [%]

• temperatura rosišča Td [K], [°C]

Delni parni tlak

TRe vv

KJ/kg 461kg/kmol 18

KkmolJ/ 8314*

2

OH

v MRR R

specifična plinska konstanta za vodno paro

Tako kot za ostale komponente, ki sestavljajo zrak, lahko tudi za H2O zapišemo plinsko enačbo:

Nasičen parni tlak

Ko zrak ne more sprejeti več vodne pare in pride do utekočinjanja le te, doseže delni parni tlak mejno vrednost, ki jo imenujemo NASIČEN PARNI TLAK,ki je odvisen le od T

TfE 2T

dTRL

EdE

v

i

Claussius-Clapeyronova enačba

Absolutna vlaga

Masa vodne pare (v kg oz. g) na enoto volumna (m3) zraka.

Gostota vodne pare.

TRe

Vm

v

vv

Specifična vlaga

Razmerje med maso vodne pare v zraku (v kg oz. g) ter maso vlažnega zraka (v kg).

pe

mmq v

622,0vR

R

Razmerje mešanosti

Razmerje med maso vodne pare v zraku (v kg oz. g) ter maso suhega zraka (v kg).

epe

mmm

mmr

v

v

s

v

622,0vR

R

Relativna vlaga

Razmerje med količino vodne pare v zraku z določeno temperaturo ter največjo možno količino vodne pare, ki jo zrak pri tej temperaturi lahko sprejme.

TETef

Temperatura rosišča

Temperatura na katero moramo ohladiti zrak, ki vsebuje določeno količino vodne pare, da pride do nasičenja.

dd TTETe

Meritve zračne vlage

PSIHROMETER– dva identična termometra + ventilator

• eden od termometrov ima bučko ovito z mokro krpico• izhlapevanje vode iz krpice hladi ‘mokri’ termometer

mokritermometermokra krpica

suhitermometer

Meritve zračne vlage

'' TTEe

PSIHROMETERSKA ENAČBA

T – temperatura suhega termometraT’ – temperatura mokrega termometraE' – nasičen parni tlak pri T'

622,0J/kgK 461J/kgK 287

;K

mb 6,0J/kg 102,50,622

J/kgK 1004mb 1013

2

6

OH

zrak

i

p

RR

Lcp

Meritve zračne vlage

las

utež

HIGROMETER oz. HIGROGRAF– človeški lasje

• povečanje relativne vlage - raztezanje las• zmanjšanje relativne vlage - krčenje las

UMERIMO S PSIHROMETRI

Meritve zračne vlage

OSTALI INŠTRUMENTI– električni

• električna prevodnost snovi je odvisna od relativne vlage• dielektričnost snovi je odvisna od relativne vlage

– mehanski• zrcalo - ohlajamo do Td