رطوبت و بخار آب
بخار آب یک جزء نامرئی اما قدرتمند در هوا است و روشهای مختلف اندازهگیری آن، از نقطه شبنم تا رطوبت نسبی، نشان میدهد که جو تا چه حد به چگالش رطوبت خود به ابر، مه یا باران نزدیک است.
Definition
رطوبت مقدار بخار آب موجود در هوا است که از طریق معیارهایی مانند رطوبت نسبی، رطوبت مطلق، نسبت اختلاط و دمای نقطه شبنم بیان میشود. همه این معیارها محتوای واقعی بخار را به مقدار اشباع مرتبط میکنند.
Scope
این موضوع شامل ترمودینامیک بخار آب در هوا، از جمله فشار بخار اشباع و وابستگی آن به دما از طریق رابطه کلازیوس-کلاپیرون، معیارهای مختلف رطوبت مانند رطوبت نسبی و مطلق، نسبت اختلاط و نقطه شبنم، و اندازهگیری آنها میشود.
Core questions
- چه چیزی تعیین میکند که هوا قبل از اشباع شدن چقدر بخار آب میتواند نگه دارد؟
- معیارهای مختلف رطوبت چگونه با یکدیگر مرتبط هستند؟
- چرا رطوبت نسبی با تغییر دما حتی با رطوبت ثابت تغییر میکند؟
- رطوبت جوی در عمل چگونه اندازهگیری میشود؟
Key theories
- رابطه کلازیوس-کلاپیرون
- فشار بخار اشباع تقریباً به صورت نمایی با دما افزایش مییابد، بنابراین هوای گرمتر میتواند بخار آب بسیار بیشتری را نگه دارد، رابطهای که زیربنای رطوبت، تشکیل ابر و تشدید چرخه آب در اقلیم گرمشونده است.
- معیارهای رطوبت و نقطه شبنم
- رطوبت مطلق و نسبت اختلاط محتوای واقعی بخار را کمیسازی میکنند، رطوبت نسبی آن را با اشباع مقایسه میکند، و نقطه شبنم دمایی است که هوا باید تا آن خنک شود تا اشباع گردد، که در مجموع وضعیت رطوبتی هوا را توصیف میکنند.
Mechanisms
حداکثر بخار آبی که هوا میتواند نگه دارد توسط فشار بخار اشباع تعیین میشود که با افزایش دما به شدت افزایش مییابد و از رابطه کلازیوس-کلاپیرون پیروی میکند. بخار واقعی موجود با نسبت اختلاط یا رطوبت مطلق اندازهگیری میشود، در حالی که رطوبت نسبی نسبت فشار بخار واقعی به فشار بخار اشباع است. از آنجا که اشباع به دما بستگی دارد، خنک کردن هوای مرطوب رطوبت نسبی آن را افزایش میدهد تا زمانی که در نقطه شبنم، اشباع شده و چگالش آغاز شود و شبنم، مه یا ابر تشکیل شود.
Clinical relevance
اندازهگیریهای رطوبت ورودیهای اساسی برای پیشبینی مه، یخبندان، ارتفاع ابرها و بارش، برای شاخصهای استرس گرمایی که دما و رطوبت را ترکیب میکنند، و برای درک اینکه چگونه یک جو گرمتر بخار آب بیشتری را نگه میدارد و میتواند بارندگیهای شدیدتری ایجاد کند، هستند.
History
مطالعات جان دالتون در اوایل قرن نوزدهم در مورد فشار بخار، همراه با رابطه ترمودینامیکی که توسط کلاپیرون و کلازیوس استخراج شد، توصیف کمی بخار آب در هوا را پایهگذاری کرد؛ رطوبتسنج و بعدها ابزارهای الکترونیکی و سنجش از دور، اندازهگیری روتین رطوبت جوی را ممکن ساختند.
Key figures
- Rudolf Clausius
- Benoit Paul Emile Clapeyron
- John Dalton
Related topics
Seminal works
- wallace2006
- bohren1998
Frequently asked questions
- چرا رطوبت نسبی در شب افزایش مییابد حتی زمانی که باران نمیبارد؟
- رطوبت نسبی رطوبت موجود در هوا را با حداکثر مقداری که میتواند نگه دارد مقایسه میکند، که با خنک شدن هوا کاهش مییابد؛ بنابراین در یک شب صاف، با کاهش دما، رطوبت نسبی افزایش مییابد حتی اگر مقدار واقعی بخار آب تغییر نکرده باشد.
- نقطه شبنم چیست؟
- نقطه شبنم دمایی است که هوا باید در فشار و رطوبت ثابت تا آن خنک شود تا اشباع گردد؛ نقطه شبنم بالاتر به معنای بخار آب بیشتر در هوا و احتمال بیشتر شبنم، مه یا بارش است.