بخار آب و رطوبت
اندازهگیری و ترمودینامیک بخار آب در هوا، متغیرترین و از نظر تابشی مهمترین جزء اتمسفر.
Definition
رطوبت، مقدار بخار آب موجود در هوا است که از طریق معیارهای مختلف بیان میشود، و ترمودینامیک آن توسط تعادل بین بخار و فازهای متراکم آب کنترل میشود.
Scope
شامل معیارهای رطوبت اتمسفر از جمله فشار بخار، نسبت اختلاط، رطوبت ویژه، رطوبت نسبی و نقطه شبنم؛ رابطه کلاوزیوس-کلاپیرون حاکم بر فشار بخار اشباع؛ وابستگی اشباع به دما؛ و نقش بخار آب در انتقال گرمای نهان و به عنوان یک گاز گلخانهای.
Core questions
- میزان رطوبت هوا چگونه کمیسازی میشود و این معیارها چه ارتباطی با هم دارند؟
- چرا حداکثر بخار آبی که هوا میتواند نگه دارد، با دما به شدت افزایش مییابد؟
- بخار آب چگونه انرژی را منتقل میکند و بر تعادل تابشی تأثیر میگذارد؟
Key theories
- رابطه کلاوزیوس-کلاپیرون
- یک معادله ترمودینامیکی که نشان میدهد فشار بخار اشباع تقریباً به صورت نمایی با دما افزایش مییابد و ظرفیت نگهداری رطوبت هوا را تعیین میکند.
Mechanisms
در هر دمایی، هوا میتواند بخار آب را تا فشار بخار اشباعی نگه دارد که طبق رابطه کلاوزیوس-کلاپیرون، تقریباً هفت درصد به ازای هر درجه سانتیگراد، با دما به شدت افزایش مییابد. رطوبت نسبی، نسبت فشار بخار واقعی به فشار بخار اشباع است؛ نقطه شبنم دمایی است که هوا باید تا آن حد سرد شود تا به اشباع برسد. تبخیر و چگالش مقادیر زیادی گرمای نهان را منتقل میکنند و چرخه آب را به بودجه انرژی اتمسفر متصل میکنند.
Clinical relevance
اندازهگیریهای رطوبت برای پیشبینی آب و هوا، پیشبینی تشکیل ابر و مه، ارزیابی راحتی انسان و استرس گرمایی، و درک بازخورد بخار آب در اقلیم ضروری است.
History
ترمودینامیک تعادل فاز که زیربنای فشار بخار اشباع است، توسط کلاپیرون و کلاوزیوس در قرن نوزدهم پایهگذاری شد و اساس کمی رطوبت را فراهم آورد که همچنان در علم اتمسفر محوری است.
Key figures
- Rudolf Clausius
- Benoit Clapeyron
Related topics
Seminal works
- iribarne1981
Frequently asked questions
- نقطه شبنم چیست؟
- نقطه شبنم دمایی است که هوا باید در فشار و محتوای رطوبت ثابت تا آن حد سرد شود تا اشباع شده و چگالش آغاز گردد.