Vapeur d'eau et humidité

La mesure et la thermodynamique de la vapeur d'eau dans l'air, le constituant atmosphérique le plus variable et le plus important sur le plan radiatif.

Definition

L'humidité est la quantité de vapeur d'eau présente dans l'air, exprimée par diverses mesures, et sa thermodynamique est régie par l'équilibre entre les phases vapeur et condensée de l'eau.

Scope

Couvre les mesures de l'humidité atmosphérique, notamment la pression de vapeur, le rapport de mélange, l'humidité spécifique, l'humidité relative et le point de rosée ; la relation de Clausius-Clapeyron régissant la pression de vapeur saturante ; la dépendance de la saturation à la température ; et le rôle de la vapeur d'eau dans le transport de chaleur latente et en tant que gaz à effet de serre.

Core questions

• Comment la teneur en humidité de l'air est-elle quantifiée, et comment les mesures sont-elles liées ?
• Pourquoi la quantité maximale de vapeur d'eau que l'air peut contenir augmente-t-elle fortement avec la température ?
• Comment la vapeur d'eau transporte-t-elle l'énergie et influence-t-elle le bilan radiatif ?

Key theories

Relation de Clausius-Clapeyron

Une équation thermodynamique montrant que la pression de vapeur saturante augmente de manière quasi exponentielle avec la température, déterminant ainsi la capacité de l'air à retenir l'humidité.

Mechanisms

À toute température, l'air peut contenir de la vapeur d'eau jusqu'à une pression de vapeur saturante qui augmente fortement avec la température selon la relation de Clausius-Clapeyron, soit environ sept pour cent par degré Celsius. L'humidité relative est le rapport entre la pression de vapeur réelle et la pression de vapeur saturante ; le point de rosée est la température à laquelle l'air doit se refroidir pour atteindre la saturation. L'évaporation et la condensation transfèrent de grandes quantités de chaleur latente, couplant le cycle de l'eau au bilan énergétique atmosphérique.

Clinical relevance

Les mesures d'humidité sont essentielles pour la prévision météorologique, la prédiction de la formation des nuages et du brouillard, l'évaluation du confort humain et du stress thermique, et la compréhension de la rétroaction de la vapeur d'eau dans le climat.

History

La thermodynamique de l'équilibre de phase sous-jacente à la pression de vapeur saturante a été établie par Clapeyron et Clausius au XIXe siècle, fournissant la base quantitative de l'humidité qui demeure centrale en science atmosphérique.

Key figures

• Rudolf Clausius
• Benoit Clapeyron

Seminal works

• iribarne1981

Frequently asked questions

Qu'est-ce que le point de rosée ?

Le point de rosée est la température à laquelle l'air doit être refroidi, à pression et teneur en humidité constantes, pour qu'il devienne saturé et que la condensation commence.