Kelembapan dan Uap Air

Uap air adalah bahan tak terlihat namun kuat di udara, dan berbagai cara pengukurannya, mulai dari titik embun hingga kelembapan relatif, menangkap seberapa dekat atmosfer untuk mengembunkan kelembapannya menjadi awan, kabut, atau hujan.

Definition

Kelembapan adalah jumlah uap air yang ada di udara, dinyatakan melalui ukuran seperti kelembapan relatif, kelembapan spesifik, rasio pencampuran, dan suhu titik embun, yang semuanya mengaitkan kandungan uap aktual dengan nilai jenuh.

Scope

Topik ini mencakup termodinamika uap air di udara, termasuk tekanan uap jenuh dan ketergantungannya pada suhu melalui hubungan Clausius-Clapeyron, berbagai ukuran kelembapan seperti kelembapan relatif dan spesifik, rasio pencampuran, dan titik embun, serta pengukurannya.

Core questions

• Apa yang mengatur seberapa banyak uap air yang dapat ditampung udara sebelum jenuh?
• Bagaimana berbagai ukuran kelembapan saling berhubungan?
• Mengapa kelembapan relatif berubah seiring perubahan suhu meskipun kelembapan konstan?
• Bagaimana kelembapan atmosfer diukur dalam praktiknya?

Key theories

Hubungan Clausius-Clapeyron

Tekanan uap jenuh meningkat hampir secara eksponensial dengan suhu, sehingga udara yang lebih hangat dapat menampung lebih banyak uap air, sebuah hubungan yang mendasari kelembapan, pembentukan awan, dan intensifikasi siklus air dalam iklim yang memanas.

Ukuran kelembapan dan titik embun

Kelembapan spesifik dan rasio pencampuran mengukur kandungan uap aktual, kelembapan relatif membandingkannya dengan kejenuhan, dan titik embun adalah suhu di mana udara harus mendingin untuk jenuh, bersama-sama menggambarkan kondisi kelembapan udara.

Mechanisms

Jumlah maksimum uap air yang dapat ditampung udara ditentukan oleh tekanan uap jenuh, yang meningkat tajam seiring dengan suhu mengikuti hubungan Clausius-Clapeyron. Uap aktual yang ada diukur dengan rasio pencampuran atau kelembapan spesifik, sedangkan kelembapan relatif adalah rasio tekanan uap aktual terhadap tekanan uap jenuh. Karena kejenuhan bergantung pada suhu, pendinginan udara lembap meningkatkan kelembapan relatifnya hingga, pada titik embun, udara menjadi jenuh dan kondensasi dimulai, membentuk embun, kabut, atau awan.

Clinical relevance

Pengukuran kelembapan adalah masukan dasar untuk memprediksi kabut, embun beku, dasar awan, dan curah hujan, untuk indeks stres panas yang menggabungkan suhu dan kelembapan, dan untuk memahami bagaimana atmosfer yang menghangat menampung lebih banyak uap air dan dapat menghasilkan curah hujan yang lebih deras.

History

Studi John Dalton pada awal abad kesembilan belas tentang tekanan uap, bersama dengan hubungan termodinamika yang diturunkan oleh Clapeyron dan Clausius, menetapkan deskripsi kuantitatif uap air di udara; higrometer dan kemudian instrumen elektronik serta penginderaan jauh memungkinkan pengukuran rutin kelembapan atmosfer.

Key figures

• Rudolf Clausius
• Benoit Paul Emile Clapeyron
• John Dalton

Seminal works

• wallace2006
• bohren1998

Frequently asked questions

Mengapa kelembapan relatif meningkat pada malam hari meskipun tidak hujan?

Kelembapan relatif membandingkan kelembapan di udara dengan jumlah maksimum yang dapat ditampungnya, yang menurun saat udara mendingin; jadi pada malam yang cerah, saat suhu turun, kelembapan relatif meningkat meskipun jumlah uap air aktual tidak berubah.

Apa itu titik embun?

Titik embun adalah suhu di mana udara harus didinginkan, pada tekanan dan kelembapan konstan, agar menjadi jenuh; titik embun yang lebih tinggi berarti lebih banyak uap air di udara dan kemungkinan yang lebih besar untuk embun, kabut, atau presipitasi.