Uap Air dan Kelembaban

Pengukuran dan termodinamika uap air di udara, konstituen atmosfer yang paling bervariasi dan penting secara radiatif.

Definition

Kelembaban adalah jumlah uap air yang ada di udara, yang dinyatakan melalui berbagai ukuran, dan termodinamikanya diatur oleh kesetimbangan antara uap dan fase terkondensasi air.

Scope

Mencakup ukuran kelembaban atmosfer termasuk tekanan uap, rasio pencampuran, kelembaban spesifik, kelembaban relatif, dan titik embun; hubungan Clausius-Clapeyron yang mengatur tekanan uap jenuh; ketergantungan kejenuhan pada suhu; dan peran uap air dalam transportasi panas laten dan sebagai gas rumah kaca.

Core questions

• Bagaimana kadar kelembaban udara dikuantifikasi, dan bagaimana ukuran-ukuran tersebut saling berhubungan?
• Mengapa jumlah uap air maksimum yang dapat ditahan udara meningkat tajam seiring dengan suhu?
• Bagaimana uap air mengangkut energi dan memengaruhi keseimbangan radiasi?

Key theories

Hubungan Clausius-Clapeyron

Persamaan termodinamika yang menunjukkan bahwa tekanan uap jenuh meningkat hampir secara eksponensial dengan suhu, menetapkan kapasitas penahan kelembaban udara.

Mechanisms

Pada suhu berapa pun, udara dapat menahan uap air hingga tekanan uap jenuh yang meningkat tajam seiring dengan suhu sesuai dengan hubungan Clausius-Clapeyron, kira-kira tujuh persen per derajat Celsius. Kelembaban relatif adalah rasio tekanan uap aktual terhadap tekanan uap jenuh; titik embun adalah suhu di mana udara harus mendingin untuk mencapai kejenuhan. Evaporasi dan kondensasi mentransfer sejumlah besar panas laten, mengaitkan siklus air dengan anggaran energi atmosfer.

Clinical relevance

Pengukuran kelembaban sangat penting untuk prakiraan cuaca, prediksi pembentukan awan dan kabut, kenyamanan manusia dan penilaian stres panas, serta pemahaman umpan balik uap air dalam iklim.

History

Termodinamika kesetimbangan fase yang mendasari tekanan uap jenuh ditetapkan oleh Clapeyron dan Clausius pada abad kesembilan belas, memberikan dasar kuantitatif untuk kelembaban yang tetap menjadi pusat ilmu atmosfer.

Key figures

• Rudolf Clausius
• Benoit Clapeyron

Seminal works

• iribarne1981

Frequently asked questions

Apa itu titik embun?

Titik embun adalah suhu di mana udara harus didinginkan, pada tekanan dan kadar kelembaban konstan, agar menjadi jenuh dan kondensasi mulai terjadi.