Su Buharı ve Nem
Havadaki su buharının ölçümü ve termodinamiği, atmosferin en değişken ve radyasyon açısından en önemli bileşenidir.
Tanım
Nem, havada bulunan su buharı miktarı olup çeşitli ölçümlerle ifade edilmektedir ve termodinamiği, suyun buhar ve yoğunlaşmış fazları arasındaki denge tarafından yönetilmektedir.
Kapsam
Atmosferik nem ölçümlerini kapsar: buhar basıncı, karışım oranı, mutlak nem, bağıl nem ve çiy noktası; doygun buhar basıncını yöneten Clausius-Clapeyron ilişkisi; doygunluğun sıcaklığa bağımlılığı; ve su buharının gizli ısı taşınımındaki rolü ile bir sera gazı olarak işlevi.
Temel sorular
- Havanın nem içeriği nasıl nicelleştirilir ve ölçümler birbiriyle nasıl ilişkilidir?
- Havanın tutabileceği maksimum su buharı miktarı neden sıcaklıkla birlikte hızla artmaktadır?
- Su buharı enerjiyi nasıl taşır ve radyasyon dengesini nasıl etkiler?
Temel kuramlar
- Clausius-Clapeyron ilişkisi
- Doygun buhar basıncının sıcaklıkla neredeyse üstel olarak arttığını gösteren, havanın nem tutma kapasitesini belirleyen termodinamik bir denklemdir.
Mekanizmalar
Herhangi bir sıcaklıkta hava, Clausius-Clapeyron ilişkisine göre sıcaklıkla birlikte hızla artan bir doygun buhar basıncına kadar su buharı tutabilmektedir, bu artış kabaca santigrat derece başına yüzde yedidir. Bağıl nem, gerçek buhar basıncının doygun buhar basıncına oranıdır; çiy noktası ise havanın doygunluğa ulaşmak için soğuması gereken sıcaklıktır. Buharlaşma ve yoğunlaşma, büyük miktarlarda gizli ısı transfer ederek su döngüsünü atmosferik enerji bütçesine bağlamaktadır.
Klinik önem
Nem ölçümleri, hava tahminleri, bulut ve sis oluşumunun tahmini, insan konforu ve ısı stresi değerlendirmesi ile iklimdeki su buharı geri beslemesini anlamak için temeldir.
Tarihçe
Doygun buhar basıncının temelini oluşturan faz dengesinin termodinamiği, on dokuzuncu yüzyılda Clapeyron ve Clausius tarafından ortaya konulmuştur ve atmosfer biliminde merkezi bir konumda kalmaya devam eden nem için nicel bir temel sağlamıştır.
Öne çıkan isimler
- Rudolf Clausius
- Benoit Clapeyron
İlgili konular
Temel eserler
- iribarne1981
Sıkça sorulan sorular
- Çiy noktası nedir?
- Çiy noktası, havanın sabit basınç ve nem içeriğinde, doygun hale gelmesi ve yoğunlaşmanın başlaması için soğutulması gereken sıcaklıktır.