ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ. В атмосферном воздухе всегда имеется водяной пар, содержание которого меняется по объему в пределах от 0 до 4%

В атмосферном воздухе всегда имеется водяной пар, содержание которого меняется по объему в пределах от 0 до 4%. Содержание водяного пара в воздухе, выраженное в абсолютных или относительных единицах, называется влажностью воздуха. Для ее количественной оценки используются следующие основные характеристики.

 

Упругость водяного пара (е) - это парциальное давление водяного пара, находящегося в воздухе, измеряемое в гектопаскалях (гПа) или в миллиметрах ртутного столба (мм рт.ст.). Различают фактическую упругость водяного пара (е) и максимально возможную упругость или упругость насыщения водяного пара при данной температуре (Е). Фактическая упругость находится в прямой зависимости от температуры испаряющей поверхности, а упругость насыщения − от температуры воздуха (таблица 4.1).

 

 

Таблица 4.1. Зависимость упругости насыщения от
температуры воздуха

 

t° C	-30	-20	-10
Е гПа	0,5	1,2	2,9	6,1	12,3	23,4	42,4	73,8

 

Когда влажность воздуха соответствует упругости насыщения, воздух становится насыщенным и начинается процесс конденсации водяного пара.

Абсолютная влажность (а) - количество водяного пара в граммах, содержащееся в 1м³ воздуха (г/м³). Для насыщенного пространства абсолютная влажность называется насыщенным водяным паром или предельной влажностью (А).

Абсолютная влажность находится в прямой зависимости от температуры испаряющей поверхности, предельная влажность - от температуры воздуха, что хорошо видно из таблицы 4.2.

Таблица 4.2. Зависимость предельной влажности от
температуры воздуха

t° C	-30	-20	-10
А г/м	0,3	1,1	2,3	4,9	9,4	17,3	30,4

 

Связь между упругостью водяного пара (е) и абсолютной влажностью (а) выражается соотношением:

- при измерении (е) в мм рт.ст.:

(4.1)

- при измерении (е) в гПа:

(4.2)

где a - коэффициент объемного расширения воздуха

 

Удельная влажность (s) - количество водяного пара в граммах, содержащееся в 1 кг влажного воздуха (г/кг). Она связана с упругостью водяного пара следующим соотношением:

(4.3)

где Р - давление воздуха.

 

Удельная влажность остается неизменной при нагревании, охлаждении, расширении или сжатии воздуха, если только не происходит конденсации или дополнительного испарения, что делает эту характеристику влажности удобной для расчетов.

 

Относительная влажность (f) - отношение фактической упругости водяного пара (е) к упругости насыщения (Е) при данной температуре, выраженное в процентах:

(4.4)

или

(4.5)

 

Относительная влажность указывает, насколько воздух при данной температуре близок или далек от состояния насыщения. Она находится в обратной зависимости от температуры воздуха.

Дефицит влажности или недостаток насыщения (d) - разность между упругостью насыщения при данной температуре и фактической упругостью водяного пара.

d = E - e (4.6)

Точка росы (t_d) - это температура, до которой необходимо охладить воздух, чтобы содержащийся в нем водяной пар при постоянных значениях атмосферного давления и удельной влажности достиг состояния насыщения.

Если t = t_d, то е = Е, f = 100 %

Точка росы всегда ниже температуры воздуха или равна ей.

Дефицит точки росы (∆; t _d) - это разность между температу-
рой воздуха и точкой росы.

∆t_d = t - t_d (4.7)

Дефицит точки росы показывает, на сколько градусов надо охладить воздух, чтобы водяной пар, содержащийся в нем, стал насыщенным. С достаточной для практических целей точностью можно считать, что при ∆t_d £ 4°С воздух влажный, а при ∆t_d > 4°С- воздух сухой.

Для определения характеристик влажности имеются специальные психрометрические таблицы.

В практике метеорологических измерений приходится встречаться в первую очередь с упругостью водяного пара, относительной влажностью, точкой росы и дефицитом влажности. Наиболее распространенными методами измерения влажности воздуха являются психрометрический и гигрометрический, а наиболее распространенными приборами - психрометры и волосные гигрометры.