admin

Влажность воздуха в Анталии

Вопрос:

Нигде не могу найти в Интернете, почему в Турции (Анталия) такая высокая влажность воздуха при такой жаре. (Екатерина)

Ответ:

Для того, чтобы ответить на этот вопрос вспомним основы молекулярной физики и введём три параметра:

1-й параметр: влажность воздуха. Вода в атмосфере содержится в виде молекул (пар), капелек и кристалликов льда. При этом относительная влажность воздуха r характеризуется соотношением действительной влажности воздуха к его максимально возможной влажности, т.е. относительная влажность показывает, сколько еще влаги не хватает, чтобы при данных условиях окружающей среды началась конденсация. Более «научной» является такая формулировка: относительная влажность это величина определяемая как отношение парциального давления водяного пара (р) к давлению насыщенного пара при данной температуре, выраженное в процентах.

Другой показатель влажности воздуха – это парциальное давление водяного пара (р) - давление, которое имел бы водяной пар, входящий в состав атмосферного воздуха, если бы он один занимал объём, равный объёму воздуха при той же температуре. Вследствие постоянного испарения воды с поверхностей морей, почвы и растительного покрова, а также дыхания человека и животных в атмосфере всегда содержится водяной пар. Поэтому атмосферное давление представляет собой сумму давления сухого воздуха и находящегося в нем водяного пара. Давление водяного пара будет максимальным при насыщении воздуха паром.

Другой важный показатель воздуха – это температура, при которой находящийся в воздухе водяной пар насытит его и начнется конденсация, называется точкой росы Tр (инея). При температуре точки росы парциальное давление насыщенного относительно воды пара равно парциальному давлению водяного пара в газе. Практическое значение точки росы заключается в том, что оно показывает, какое максимальное количество влаги может содержаться в воздухе при указанной температуре.

Точка росы является наиболее удобным техническим параметром. Зная значение точки росы,  можно смело утверждать, что количество влаги в заданном объеме воздуха не превысит определенного значения.

Зависимость давления насыщенного пара над плоской поверхностью воды от температуры, полученная теоретически на основании уравнения Клаузиуса - Клапейрона и сверенная с экспериментальными данными многих исследователей, рекомендована для метеорологической практики Всемирной метеорологической организацией (ВМО):

ln psw =-6094,4692T-1 +21,1249952-0,027245552 T+0,000016853396T2 +2,4575506 lnT

где psw - давление насыщенного пара над плоской поверхностью воды (Па);
Т - температура ( К ).

Эта зависимость представлена в таблицу определения точки росы в зависимости от температуры и относительной влажности воздуха, которая приведена ниже:

Таблица. Определения точки росы в зависимости от температуры и относительной влажности воздуха 

  • Температура воздуха; Относительная влажность воздуха
  • ; 30%; 35%; 40%; 45%; 50%; 55%; 60%; 65%; 70%; 75%; 80%; 85%; 90%; 95%
  • -10°С; -23,2; -21,8; -20,4; -19,0; -17,8; -16,7; -15,8; -14,9; -14,1; -13,3; -12,6; -11,9; -10,6; -10,0
  • -5°С; -18,9; -17,2; -15,8; -14,5; -13,3; -11,9; -10,9; -10,2; -9,3; -8,8; -8,1; -7,7; -6,5; -5,8
  • 0°С; -14,5; -12,8; -11,3; -9,9; -8,7; -7,5; -6,2; -5,3; -4,4; -3,5; -2,8; -2; -1,3; -0,7
  • +2°С; -12,8; -11,0; -9,5; -8,1; -6,8; -5,8; -4,7; -3,6; -2,6; -1,7; -1; -0,2; -0,6; +1,3
  • +4°С; -11,3; -9,5; -7,9; -6,5; -4,9; -4,0; -3,0; -1,9; -1,0; +0,0; +0,8; +1,6; +2,4; +3,2
  • +5°С; -10,5; -8,7; -7,3; -5,7; -4,3; -3,3; -2,2; -1,1; -0,1; +0,7; +1,6; +2,5; +3,3; +4,1
  • +6°С; -9,5; -7,7; -6,0; -4,5; -3,3; -2,3; -1,1; -0,1; +0,8; +1,8; +2,7; +3,6; +4,5; +5,3
  • +7°С; -9,0; -7,2; -5,5; -4,0; -2,8; -1,5; -0,5; +0,7; +1,6; +2,5; +3,4; +4,3; +5,2; +6,1
  • +8°С; -8,2; -6,3; -4,7; -3,3; -2,1; -0,9; +0,3; +1,3; +2,3; +3,4; +4,5; +5,4; +6,2; +7,1
  • +9°С; -7,5; -5,5; -3,9; -2,5; -1,2; +0,0; +1,2; +2,4; +3,4; +4,5; +5,5; +6,4; +7,3; +8,2
  • +10°С; -6,7; -5,2; -3,2; -1,7; -0,3; +0,8; +2,2; +3,2; +4,4; +5,5; +6,4; +7,3; +8,2; +9,1
  • +11°С; -6,0; -4,0; -2,4; -0,9; +0,5; +1,8; +3,0; +4,2; +5,3; +6,3; +7,4; +8,3; +9,2; +10,1
  • +12°С; -4,9; -3,3; -1,6; -0,1; +1,6; +2,8; +4,1; +5,2; +6,3; +7,5; +8,6; +9,5; +10,4; +11,7
  • +13°С; -4,3; -2,5; -0,7; +0,7; +2,2; +3,6; +5,2; +6,4; +7,5; +8,4; +9,5; +10,5; +11,5; +12,3
  • +14°С; -3,7; -1,7; -0,0; +1,5; +3,0; +4,5; +5,8; +7,0; +8,2; +9,3; +10,3; +11,2; +12,1; +13,1
  • +15°С; -2,9; -1,0; +0,8; +2,4; +4,0; +5,5; +6,7; +8,0; +9,2; +10,2; +11,2; +12,2; +13,1; +14,1
  • +16°С; -2,1; -0,1; +1,5; +3,2; +5,0; +6,3; +7,6; +9,0; +10,2; +11,3; +12,2; +13,2; +14,2; +15,1
  • +17°С; -1,3; +0,6; +2,5; +4,3; +5,9; +7,2; +8,8; +10,0; +11,2; +12,2; +13,5; +14,3; +15,2; +16,6
  • +18°С; -0,5; +1,5; +3,2; +5,3; +6,8; +8,2; +9,6; +11,0; +12,2; +13,2; +14,2; +15,3; +16,2; +17,1
  • +19°С; +0,3; +2,2; +4,2; +6,0; +7,7; +9,2; +10,5; +11,7; +13,0; +14,2; +15,2; +16,3; +17,2; +18,1
  • +20°С; +1,0; +3,1; +5,2; +7,0; +8,7; +10,2; +11,5; +12,8; +14,0; +15,2; +16,2; +17,2; +18,1; +19,1
  • +21°С; +1,8; +4,0; +6,0; +7,9; +9,5; +11,1; +12,4; +13,5; +15,0; +16,2; +17,2; +18,1; +19,1; +20,0
  • +22°С; +2,5; +5,0; +6,9; +8,8; +10,5; +11,9; +13,5; +14,8; +16,0; +17,0; +18,0; +19,0; +20,0; +21,0
  • +23°С; +3,5; +5,7; +7,8; +9,8; +11,5; +12,9; +14,3; +15,7; +16,9; +18,1; +19,1; +20,0; +21,0; +22,0
  • +24°С; +4,3; +6,7; +8,8; +10,8; +12,3; +13,8; +15,3; +16,5; +17,8; +19,0; +20,1; +21,1; +22,0; +23,0
  • +25°С; +5,2; +7,5; +9,7; +11,5; +13,1; +14,7; +16,2; +17,5; +18,8; +20,0; +21,1; +22,1; +23,0; +24,0
  • +26°С; +6,0; +8,5; +10,6; +12,4; +14,2; +15,8; +17,2; +18,5; +19,8; +21,0; +22,2; +23,1; +24,1; +25,1
  • +27°С; +6,9; +9,5; +11,4; +13,3; +15,2; +16,5; +18,1; +19,5; +20,7; +21,9; +23,1; +24,1; +25,0; +26,1
  • +28°С; +7,7; +10,2; +12,2; +14,2; +16,0; +17,5; +19,0; +20,5; +21,7; +22,8; +24,0; +25,1; +26,1; +27,0
  • +29°С; +8,7; +11,1; +13,1; +15,1; +16,8; +18,5; +19,9; +21,3; +22,5; +24,1; +25,0; +26,0; +27,0; +28,0
  • +30°С; +9,5; +11,8; +13,9; +16,0; +17,7; +19,7; +21,3; +22,5; +23,8; +25,0; +26,1; +27,1; +28,1; +29,0
  • +32°С; +11,2; +13,8; +16,0; +17,9; +19,7; +21,4; +22,8; +24,3; +25,6; +26,7; +28,0; +29,2; +30,2; +31,1
  • +34°С; +12,5; +15,2; +17,2; +19,2; +21,4; +22,8; +24,2; +25,7; +27,0; +28,3; +29,4; +31,1; +31,9; +33,0
  • +36°С; +14,6; +17,1; +19,4; +21,5; +23,2; +25,0; +26,3; +28,0; +29,3; +30,7; +31,8; +32,8; +34,0; +35,1
  • +38°С; +16,3; +18,8; +21,3; +23,4; +25,1; +26,7; +28,3; +29,9; +31,2; +32,3; +33,5; +34,6; +35,7; +36,9
  • +40°С; +17,9; +20,6; + 22,6; +25,0; +26,9; +28,7; +30,3; +31,7; +33,0; +34,3; +35,6; +36,8; +38,0; +39,0

 

Таким образом, из этого уравнения и таблицы следует, что чем выше температура воздуха, тем больше водяного пара он может содержать, тем выше точка росы. Например, для условий Турции, соответствующим средней температуре +32 0С и соответствуюшей ей точки росы +26,7 0С определяем влажность воздуха, равной примерно 77%. Получается, что при указанной температуре в воздухе может содержаться 77% влаги.

Рассмотрим процесс испарения подробнее. Водяной пар поступает в атмосферу в результате процесса испарения с поверхности земли и морей. Испарение зависит от температуры испаряющей поверхности и от относительной влажности воздуха. Насыщенный воздух не может вместить больше пара, если температура его не повысится. При повышении температуры, он удаляется от насыщения, при понижении, наоборот, в нем может начаться конденсация.

Испарение — парообразование, происходящее при любой температуре со свободной поверхности жидкости. Неравномерное распределение кинетической энергии молекул при тепловом движении приводит к тому, что при любой температуре кинетическая энергия некоторых молекул жидкости или твердого тела может превышать потенциальную энергию их связи с другими молекулами. Большей кинетической энергией обладают молекулы, имеющие большую скорость, а температура тела зависит от скорости движения его молекул, следовательно, испарение сопровождается охлаждением жидкости. Скорость испарения зависит: от площади открытой поверхности, температуры, концентрации молекул вблизи жидкости.

Испаряя воду, тело теряет тепло и охлаждается. Если воздух сухой и относительная влажность мала, испарение и, следовательно, охлаждение, происходит быстро. Но если воздух влажен, как в нашем случае, и относительная влажность высока, то испарение происходит очень медленно, так что и охлаждение незначительно. Другими словами, высокая относительная влажность препятствует охлаждению поверхности посредством испарения, и наоборот. Поэтому в странах с очень влажным климатом поверхность практически не охлаждается, т.к. испарения фактически нет. Вот почему там очень жарко, а влажность при этом большая.

В действительности, фактическое количество воды, которое может удерживаться в постоянном объеме воздуха, зависит не только от температуры, но и от ветра, который увеличивает испарение, и от положения местности относительно уровня моря. С высотой влажность быстро убывает и наоборот, с уменьшением высоты - возрастает. На высоте 1,5-2 км упругость пара в среднем вдвое меньше, чем у земной поверхности, и наоборот с уменьшением высоты упругость пара пропорционально возрастает. На тропосферу приходится 99% водяного пара атмосферы. В среднем над каждым квадратным метром земной поверхности в воздухе содержится около 28,5 кг водяного пара.

Суточный ход упругости пара над морем и в приморских областях параллелен суточному ходу температуры воздуха: влагосодержание растет днём с возрастанием испарения. Таков же суточный ход в центральных районах материков в холодное время года. Более сложный суточный ход с двумя максимумами — утром и вечером — наблюдается в глубине материков летом. Суточный ход относительной влажности обратен суточному ходу температуры: днём с возрастанием температуры и, следовательно, с ростом упругости насыщения относительная влажность убывает. Годовой ход упругости пара параллелен годовому ходу температуры воздуха; относительная влажность меняется в годовом ходе обратно температуре.

Вообще влажность воздуха в земной атмосфере колеблется в широких пределах. Так, у земной поверхности содержание водяного пара в воздухе составляет в среднем от 0,2% по объёму в высоких широтах до 2,5% в тропиках. Упругость пара в полярных широтах зимой меньше 1 мб (иногда лишь сотые доли мб) и летом ниже 5 мб; в тропиках же она возрастает до 30 мб, а иногда и больше. В субтропических пустынях упругость пара понижена до 5-10 мб.

Относительная влажность воздуха в среднем выше в Черноморском регионе. Самый влажный воздух в августе в Батуми (Грузия) 81%. Близки к этому значения относительной влажности воздуха в Поти (80%) и Сочи (78%). В целом на кавказском побережье Черного моря воздух наиболее влажен в сравнении со всеми остальными участками Черноморско-Средиземноморского региона. В пределах 71-75% относительная влажность воздуха в Одессе, Констанце, Варне, 65-70% - в Евпатории, Мариуполе, Анапе. Наиболее сухой воздух среди черноморских курортов в Ялте (61%).

Относительная влажность воздуха на средиземноморских курортах находится в пределах 48-73%. Наиболее влажный воздух (73%) в Мерсине (Турция). 71% влажности наблюдается в Чивитавеккья (Италия), Пальме (о.Мальорка, Испания), Сфаксе (Тунис). Невысокая относительная влажность воздуха в пределах 61-70%, характерна для побережья Израиля (Хайфа), о.Керкира (Греция), некоторых итальянских (Триест, Венеция, Неаполь, Генуя), большинства испанских (Валенсия, Аликанте, Картахена, Маон на о.Менорка) курортов и для Туниса (Тунис).

К.х.н. О.В. Мосин