氣候學/溼度
空氣中存在的水蒸氣被稱為溼度。在任何特定溫度下,空氣中所能容納的水蒸氣量都有一個確定的限度,稱為飽和點。達到飽和點的空氣被稱為**飽和空氣**。發生飽和的溫度被稱為**露點**。空氣吸收水蒸氣的能力隨著溫度的升高而增加。溼度有三種類型:
- 絕對溼度
- 相對溼度
- 比溼
大氣中實際存在的水蒸氣量被稱為**絕對溼度**。它是單位體積空氣中的水蒸氣重量,以**克/立方米**表示。地球表面各地的絕對溼度不同。
大氣中存在的溼氣量佔其在給定溫度下最大容量的百分比稱為**相對溼度**。
相對溼度 = [空氣中實際水蒸氣量(絕對溼度)/飽和點時的溼度(空氣在給定溫度下所能容納的最大水蒸氣量)] X 100
氣溫的變化,保持水分的能力增減,相對溼度會受到影響。海洋上空相對溼度較大,大陸上空相對溼度最小**(海洋上空絕對溼度較大,因為蒸發的水量更多)**。相對溼度決定著蒸發的量和速度。空氣在給定溫度下達到其最大水分容量時,被稱為“飽和”。這種溫度下,空氣不能再容納任何水分。飽和空氣的相對溼度為100%。如果空氣中的水分含量是其所能容納水分含量的一半,則為不飽和,其相對溼度僅為50%。
它表示為單位質量空氣中的水蒸氣重量。以重量單位測量**(通常為克/千克)**,比溼不受壓力或溫度變化的影響。絕對溼度和相對溼度是可變的,而比溼是一個常數。
溼空氣冷卻時,由於熱量損失而導致水蒸氣轉化為水,稱為凝結。冷卻可能達到空氣容納水蒸氣的能力下降的程度,此時多餘的水蒸氣會凝結成液態。如果水蒸氣直接凝結成固態,則稱為昇華。在自由空氣中,凝結是由於在稱為凝結核的極小顆粒周圍冷卻而發生的。來自海洋的塵埃、煙霧和鹽粒是特別好的凝結核,因為它們吸收水分(吸溼性凝結核)。
給定空氣樣本中發生飽和的溫度稱為露點。當水分以水滴的形式沉積在固體物體(如石頭、玻璃、刀片、植物葉子等)的較冷表面上時,就會形成露。當氣溫降至露點以下但高於冰點時,就會形成露。當相對溼度 = 100% 時,就會出現露點。
當凝結髮生在冰點以下,即 0 °C 時,在固體表面上就會形成霜,這意味著露點低於冰點。
蒸發是指物質從液態轉變為氣態或蒸氣態的過程。大氣中的水分或溼度就是從海洋、河流、湖泊、池塘和人類身上逃逸到大氣中的水蒸氣。蒸發需要熱能。在大氣水分的情況下,能量由太陽輻射提供。這些能量供應的水分子獲得了必要的運動來逃逸,並將這種能量儲存為蒸發潛熱。當蒸汽凝結成水滴時,這種能量將以凝結潛熱的形式釋放。蒸發與冷卻效應有關。
影響蒸發速率的幾個因素如下:
- **可用水量:**- 海洋上空的蒸發速率比大陸上空高。
- **溫度:**- 高溫意味著蒸發能量的供應量更大。蒸發速率與蒸發表面的溫度成正比。
- **相對溼度:**- 給定溫度下,空氣的水分保持能力是有限的,乾燥的空氣比潮溼的空氣蒸發更多的水。夏季蒸發量更大。
- **蒸發表面的面積:**- 暴露於熱量的表面積越大,意味著蒸發量越大。
- **氣壓:**- 它作用於蒸發表面。液體表面開放處的氣壓越低,蒸發速率越高。
- **水的成分:**- 蒸發與水的鹽度成反比。與鹽水相比,淡水上的蒸發速率總是更高。