Η ποσότητα υδρατμών στην ατμόσφαιρα μεταβάλλεται σε όγκο συνεχώς και κυμαίνεται από 0-4 % . Η ποσότητα αυτή βρίσκεται σε αέρια , υγρή και στερεά κατάσταση ( υδρατμοί , σταγονίδια και παγοκρύσταλλοι αντίστοιχα )  . Εμείς θα ασχοληθούμε στο άρθρο αυτό με τους υδρατμούς για να εισάγουμε δείκτες που εκφράζουν την  ποσότητα υδρατμών του αέρα ( δείκτες υγρασίας ) . Οι υδρατμοί στην ατμόσφαιρα προέρχονται κυρίως από την εξάτμιση θαλασσών , βροχής, λιμνών κλπ . Αν  και ηποσότητα των υδρατμών είναι πολύ μικρή σε σχέση με άλλα αέρια είναι σημαντικότατη , διότι είναι η βάση των ατμοσφαιρικών κατακρημνισμάτων ( βροχή , χιόνι κλπ ) . Ο ατμοσφαιρικός αέρας σε ορισμένη θερμοκρασία μπορεί να συγκρατήσει ορισμένη ποσότητα υδρατμών που είναι ανάλογη με την θερμοκρασία ( όσο αυξάνεται η θερμοκρασία τόσο αυξάνεται αυτή η ποσότητα ) . Στην περίπτωση που ο αέρας περιέχει αυτή την οριακή ποσότητα υδρατμών τότε είναι κορεσμένος , αν η ποσότητα υδρατμών υπερβεί το όριο αυτό τότε οι επιπλέον υδρατμοί υγροποιούνται σε κάθε άλλη περίπτωση ο αέρας είναι ακόρεστος . Τώρα θα εισάγουμε μια άλλη έννοια αυτής της μερικής πίεσης υδρατμών που θα μας βοηθήσει στην κατανόηση της σχετικής υγρασίας . Η μερική πίεση υδρατμών είναι το μέρος της πίεσης που ασκεί η ατμόσφαιρα που οφείλεται στους υδρατμούς  και είναι ανάλογη με τον αριθμό των μορίων των υδρατμών( της μάζας τους ) σε ορισμένο όγκο αέρα . Η πίεση αυτή γίνεται μέγιστη στον κορεσμένο σε υδρατμούς αέρα  και τότε ονομάζεται τάση κορεσμένων υδρατμών με τιμή ανάλογη της θερμοκρασίας . Να θυμίσουμε ότι το ποσοστό υδρατμών στην ατμόσφαιρα είναι ιδιαίτερα μικρό περίπου 1% άρα και η μερική του πίεση συνήθως είναι της τάξης των 10 hpa .Επιπλέον είναι χρήσιμο να ορίσουμε τις έννοιες ξηρός και υγρός αέρας . Ξηρός αέρας είναι το τμήμα του αέρα που είναι απαλλαγμένο από υδρατμούς , ενώ υγρός αέρας είναι ο ξηρός αέρας μαζί με τους υδρατμούς .

192287-1483948267

ΔΕΙΚΤΕΣ ΥΓΡΑΣΙΑΣ 

  • ΑΠΟΛΥΤΗ ΥΓΡΑΣΙΑ

Ως απόλυτη υγρασία ορίζεται ο λόγος της μάζας των υδρατμών mv προς τον συνολικό όγκο V που τους περιέχει .

ρv = mv /v

Δηλαδή η απόλυτη υγρασία είναι η πυκνότητα των υδρατμών  και μετριέται σε χιλιόγραμμα υδρατμών ( κιλά ) ανά κυβικό μέτρο αέρα ( 1000 λίτρα )

 

  • ΕΙΔΙΚΗ ΥΓΡΑΣΙΑ

Ως ειδική υγρασία ορίζουμε τον λόγο της μάζας των υδρατμών mv προς την μάζα του μίγματος αέρα που τους περιέχει m . Με άλλα λόγια  είναι  η μάζα των υδρατμών διά την μάζα του αέρα στον οποίον περιέχονται και εκφράζεται σε χιλιόγραμμα υδρατμών ανά χιλιόγραμμα υγρού αέρα .

qh = mv/m

 

  • ΑΝΑΛΟΓΙΑ ΜΕΙΓΜΑΤΟΣ

Ως αναλογία μίγματος ορίζουμε τον λόγο της μάζας των υδρατμών mv προς την μάζα του ξηρού αέρα md . Εκφράζεται σε χιλιόγραμμα υδρατμών ανά χιλιόγραμμα ξηρού αέρα .

w = mv/md

 

  • ΑΝΑΛΟΓΙΑ ΜΕΙΓΜΑΤΟΣ ΚΟΡΕΣΜΟΥ

Ως αναλογία μίγματος κορεσμού ορίζεται ο λόγος της μάζας των υδρατμών σε συνθήκες κορεσμού ms προς την μάζα του ξηρού αέρα  md. Εκφράζεται σε χιλιόγραμμα υδρατμών σε  συνθήκες κορεσμού ανά χιλιόγραμμα ξηρού αέρα .

ws = ms / md

 

  • ΣΧΕΤΙΚΗ ΥΓΡΑΣΙΑ

Είναι ίσως ο πιο χρήσιμος δείκτης για την μετεωρολογία . Σχετική υγρασία ονομάζεται ο λόγος της αναλογίας μίγματος (w)προς την αναλογία μίγματος κορεσμού ( ws )  εκφρασμένος σε ποσοστό επί της 100 . Εναλλακτικά είναι ο λόγος του ποσού των υδρατμών που περιέχει ο αέρας( m) προς το μέγιστο ποσό των υδρατμών ώστε να επέλθει κορεσμός σε ίδια θερμοκρασία και πίεση(ms) . Τέλος , ένας ακόμα εναλλακτικός ορισμός είναι ο λόγος της μερικής πίεσης των υδρατμών (e) προς την τάση των κορεσμένων υδρατμών ( es) .

RH= 100 w/ws % = 100 m/ms %=100 e/es %

Έτσι γίνεται σαφές ότι η σχετική υγρασία δεν είναι μέτρο της ποσότητας των υδρατμών , αλλά μας δείχνει σε ορισμένη πίεση και θερμοκρασία πόσο κοντά είναι ο αέρας στο κορεσμό του ως προς τους υδρατμούς . Για παράδειγμα , αν η σχετική υγρασία είναι 75% ο αέρα σημαίνει ότι ο αέρας απέχει κατά 25 % από τον κορεσμό του σε υδρατμούς σε ορισμένη πίεση και θερμοκρασία . Για να φέρουμε τον αέρα σε κορεσμό πρέπει είτε να μειώσουμε την θερμοκρασία ( όπως προαναφέρθηκε όσο χαμηλότερη θερμοκρασία τόσο λιγότερους υδρατμούς μπορεί να συγκρατήσει ο αέρας) είτε διατηρώντας σταθερή πίεση και θερμοκρασία να αυξήσουμε την ποσότητα των ήδη υπάρχοντων υδρατμών κατά περίπου 33% ώστε η υγρασία από 75 % να γίνει 100 % .