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

где p_sw - 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 

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