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