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