Абсолютная влажность воздуха

Pause
ИИ-обзор статьи
Абсолютная влажность воздуха — физическая величина, показывающая массу водяного пара, содержащегося в одном кубическом метре воздуха.
Единица измерения и зависимость от температуры
Абсолютную влажность воздуха обычно выражают в граммах на кубический метр (г/м³). Показатель зависит от температурного режима и адвекции влаги с океаническими массами; при данной температуре воздух способен вместить лишь определённое количество пара, а его избыток осаждается в виде росы, изморози или инея. Перенасыщение в прогнозах погоды не отображается.
Связь с уравнением Клапейрона — Менделеева
При рассмотрении водяного пара как идеального газа плотность выражается через парциальное давление по уравнению Клапейрона — Менделеева. В формулу входят молярная масса воды (18,01528 г/моль), универсальная газовая постоянная и температура воздуха.
Формула относительной влажности
Согласно следствию закона Бойля — Мариотта, при изотермическом процессе давление газа изменяется прямо пропорционально его плотности. Поэтому относительная влажность выражается как отношение абсолютной влажности воздуха к плотности насыщенного пара при данной температуре.
Влагоёмкость и психрометрические таблицы
Плотность насыщенного пара при данной температуре определяется по психрометрическим таблицам Всемирной метеорологической организации. Абсолютная влажность в состоянии насыщения называется влагоёмкостью; её величина резко возрастает с увеличением температуры.

Абсолютная влажность воздуха (лат. absolutus — полный) — физическая величина, показывающая массу водяных паров, содержащихся в 1 м³ воздуха[1]. Другими словами, это плотность водяного пара в воздухе. Обычно обозначается буквой .

Согласно РМГ 75-2014 термины абсолютная влажность и парциальная плотность влаги отнесены к не рекомендуемым к применению синонимам термина массовая концентрация влаги[2].

Общие сведения
Что важно знать
Абсолютная влажность воздуха
Размерность L−3M
Единицы измерения
СИ кг/м³
СГС г/см³
Примечания
скалярная величина

Определение

Абсолютная влажность воздуха рассчитывается по следующей формуле:

где  — объём влажного воздуха, а  — масса водяного пара, содержащегося в этом объёме.

Обычно используемая единица абсолютной влажности: г/м³.

Абсолютная влажность воздуха зависит от температурного режима и переноса (адвекции) влаги с океаническими массами воздуха. При одной и той же температуре воздух может поглотить вполне определённое количество водяного пара и достичь состояния полного насыщения. В спокойном состоянии воздух может достичь и перенасыщения (параметр влажности становится выше 100%), но поскольку атмосфера редко когда равновесна, лишняя влага или осаждается (роса, изморозь, иней) или, реже, конвектирует в более высокие слои атмосферы, а в прогнозах погоды перенасыщение не отображается.

Рассматривая водяной пар как идеальный газ, с помощью уравнения Клапейрона — Менделеева получают соотношение, связывающее плотность и парциальное давление водяного пара[3]:

,

где  — молярная масса воды (18,01528 г/моль); — парциальное давление паров воды в воздухе;  — универсальная газовая постоянная (R = 8,3144598(48) Дж⁄(моль∙К));  — температура воздуха, К.

Переход к относительной влажности

Согласно следствию закона Бойля — Мариотта, при изотермическом процессе давление газа изменяется прямо пропорционально его плотности. Отсюда формулу расчёта относительной влажности воздуха можно как:

откуда следует, что

где

— относительная влажность воздуха (обычно обозначается греческой буквой φ);
— парциальное давление паров воды в воздухе;
— равновесное давление насыщенного пара.
— это и есть абсолютная влажность воздуха , а
— плотность насыщенного водяного пара при данной температуре, значение которой можно найти из психрометрических таблиц Всемирной метеорологической организации[4]:
Зависимость плотности насыщенного пара от температуры воздуха
Температура Плотность насыщенного водяного пара , г/м³ Температура Плотность насыщенного водяного пара , г/м³
0,0 4,9 55,0 104,0
5,0 6,8 60,0 129,5
10,0 9,4 65,0 160,1
15,0 12,8 70,0 196,4
20,0 17,3 75,0 239,3
25,0 23,0 80,0 289,7
30,0 30,4 85,0 348,7
35,0 39,6 90,0 417,3
40,0 51,2 95,0 496,8
45,0 65,4 100,0 588,5
50,0 82,8 и т.д. >588,5

Абсолютная влажность воздуха в состоянии его насыщения носит название влагоёмкости. Величина влагоёмкости воздуха резко возрастает с увеличением его температуры.

Литература

Ссылки

Дополнительно по теме

Pause