Абсолютная и относительная влажность

Абсолютная влажность — это количество водяного пара в граммах, содержащееся в 1 м³ воздуха (г/м³). Максимальная влажность — наибольшее количество водяного пара, которое может удержать 1 м³ воздуха при данной температуре. С повышением температуры это количество увеличивается. Относительная влажность — это отношение абсолютной влажности к максимальной при данной температуре, выраженное в процентах: $R = \frac{a}{A} \cdot 100\%$ . Относительная влажность измеряется гигрометром и психрометром. Когда воздух полностью насыщен водяным паром, относительная влажность составляет 100%.

Облака и их виды

Теплый и влажный воздух, поднимаясь от поверхности земли, постепенно охлаждается. Содержащийся в нем водяной пар конденсируется (превращается в капли воды или кристаллы льда), и образуются облака. По высоте образования выделяют три основных вида облаков:

Слоистые облака: образуются на высоте до 2 км, покрывают небо широким серым слоем. Из них выпадают моросящие или обложные осадки.
Кучевые облака: располагаются на высоте 2–6 км, похожи на кучи ваты. Они приносят сильные ливневые дожди, грозы и град.
Перистые облака: образуются выше 6 км (в верхних слоях тропосферы) и состоят исключительно из кристаллов льда. Они не дают осадков, но часто предвещают изменение погоды. Отметим, что туман — это тоже облако, но образовавшееся непосредственно у поверхности земли.

Атмосферные осадки

Частицы воды и кристаллы льда, выпадающие из облаков на земную поверхность или образующиеся непосредственно на ней в результате конденсации (или сублимации), называются атмосферными осадками. Количество осадков измеряется осадкомером (плювиометром) и выражается в миллиметрах. Осадки делятся на выпадающие из облаков (дождь, снег, град) и образующиеся на земной поверхности (роса, иней). На земном шаре осадки распределены неравномерно. Больше всего осадков выпадает в экваториальных широтах (2000–3000 мм), а меньше всего — в тропических и полярных широтах (менее 200 мм), где распространены пустыни.

Запомните

$R = \frac{a}{A} \cdot 100\%$ — формула относительной влажности.
С повышением температуры способность воздуха удерживать водяной пар (максимальная влажность) увеличивается; при постоянной абсолютной влажности относительная влажность падает.
По высоте образования облака делятся на 3 группы: слоистые (нижние), кучевые (средние) и перистые (верхние).
Туман — продукт конденсации водяного пара, образующийся непосредственно в приземном слое.

Разобранные примеры

Пример 1
В 1 м³ воздуха при температуре +20°C содержится 8,5 г водяного пара. Для полного насыщения воздуха при этой температуре требуется 17 г водяного пара. Вычислите относительную влажность.
Решение
1. Используем формулу относительной влажности: $R = \frac{a}{A} \cdot 100\%$ .
2. Дано: абсолютная влажность $a = 8{,}5$ г, максимальная влажность $A = 17$ г.
3. Расчет: $R = \frac{8{,}5}{17} \cdot 100\% = 0{,}5 \cdot 100\% = 50\%$ .
Ответ: 50%.
Пример 2
Температура воздуха равна +30°C. Масса водяного пара в 1 м³ воздуха составляет 15 г, а относительная влажность — 50%. Найдите, сколько граммов водяного пара может содержать 1 м³ полностью насыщенного воздуха при этой температуре.
Решение
1. Из формулы $R = \frac{a}{A} \cdot 100\%$ нужно найти максимальную влажность ( $A$ ).
2. Подставим данные: $50\% = \frac{15}{A} \cdot 100\%$ .
3. $\frac{15}{A} = 0{,}5 \implies A = \frac{15}{0{,}5} = 30$ г.
Ответ: 30 г.

Проверьте себя

Сначала решите сами, потом откройте ответ.

Какой вид облаков образуется в верхних слоях тропосферы и состоит исключительно из кристаллов льда?
1. Перистые
2. Кучевые
3. Слоистые
4. Кучево-дождевые
5. Слоисто-дождевые
Показать ответСкрыть ответ
Правильный ответ: A Перистые
Перистые облака образуются в верхних слоях тропосферы (выше 6 км) и из-за очень низких температур состоят исключительно из кристалликов льда.
При температуре +20°C относительная влажность 1 м³ воздуха составляет 60%. Максимальная влагоемкость воздуха при этой температуре равна 17 г/м³. Найдите фактическое количество водяного пара в этом воздухе.
1. 10,2 г
2. 12,4 г
3. 17 г
4. 6 г
5. 8,5 г
Показать ответСкрыть ответ
Правильный ответ: A 10,2 г
По формуле находим абсолютную влажность: $a = \frac{R \cdot A}{100\%} = \frac{60 \cdot 17}{100} = 10{,}2$ г.
Как изменяется относительная влажность поднимающейся от земли воздушной массы с увеличением высоты? (Предположите, что абсолютная влажность воздушной массы не меняется)
1. Уменьшается
2. Не изменяется
3. Увеличивается
4. Сначала уменьшается, затем увеличивается
5. Сначала увеличивается, затем не изменяется
Показать ответСкрыть ответ
Правильный ответ: C Увеличивается
С высотой температура воздуха понижается. При понижении температуры максимальная влажность уменьшается. Так как абсолютная влажность остается постоянной, знаменатель (максимальная влажность) уменьшается, а значит, процент относительной влажности увеличивается.

Типичные ошибки

Считать, что роса и иней выпадают из облаков. На самом деле они образуются непосредственно на поверхности предметов в результате конденсации (или сублимации).
Путать абсолютную и относительную влажность. Абсолютная влажность выражается в единицах массы (г/м³), а относительная — в процентах.

Всё ещё не до конца понятно?

Объяснит тему голосом, как на уроке, запишет всё на доске и проверит вопросами.

Изучить с Живым репетитором Решить задачу по фото