§ 3. Испарение. Характеристики влажности воздуха
В атмосфере Земли в каждый момент времени содержится около 0,001 % всех запасов воды планеты. Причем 95 % этого количества находится в виде пара и лишь 5 %— в виде продуктов конденсации.
Всего с поверхности Земли за год испаряется около 5,2-1013 т воды. Основная масса ее испаряется с поверхности Мирового океана (4,5-1013 т). За год атмосферная влага обновляется примерно 40 раз за счет непрерывного кругооборота: испарение, конденсация и выпадение на поверхность в виде осадков.Процесс испарения представляет собой фазовый переход вещества (воды) из жидкого в газообразное состояние. При этом молекулы воды как покидают жидкость (испарение), так и возвращаются в нее (конденсация). Этот процесс не прекращается и при достижении состояния насыщения, когда количество испаряющихся молекул равно числу возвратившихся в жидкость. Это состояние называется насыщением. Упругость насыщения растет с ростом температуры и зависит от фазового состояния воды. Наибольшая величина упругости насыщения над каплями воды и наименьшая— над льдом. Неравенство упругости насыщения над каплями (£?), над плоской водой (£") и льдом (£)') играет огромную роль в образовании облаков, туманов, атмосферных осадков. В природе соблюдается неравенство
Влагосодержание в воздухе характеризуется следующими величинами:
1) абсолютная влажность «а»—количество водяного пара, находящегося в 1 м3 влажного воздуха;
2) упругость водяного пара е (мм рт. ст., гПа) — парциальное (внутреннее) давление пара в смеси с абсолютно сухим воздухом. Между упругостью водяного пара и абсолютной влажностью воздуха установлена следующая зависимость:
где а — коэффициент расширения воздуха; I — температура, °С;
3) максимальная упругость водяного пара (упругость насыщения) £,, гПа,— предельное количество водяного пара, которое может содержать воздух при данной температуре. Упругость насыщения £, зависит от температуры воздуха и в меньшей степени от атмосферного давления;
4) относительная влажность воздуха / — отношение фактической упругости водяного пара, находящегося в воздухе, к упругости насыщения при той же температуре:
5) дефицит влажности d (недостаток насыщения) — разность между упругостью насыщения Et и фактической упругостью при одинаковой температуре;
6) точка росы td — температура, при которой водяной пар, находящийся в атмосфере, достигает состояния насыщения (е = = £,;)= 100 %; d = 0).