3.1. Характеристики вологості повітря

Вміст водяної пари в атмосфері оцінюється за допомогою характеристик вологості повітря або гігрометричних величин. До них належать: парціальний тиск водяного пару, пружність насичення, абсолютна вологість (або густина водяної пари), абсолютна вологість насичення, відносна вологість повітря, дефіцит насичення (або дефіцит парціального тиску водяної пари), точка роси.

Парціальний тиск (або пружність) водяної пари (е) – це тиск водяної пари, пропорційний її густині (масі в одиниці об’єму) та її абсолютній температури. Тобто це тиск, що мала би водяна пара, що міститься в повітрі, якби вона одна займала об’єм, що дорівнює об’єму повітря при тій самій температурі повітря. Визначається в тих самих одиницях, що і атмосферний тиск: в міліметрах ртутного стовпчика (мм), мілібарах (мб) або гектопаскалях (гПа).

e=a_nR_nT,

де a_n – густина водяної пари, R_n – питома газова стала водяної пари; T – абсолютна температура.

Парціальний тиск водяної пари при визначеній температурі повітря може зростати до певної межі, що називається пружністю насичення (Е) – це максимально можливий тиск водяного пару при даній температурі повітря.

Абсолютна вологість (а) – це маса водяної пари, що міститься в одиниці об'єму повітря. Визначається вона в грамах (кілограмах) на кубічний метр (г/м³ або кг/м³).

Коли відома пружність водяної пари (e, гПа) та температура повітря (T, ^оК), то .

Абсолютна вологість насичення (E’) – максимально можливий вміст вологи в повітрі при даній температурі. Визначається також в г/м³ або кг/м³.

Відносна вологість (f) – відношення парціального тиску водяного пару до пружності насичення повітря при тих самих значеннях тиску і температури, виражене у відсотках. Вона характеризується ступенем насичення повітря водяною парою при даній температурі:

Дефіцит насичення (d) – різниця між тиском насичення водяної пари і фактичним парціальним тиском водяної пари при даній температурі повітря: d = Е — е. Визначається в тих самих одиницях, що й парціальний тиск та пружність насичення: мм, мб, гПа.

Точка роси t_d - температура, при якій водяна пара, що є в повітрі, досягає стану насичення при даних пружності водяного пару і атмосферному тиску. Визначається в ^оС.

Насиченим повітрям називають повітря, у якому міститься максимально можлива кількість водяного пару при даній температурі.

На даний час основним методом визначення вологості повітря на метеорологічних станціях є психрометричний метод. Він базується на використанні охолодження вологого тіла при випаровуванні вологи з його поверхні. Чим сухіше повітря, тим інтенсивніше випаровування, тим нижча температура вологої поверхні, з якої випаровується вода.

3.2. Психрометричні таблиці

За наведеними вище формулами розраховані психрометричні таблиці. Правила використання цих таблиць наведені у вступі до них. Користуючись цими таблицями, за показниками сухого та змоченого термометрів, можна без будь-яких розрахунків знайти всі основні гігрометричні показники.

Парціальний тиск, виражений в міліметрах, можна перевести в мілібари чи гектопаскалі. Для цього необхідно величину тиску, що виражена в міліметрах, помножити на 1,33. Наприклад, 15,2 мм = 15,2∙1,33 = =20,2 (мб, гПа)

Для переведення тиску, вираженого у мілібарах, у міліметри, необхідно помножити величину, виражену в мілібарах (чи гектопаскалях) помножити на 0,75. Наприклад, 25,6 мб = 25,6 гПа = 25,6∙0,75 = 19,2 мм.

Завдання. Користуючись психрометричними таблицями розрахувати всі характеристики вологості повітря. Величини парціального тиску, пружності насичення та дефіциту вологості повітря визначити як у міліметрах, так і в гектопаскалях.

Результати розрахунків подати у вигляді таблиці 3.1.

Таблиця 3.1

Розрахунки характеристик вологості повітря

Ва-рі-ант	Показання термометрів, оС		Характеристики вологості повітря
	«су-хо-го» (t)	«змо-чено-го» (t’)	пружність насичення Е		парціальний тиск e		дефіцит вологості d		від-нос-на вологість f, %	точ-ка роси td, оС
			мм	гПа	мм	гПа	мм	гПа
1	2,5	0,5
2	8,0	5,4
3	12,0	9,2
4	5,5	2,5
5	5,0	2,0
6	10,0	7,0
7	14,0	10,2
8	11,5	5,1
9	13,0	6,6
10	17,0	15,0
11	22,5	20,3
12	29,0	27,8
13	17,5	13,3
14	22,0	18,8
15	25,5	20,9
16	19,0	12,8
17	22,0	16,0
18	20,5	11,1
19	31,5	26,5
20	33,0	27,0
21	35,5	27,7
22	34,5	25,5

Лабораторна робота № 4 ВІТЕР

4.1. Вітер, його основні характеристики.

4.2. Прибори для вимірювання швидкості та напряму вітру.

4.3. Побудування рози вітрів.

Мета: ознайомитись з основними характеристиками вітру та приборами для їх вимірювання; ознайомитись з методикою будування рози вітрів.

Вітер є важливим фактором середовища. Він обумовлює дифузію повітря, підтримуючи постійність газового складу атмосфери, переносить водяний пар і тепло; впливає на режим основних метеорологічних факторів в приземному шарі; впливає на рослини, тварини і стан земної поверхні; є дешевим джерелом енергії.

З одного боку вітер сприятливо впливає на сільськогосподарську діяльність і життя людини взагалі. Так, бризи (вітри, що виникають біля морів) підвищують вологість повітря і пом’якшують спеку у прибережній зоні; фени (вітри, що дують з гір у долини) – взимку пом’якшують умови перезимівлі садів та виноградників; слабкі вітри (до 5 м/с) в період квітіння анемофільних рослин (що запилюються за допомогою вітру) сприяють переносу пилка, заплідненню та утворенню насіння; у вологі роки вітер сприяє підсиханню скошених трав та зерна у валках при роздільному збиранні хлібів, що дозволяє проводити вибіркові польові роботи у більш ранні строки.

З іншого боку вітер може мати негативний вплив: у літній час вітер значно посилює висушення повітря та ґрунту, сприяючи розвитку суховійних та ерозійних явищ; навіть слабкі вітри переносять насіння бур’янів, забруднюючи сільгоспугіддя; сильний вітер заважає літанню комах і бджіл, що погіршує умови запилення садів; вітри зі зливами викликають полягання посівів, пошкодження листових пластин рослин, обриває квіти і плоди, заважає проведенню сінозбиральних робіт; взимку сильні вітри видувають сніговий і верхній шар ґрунту, викликаючи загибель озимих і зимуючих культур, заносять дороги і будівлі, заважають випасу худоби; та ін.