Вопрос №1

Влажностью воздуханазывают содержание водяного пара в атмосфере. Водяной пар является одной из важнейших составных частей земной атмосферы.

Водяной пар непрерывно поступает в атмосферу вследствие испарения воды с поверхности водоёмов, почвы, снега, льда и растительного покрова, на что затрачивается в среднем 23% солнечной радиации, приходящей на земную поверхность.

В атмосфере содержится в среднем 1,29*1013 т влаги (водяного пара и жидкой воды), что эквивалентно слою воды 25,5 мм.

Влажность воздуха характеризуется следующими величинами: абсолютной влажностью, парциальным давлением водяного пара, давлением насыщенного пара, относительной влажностью, дефицитом насыщения водяного пара, температурой точки росы.

Абсолютная влажность a (г/м3) - количество водяного пара, выраженное в граммах, содержащееся в 1 м3 воздуха.

Парциальное давление (упругость) водяного пара e - фактическое давление водяного пара, находящегося в воздухе, измеряют в миллиметрах ртутного столба (мм рт. ст.), миллибарах (мб) и гектопаскалях (гПа). Упругость водяного пара часто называют абсолютной влажностью. Однако смешивать эти разные понятия нельзя, так как они отражают разные физические величины атмосферного воздуха.

Давление насыщенного водяного пара, или упругость насыщения, E - максимально возможное значение парциального давления при данной температуре; измеряют в тех же единицах, что и e. Упругость насыщения возрастает с увеличением температуры. Это значит, что при более высокой температуре воздух способен содержать больше водяного пара, чем при более низкой температуре.

Относительная влажность f - это отношение парциального давления водяного пара, содержащегося в воздухе, к давлению насыщенного водяного пара при данной температуре. Выражают её в процентах с точностью до целых: f=(e/E)*100%.

Относительная влажность выражает степень насыщения воздуха водяными парами.

Дефицит насыщения водяного пара (недостаток насыщения) d - разность между упругостью насыщения и фактической упругостью водяного пара: d=E-e.

Дефицит насыщения выражают в тех же единицах и с той же точностью, что и величины e и E.При увеличении относительной влажности дефицит насыщения уменьшается и при f=100% становится равным нулю.

Так как E зависит от температуры воздуха, а e - от содержания в нём водяного пара, то дефицит насыщения является комплексной величиной, отражающей теплосодержание и влагосодержание воздуха. Это позволяет шире, чем другие характеристики влажности, использовать дефицит насыщения для оценки условий произрастания сельскохозяйственных растений.

Точка росы td (oC) - температура, при которой водяной пар, содержащийся в воздухе при данном давлении, достигает состояния насыщения относительно химически чистой, плоской повехности, воды. При f=100% фактическая температура воздуха совпадает с точкой росы. При температуре воздуха ниже точки росы начинается конденсация водяных паров (если td>0oC) или сублимация (если td<0oC), с образованием туманов, облаков, а на поверхности земли и предметов образуются роса, иней, изморозь.

2. Какие методы применяют для определения влажности воздуха?

А) Психометрический метод- основан на разности температуры сухого и смоченного психрометрических термометров.

(основан на использовании прибора, называемого психрометром. Один из термометров, обычный, называется сухим, измеряющим температуру t воздуха. Баллончик с расширяющейся жидкостью другого термометра обертывают легкой гигроскопической тканью, например батистом, в виде чехла, нижний конец которого опускают в сосуд с водой. Температура мокрого термометра будет снижаться до такого значения, при котором количество скрытой теплоты, расходуемой тканью на испарение, станет равным количеству явной теплоты, отдаваемой воздухом ткани.)

Б)Гигрометрический(сорбционный)- основан на свойствах обезжиренного человеческого волоса ( например «волосной гигрометр» или «волосной гигрограф»

(основан на способности некоторых материалов изменять свою форму и размеры (удлиняться – обез-жиренный человеческий волос, капроновая нить и др.), или свой¬ства (электропроводимость – соль LiCl и др.) при впитывании влаги из воздуха в количестве, пропорциональном его относитель¬ной влажности. Поэтому, используя эти материалы в механиче¬ских или мостовых электрических схемах, можно создавать при¬боры невысокой точности, называемые гигрометрами.)

3. Чем отличается влажность воздуха в саду и на открытой территории?

Микроклиматические условия считаются благоприятными для человека при относительной влажности воздуха 30—70 %.

Повышенная влажность воздуха внутри зеленых насаждений по сравнению с открытыми территориями отличается равномерностью, не имеет резких колебаний, что вызвано тем, что испаряющая поверхность зеленых насаждений (деревьев, кустарников, трав) в 20 раз и более превышает занятую этими растениями площадь. Зеленые насаждения как бы регулируют влажность: в период сухости растения усиливают испарение, при высокой влажности водяные пары конденсируются на листьях — более прохладных поверхностях.

Следует отметить, что относительная влажность в городе, как правило, ниже, чем в естественных природных условиях, что является следствием радикальных изменений свойств подстилающей поверхности (крыши, мостовые способствуют быстрому удалению с территории города осадков).

В зависимости от размеров и структуры массивов зеленых насаждений влияние растительности на влажность воздуха распространяется на прилегающие инсолируемые открытые пространства и проявляется на расстоянии, в 15—20 раз превышающем высоту растений. Проведенные исследования позволяют сделать вывод, что на территории, отстоящей от зеленого массива на 500 м, из-за влияния растений относительная влажность может при определенных условиях повышаться на 30 %. Влажность воздуха увеличивают даже неширокие 10-метровые полосы древесно-кустарниковой растительности, которые на расстоянии 500 м поднимают влажность на 5— 8 % по сравнению с открытой площадью.

Относительная среднемесячная влажность воздуха среди зеленых насаждений парка выше на 4—9 %, в сквере — на 3—5 % по сравнению с территориями многоэтажной застройки. Даже небольшие участки внутри-квартальной зелени заметно способствуют повышению относительной влажности воздуха.

Умело применяя влаголюбивые растения и используя их качества, на территории с повышенной относительной влажностью (выше 70 %) последнюю значительно можно снизить.

4. Стационарный психрометр состоит из двух термометров (спиртовых или ртутных). Укрепленных на специальном штативе и помещенные в метеорологической будке. Резервуар одного из них обвязывается кусочком батиста, конец которого помещен в стаканчик с водой, для обеспечения свободного поступления воды к резервуару.

При испарении воды происходит охлаждение влажного термометра. Чем ниже влажность окружающего воздуха, тем интенсивнее протекает этот процесс. Следовательно, чем суше воздух, влажность которого определяется, тем ниже будут показания смоченного термометра, тем больше будет разница между показаниями сухого и влажного термометров.

Устройство будки обеспечивает свободный обмен воздуха возле резервуара. Основным недостатком стационарных психрометров является зависимость показаний смоченного термометра от скорости воздушного потока в будке, преимуществом - простота устройства и обслуживания.

№ 5

Влажность воздуха — это величина, характеризующая содержание водяных паров в атмосфере Земли — одна из наиболее существенных характеристик погоды и климата.

Абсолютная влажность воздуха (f) — это количество водяного пара, фактически содержащегося в 1 м³ воздуха. Определяется как отношение массы содержащегося в воздухе водяного пара к объёму влажного воздуха.

Обычно используемая единица абсолютной влажности — грамм на метр кубический, г/м³

Относительная влажность воздуха (φ) — это отношение его текущей абсолютной влажности к максимальной абсолютной влажности при данной температуре. Она также определяется как отношение парциального давления водяного пара в газе к равновесному давлению насыщенного пара.

Есть так называемая граница насыщения, то есть максимальное количество водяного пара, который может содержаться в воздухе при данной температуре. Чем выше температура, тем выше поглощающая способность воздуха.

Важной характеристикой водяного пара, содержащегося в воздухе является его давление (упругость).

Давление (упругость) насыщения это максимально возможное давление водяного пара при заданной температуре.

Существует таблица, описывающая зависимость давления насыщения от температуры

Основным методом измерения влажности воздуха при положительной температуре является психрометрический. Опредение влажности осуществляется по показаниям двух термометров с точностью 0.1 градус Цельсия. Один термометр измеряет температуру воздуха, а второй термометр обертывают смоченной тканью, таким образом он показывает свою собственную температуру, зависящую от интенсивности испарения воды с поверхности. Чем меньше водяного пара в воздухе, тем сильнее испарение с поверхности второго термометра, и тем ниже его показания.

Собственно, такая система из двух термометров и называется психрометр.

Из разницы показаний температур определяется текущее давление водяного пара в воздухе по формуле

,

где - давление насыщения при температуре второго термометра,

- постоянная психрометра, принимаемая равной 0.0007947,

- атмосферное давление, принимается равным 1000 гПа

- показания сухого термометра

- показания смоченного термометра

Растительный покров оказывает большое влияние на влажность воздуха.

Растения испаряют большое кол-во воды и тем самым обогащают водяным паром приземный слой атмосферы, поэтому внутри растительного сообщества наблюдается повышенное влагосодержание воздуха по сравнению с оголенной поверхностью. Этому способствует еще и уменьшение растительным покровом скорости ветра, а следовательно, и турбулентной диффузии пара.

Упругость пара внутри крон деревьев может быть на 2-8 гПа больше, чем на открытой местности, правда в вечерние и ночные часы влияние растительности на влагосодержание меньше.

Большое влияние растительный покров оказывает и на относительную влажность, так в ясные летние дни относительная влажность внутри посевов ржи на 10-30% больше, чем над открытым пространством.

В посевах наибольшая относительная влажность наблюдается у поверхности почвы, затененной растениями, а наименьшая в верхнем ярусе листьев.