35. Географическое распределение влажности воздуха, изменение влажности с высотой.

Географическое распределение влажности воздуха зави­сит: 1) от испарения в каждом данном районе; 2) от переноса влаги воздушными течениями из одних мест Земли в другие.

Испарение пропорционально дефициту насыщения, а послед­ний в общем тем больше, чем выше температура. Поэтому распределение влажности (давления пара, удельной или абсо­лютной влажности) в общем следует распределению температуры. На климатических картах расположение изолиний влажности близко к расположению изотерм (карты XV—XVI). Влажность воздуха наибольшая у экватора, где многолетнее среднее месячное давление пара выше 20 гПа, а в ряде мест достигает экстремальных значений (30—35 гПа). Максимальная влажность воздуха на суше отмечается в области экваториальных лесов.

Влажность воздуха, как и температура, убывает с широтой. Кроме того, зимой она, как и температура, ниже на материках и выше на океанах, поэтому зимой изолинии давления пара или абсолютной влажности, подобно изотермам, прогнуты над матери­ками в направлении к экватору. Над очень холодными внутренни­ми районами Центральной и Восточной Азии возникает даже область особенно низкого давления пара с замкнутыми изолиния­ми. В районе якутского полюса холода давление пара меньше 0,1 гПа; еще ниже оно вс внутренних районах Антарктиды.

Однако летом соответствие между температурой и содержани­ем пара меньше. Температуры внутри материков летом высокие, но фактическое испарение ограничено запасами влаги, поэтому водяного пара может поступать в воздух не больше, чем над океанами, а фактически его поступает меньше. Следовательно, и давление пара над материками не увеличено в сравнении с океанами, несмотря на более высокую температуру. Поэтому в отличие от изотерм изолинии давления пара летом не выгиба­ются над материками к высоким широтам, а проходят близко к широтным кругам. А пустыни, такие, как Сахара или пустыни Средней и Центральной Азии, являются областями пониженного давления пара с замкнутыми изолиниями.

В материковых областях с преобладающим круглый год переносом воздуха с океана, например в Западной Европе, содержание пара достаточно большое, близко к океаническому и зимой и летом. В муссонных областях, таких, как юг и восток Азии, где воздушные течения направлены летом с моря, а зимой с суши, содержание пара велико летом и мало зимой.

60°С.шЛ0 20 0 20 40 60°ю.ш.

ИЗМЕНЕНИЕ ВЛАЖНОСТИ С ВЫСОТОЙ

С высотой давление водяного пара убывает; убывает и абсолютная, и удельная влажность. Это вполне понятно: давление и плотность воздуха в целом также убывают с высотой. Замечательно, что и процентное содержание водяного пара по отношению к постоянным газам воздуха также убывает с высотой. Это значит, что давление и плотность водяного пара убывают с высотой быстрее (даже значительно быстрее), чем общее давление и общая плотность воздуха. Зависит это от того, что источником водяного пара служит поверхность Земли (океаны, суша), т.е. водяной пар постоянно поступает в атмосферу снизу и,постепенно распространяясь вверх, конденсируется в более или менее высоких слоях вследствие понижения температуры. Поэтому в нижних слоях его больше по отношению к сухому воздуху, чем в верхних.

Убывание влажности с высотой в отдельных случаях происхо­дит по-разному в зависимости от условий перемешивания воздуха и от вертикального распределения температуры. В среднем давление водяного пара падает с высотой так, как об этом говорилось в главе второй. Вместе с давлением пара также быстро убывает с высотой и абсолютная и удельная влажность воздуха. Таким образом, половина всего водяного пара приходится на нижние 1,5 км и свыше 99% —на тропосферу.

В горах влажность воздуха несколько больше, чем на тех же высотах в свободной атмосфере, так как здесь ближе источник влаги — земная поверхность.

Существуют эмпирические формулы, описывающие распреде­ление давления пара и удельной влажности с высотой в горах и свободной атмосфере.

Относительная влажность меняется с высотой менее закономерно. В общем она с высотой убывает. Но на уровнях, где происходит облакообразование, относительная влажность, ко­нечно, повышенная. В слоях с температурными инверсиями она уменьшается очень резко вследствие повышения температуры.

Зная распределение абсолютной влажности по высоте, можно подсчитать, сколько водяного пара содержится во всем столбе воздуха над единицей площади земной поверхности. Эту величину называют влагосодержанием атмосферного столба. В иностранной литературе эту величину называют precipitable water, т.е. водой, которая может быть осаждена. В среднем над каждым квадратным метром земной поверхности в воздухе содержится около 28,5 кг водяного пара. Напомним, что общая масса такого столба при среднем атмосферном давлении более 10 т (примерно в 300 раз больше массы водяного пара).