В земной атмосфере одновременно содержится около 12000–13000 куб. км водяного пара. Вода попадает в атмосферу в основном в результате испарения с земной поверхности. В атмосфере влага конденсируется, переносится воздушными течениями и снова выпадает на земную поверхность. Совершается постоянный круговорот воды, возможный благодаря ее способности находится в трех состояниях и легко переходить из одного состояния в другое.
Влажность воздуха определяется содержанием водяного пара и характеризуется абсолютной влажностью, максимальным влагосодержанием, относительной влажностью, дефицитом влажности и точкой росы.
Абсолютная влажность – фактическое содержание водяного пара в атмосфере, измеряемое его весом в граммах на 1 куб м (q) или упругостью (e), т. е. оказываемым на подстилающую поверхность давлением в миллиметрах ртутного столба и миллибарах. Числовые значение q и e очень близки друг к другу. При температуре 16,4º они совпадают.
Максимальное влагосодержание (Q) или упругость водяного пара (E), насыщающего воздух – предел содержания водяного пара в воздухе при данной температуре. Максимальное влагосодержание находится в прямой зависимости от температуры. Чем выше температура воздуха, тем больше водяного пара он может содержать. При низких температурах воздух способен содержать очень малое количество водяного пара. Поэтому снижение температуры воздуха может вызвать конденсацию водяных паров. Относительная влажность (r) – отношение абсолютной влажности к максимальному влагосодержанию, выраженное в процентах: r = · 100, или · 100
Относительная влажность характеризует степень насыщения воздуха водяным паром. При насыщении E = er=100%
Дефицит влажности (Д) – недостаток насыщения при данной температуре ((Д = Е – е).
Точка росы (Т°) – температура, при которой содержащийся в воздухе водяной пар насыщает его. При относительной влажности воздуха меньше 100% точка росы всегда ниже фактической температуры воздуха. Чтобы довести температуру воздуха до Т°, его нужно охладить.
Испарение.
Вода попадает в атмосферу в результате процесса испарения, заключающегося в преодолении быстродвижущимися молекулами воды сил сцепления в отрыве их от поверхности воды и переходе в атмосферу. Чем выше температура испаряющей поверхности, тем быстрее движение молекул и тем большее их число попадает в атмосферу. Встречая сопротивление воздуха, часть молекул возвращается обратно на испаряющую поверхность. Этому способствует уже содержащийся в воздухе водяной пар. При насыщении воздуха водяным паром процесс испарения прекращается.
Скорость испарения зависит от дефицита влажности и от скорости ветра.
Процесс испарения сопровождается понижением температуры испаряющей поверхности. На испарение 1 г воды затрачивается 600 кал, на испарение 1 г льда – на 77 кал меньше.
Испарение с поверхности океана на всех широтах значительно больше, чем с поверхности суши. В течение года оно изменяется мало. При достаточном количестве тепла испарение больше во влажный период, при низких температурах – вообще невелико. В случае отсутствия достаточного количества влаги на поверхности испарение с нее не может быть большим даже при высокой температуре и огромном дефиците влажности.
Влажность воздуха постоянно изменяется в связи с изменением температуры испаряющей поверхности и воздуха, интенсивности испарения и конденсации, переноса влаги в атмосфере.