Оглавление
Иногда даже с поверхности ледников в г. Порой испаряются и другие материалы, включая рукотворные. Из-за этого над планетой зависло настоящее невидимое море. Хотя его мало в сравнении с жидкой водой, средняя масса жидкости над каждым гектаром планеты составляет в районе 200 тонн воды. Разумеется, в пустынях, или, вернее, над ними, это значение меньше. Эта газообразная вода, как часть земной атмосферы – очень интересная тема для изучения. С ней связано множество необычных научных фактов.
Основные свойства
Форма
Водяной пар – газ. Как и все газы, он не имеет ни постоянного объема, ни, соответственно, формы. Нет у него и цвета, он почти полностью прозрачен и искажает солнечные лучи столь незначительно, что увидеть его невозможно.
Влажность
Разумеется, помимо того, в какой форме присутствует водяной пар, важно его количество. Содержание водяного пара в воздухе именуется влажностью. Это неоднородный показатель. Ученые-климатологи и метеорологи различают два вида влажности: абсолютную и относительную.
Есть ряд физических величин, которые используются, чтобы характеризовать влажность. Очень часто это внесистемные единицы, то есть они не регламентированы единой системой измерений. Их перечень включает в себя:
Парообразование в атмосфере
Мы привыкли всегда думать о воде, как о части гидросферы, и не связывать воздух со столь большими объемами. Но откуда же она берется в газообразной оболочке нашей планеты?
Основными источниками водяного пара, в порядке убывания доли в общем объеме испарения, являются:
- Моря и океаны.
- Реки и озера.
- Влажный грунт.
- Влажная растительность.
- Вода в твердом виде (горные и арктические ледники).
При этом больше всего водяного пара в тропосфере, которая представляет нижний слой атмосферы (до 20 километров высоты). В ней 99% от всего водяного пара. Дело в том, что выше атмосфера слишком разреженная и воздух слишком холодный. Пар конденсируется в виде кристаллов льда и возвращается в более низкие слои атмосферы в виде облаков.
Роль водяного пара в атмосфере
Водяной пар имеется от нижней до верхней прослойки атмосферы, конденсируясь в облаках самых разных видов. Он имеет очень большое значение в климатообразовании нашей планеты и окружающей среде.
Именно во многом благодаря ему и происходит образование погоды, поддержание постоянных климатических условий и создание пригодной для человеческой жизни природной обстановки.
Например, водяные пары являются естественными поглотителями тепла, отражаемого от поверхности земли. Также он является частью круговорота воды, и, соответственно, создает атмосферные осадки, вроде дождя и снега.
Газообразная вода играет важнейшую роль в переносе тепла по всей планете – от экватора к полюсам. Этот пар также сглаживает суточные и сезонные колебания степени нагретости воздуха. К примеру, в безоблачную ночь самый нижний приземной слой охлаждается быстрее всего. Из-за этого возникает низкий туман (радиационный). При конденсации такого тумана образуются капельки росы. Смачивая растения, они сильно влияют на их развитие.
Вода является источником гидроксильного радикала ОН, выполняющего функцию окислителя. Радикал способен поглощать очень много различных парниковых газов – метана, гидрофторуглеродов, углеводородов и окиси углерода.
Является ли количество газов постоянным?
Количество пара в атмосфере непостоянно и все время изменяется. Главный фактор, влияющий на насыщенность воздуха паром – это температура. Чем она выше, тем больше влаги содержится в единице объема газа.
Сколько процентов пара содержится в воздухе? Так, в холодных арктических регионах содержание воды в воздухе составляет примерно 0,2%, в то время как в экваториальных областях – до 4%.
На содержание влаги в атмосфере влияют также:
- Высота над уровнем моря.
- Подстилающая поверхность (характер почвы, ее структура, рельеф).
- Удаленность от морей и океанов.
- Густота растительности на поверхности Земли (с лугов испаряется в три раза больше воды, чем с поверхности, лишенной растений).
- Время суток.
Абсолютная и относительная влажность — в чем разница?
Под абсолютной влажностью следует понимать количество воды в граммах в каждом кубическом метре газа. Чем больше влаги на земной поверхности и чем теплее, тем абсолютная влажность выше. Воздух не может поглотить бесконечное количество пара, так как существует предел – точка насыщения.
Относительная влажность являет собой отношение абсолютной влажности к количеству влаги, равному точке насыщения при определенной температуре. Так, например, при 30 градусах тепла воздух может содержать максимум 30 г водяного пара, а при 20 градусах – всего 17 г.
Температура, при которой пар, находящийся в воздухе, начинает конденсироваться, называют точкой росы. В приведенном примере точка росы будет примерно при 17,5 градусах.
В каком воздухе содержится больше водяного пара?
Чем более теплый воздух, тем больше в нем может содержаться паров воды. Но чем он влажнее, тем меньше объема приходится на постоянные составляющие – азот, кислород, аргон, углекислый газ и инертные газы.
Приборы для измерения
Научные методы в исследованиях невозможны без специализированного оборудования. Для измерения количества водяного пара в окружающем воздухе в науке используют гигрометры и психрометры.
Конденсация
Конденсация – это переход воды из газообразного состояния в жидкое. Этот процесс начинается при понижении температуры до точки росы. Здесь воздух становится насыщенным, возникают микроскопические капли воды диаметром в несколько микрон, которые в дальнейшем увеличиваются. Это происходит из-за того, что энергия более горячего пара передается более холодному воздуху.
Если конденсация происходит при отрицательной температуре, то образуются капельки переохлажденной жидкости. Вскоре они замерзают, и на них нарастают мельчайшие кристаллы льда.
Частые вопросы
Водяной пар в природе может возникать в природе из-за кипения, но редко. Это происходит из-за геотермальных источников, гейзеров и подводных вулканов.
Обычно водяной пар по своей чистоте близок к дистилляту, потому что при испарении все примеси в жидкости остаются в воде. Но из-за деятельности человека (например, городского смога и химикатов) при конденсации водяной пар может стать загрязнен токсичными веществами.
Нет. Облака, как и туман, представляют другой тип атмосферного явления – взвесь из конденсированного водяного пара. Вместо отдельных молекул воды в них хоть и крохотные, но капли влаги.
Да, но лучше пропускать ее через фильтр и кипятить. Хотя дождевая вода сама по себе чистая до попадания на землю, т.к. появляется из чистого водяного пара, антропогенные факторы (особенно смог, выхлопные газы и т.д.) могут добавить в нее вредных примесей.
Да. Некоторые озера, остающиеся без притока воды, под действием солнца испаряются полностью.
Интересное видео по теме:
Заключение
Количество влаги в газообразной оболочке все время разное и зависит от интенсивности солнечной радиации, подстилающей поверхности, удаленности от водных объектов.
Чем выше температура, тем большее количество влаги может содержаться в воздухе. Определить его влажность можно с помощью специальных приборов.