Dünyanın atmosferi yaklaşık yüzde 78 azot, yüzde 21 oksijen ve yüzde 0,9 argon içerir. Kalan yüzde 0,1 karbondioksit, azot oksitler, metan, ozon ve su buharından oluşur. Küçük miktarlarına rağmen, bu atmosferik gazlardaki küçük değişiklikler bile küresel enerji dengesini ve sıcaklığını etkiler. En önemli sera gazı olan su buharı sıcaklıkla dalgalanır.
Havadaki Su Buharı Yüzdesi
Havadaki su buharı yüzdesi sıcaklığa bağlı olarak değişir. Soğuk Arktik ve Antarktika’daki (ve en yüksek Alp bölgelerindeki) su buharı yüzdesi yüzde 0,2’ye kadar düşebilirken, en sıcak tropik hava yüzde 4’e kadar su buharı içerebilir.
Su Buharı ve Sıcaklık
Kısacası, kuru hava sıcaklığı ne kadar yüksek olursa, hava o kadar fazla su buharı tutabilir. Hava sıcaklığı soğudukça su buharı içeriği düşer. Bu nedenle, havadaki su buharı yüzdesi sıcaklık (ve basınç) ile değişir. Atmosferdeki su miktarı doygunluğa ulaştığında nem oranı yüzde 100’dür.
Yüzde 100 doygunluk seviyesinde, su buharı yoğunlaşarak su damlaları oluşturur. Su damlaları yeterince büyürse yağmur yağar. Daha küçük su damlacıkları bulut veya sis olarak görünür. Doygunluğun altında, atmosferdeki su buharı yüzdesi genellikle bağıl nem olarak rapor edilir.
Bağıl Nem Bulma
Nem, atmosferdeki su miktarını ifade eder. Bağıl nem, atmosferdeki su buharı miktarını, havanın o sıcaklıkta tutabileceği teorik maksimum su buharı miktarıyla karşılaştırır.
Bağıl nem, özel psikrometrik çizelgeler ve bir askılı psikrometre veya iki termometre kullanılarak belirlenebilir. Bir askılı psikrometre, döner veya kısa bir zincire bağlı küçük bir tahta üzerine birbirine monte edilmiş iki termometreden oluşur. Bir termometrenin kuru bir ampulü vardır. İkinci termometre, ıslak termometre termometresi, bir parça ıslak bezle sarılmış ampule sahiptir.
Kuru termometre hava sıcaklığını ölçer. Islak termometre, buharlaşan suyun soğutma etkisi ile sıcaklığı ölçer. Kullanmak için ıslak termometrenin bezini ıslatın ve ardından termometreleri 10 ila 15 saniye sallayın. Her iki sıcaklığı da okuyun.
Bağıl Nem Sıcaklık Farkı
Islak termometrenin en düşük değerine ulaştığından emin olmak için yukarıdaki ölçümleri iki veya üç kez tekrarlayın. İki okuma arasındaki fark, bağıl nemi bulmak için kullanılır. Okumalardaki fark ne kadar büyük olursa, bağıl nem o kadar düşük olur.
86°F’de (30°C), örneğin 2,7°F (1,5°C)’lik bir fark, bağıl nemin yüzde 89’da çok yüksek olduğu anlamına gelirken, 27°F (15°C)’lik bir fark, bağıl nem anlamına gelir. nem yüzde 17 ile son derece düşük. Psikrometrik şemada, kuru termometre okumaları x ekseninden dikey çizgiler olarak gösterilir.
Islak termometre okumaları, grafiğin sol üst kısmı boyunca kavisli bir çizgi olarak gösterilir. Bağıl nemi bulmak için dikey kuru termometre sıcaklık çizgisi ile açılı yaş termometre sıcaklık çizgisinin kesişimini bulun.
Su Buharı ve Mutlak Nem
Mutlak nem, havanın buhar konsantrasyonu veya yoğunluğundan oluşur. Mutlak nem, yoğunluk formülü kullanılarak hesaplanabilir:
d v = m v ÷ V
d v buharın yoğunluğu, m v buharın kütlesi ve V havanın hacmidir. Hacim (V) değiştiği için yoğunluk veya mutlak nem, sıcaklık veya basınçtaki değişikliklerle değişir. Havanın hacmi sıcaklık arttıkça artar, basınç arttıkça azalır.
İnsan bakış açısından, hava ne kadar nemliyse atmosferdeki su buharı da o kadar fazladır. Havadaki su buharı miktarı arttıkça buharlaşma azalır. Çevredeki havanın su buharı kapasitesi yüksek olduğunda ter o kadar kolay buharlaşmadığından, nem yüksek olduğunda cilt soğutması daha az etkilidir.
Su Buharı Neden Önemlidir?
Karbondioksit değil su buharı, Dünya’nın en kritik sera gazıdır. Güneş’in yanı sıra, su buharı, ısınma etkisinin yaklaşık yüzde 60’ını oluşturan, Dünya’nın sıcaklığının ikinci kaynağı olarak yer alıyor. Su buharı yerden sıcaklığı yakalar ve tutar ve bu sıcaklığı atmosfere taşır.
Su buharı, ısıyı ekvatordan kutuplara doğru hareket ettirerek, ısıyı dünyaya dağıtır. Su molekülleri tarafından emilen ısı, buharlaşma için enerji sağlar. Bu su buharı atmosfere yükselir ve ısıyı atmosfere taşır.
Su buharı yükseldikçe, sonunda atmosferin daha az yoğun ve havanın daha soğuk olduğu seviyelere ulaşır. Su buharının ısı enerjisi çevredeki daha soğuk havaya kaybolduğundan, su buharı yoğunlaşır. Yeterli su buharı yoğunlaştığında bulutlar oluşur. Bulutlar güneş ışığını yansıtarak Dünya yüzeyinin soğumasına yardımcı olur.
