Географія. 6 клас. Запотоцький

§ 29. Вода в атмосфері: випаровування, вологість повітря та її зміни

Ви відкриєте для себе:

• чому вода є в повітрі;
• як багато водяної пари може бути в повітрі;
• що таке відносна вологість;
• як визначають вміст водяної пари в повітрі.

1. Чому вода є в повітрі?

Можна відповісти подібним запитанням: а де ж немає води? Вода є скрізь: в океанах, у гірських породах, у рослинних і тваринних організмах. І в повітрі також вона присутня.

А все тому, що вода на нашій планеті має властивість перебувати в трьох станах: рідкому, газоподібному і твердому. Цікаво, що в повітрі вода частіше перебуває в газоподібному стані у вигляді водяної пари, і ми не помічаємо її в прозорому повітрі. Спостерігаємо лише тоді, коли в теплі літні дні після дощу водяна пара піднімається по гірських схилах, над лісовим масивом, над ставком, над річкою у вигляді розрідженої хмарки чи туману.

Мал. 97. Вранішній туман у Сколівських Бескидах

Вода в повітрі може бути у вигляді крапель дощу, кристаликів та грудочок льоду. Води в повітрі може бути дуже багато, особливо в жарку погоду перед дощем, у період самого дощу, дощу зі снігом, у період осінніх туманів. А може бути дуже мало. Особливо в тропічних широтах, де висока температура, висока випаровуваність і дощів немає роками та десятиліттями.

У полярних широтах через низьку температуру вода з поверхні землі випаровується повільно. Процес випаровування води в зимовий період можна спостерігати за старим снігом — він поступово зникає. Це тому, що частина його тане, а частина — випаровується. У сонячну морозну погоду в повітрі воду можна побачити у вигляді дрібних кристаликів льоду, як мерехтіння маленьких зірочок від бенгальських вогнів.

То чи можна зробити висновок, що вода випаровується при будь-яких температурах? Це дійсно так. При високих температурах цей процес відбувається дуже швидко, а при від’ємних — надто повільно.

2. Абсолютна вологість

Кількість водяної пари в повітрі характеризують два найважливіші показники — абсолютна і відносна вологість.

Вміст водяної пари в грамах в 1 м³ при певній температурі називають абсолютною вологістю.

Ми вже знаємо, що при високій температурі повітря швидше проходить процес випаровування води. Отже, в повітрі з високою температурою може міститися більше водяної пари. І навпаки: чим нижча температура, тим менше вологи може міститися в повітрі. Наприклад, при температурі +30°С в 1 м³ повітря може міститися максимум 30 грамів водяної пари. А вже при температурі -10°С в тому ж кубічному метрі може міститися лише 2,5 грами водяної пари.

Практикуймо

Проаналізуємо табличку максимально можливої вологості повітря при певній температурі.

Температура, (у градусах С)	-20	-10	-5	0	+ 10	+20	+30	+40
Кількість водяної пари (у г/м3)	1	2	3	5	9	17	30	51

Якщо повітря при певній температурі увібрало в себе максимально можливу кількість водяної пари, таку водяну пару називають насиченою. І тоді водяна пара переходить у рідкий стан — з’являються видимі крапельки туману, роси.

Але показник абсолютної вологості не дає нам можливості оцінити ступінь вологості. Бо в природі температура повітря постійно змінюється, і при зростанні температури швидко зменшується, а при зниженні температури, — навпаки, зростає. Також на вологість повітря великий вплив має вітер — він або посилить вологість, або понизить її.

3. Відносна вологість

Це така характеристика, яка нам дає можливість оцінити ступінь вологості повітря або наскільки водяна пара в повітрі є насиченою. На таке запитання ми частіше відповідаємо, що це та вологість, яка є на даний момент у повітрі. Або це та вологість, яка позначена на сайтах прогнозу погоди і позначена у відсотках.

Відношення фактичного вмісту водяної пари до максимально можливої при даній температурі у % називають відносною вологістю повітря.

Наприклад, у класній кімнаті при температурі +20°С міститься 10 грамів водяної пари в 1 м³. Яка відносна вологість у класі? Визначаємо відносну вологість через пропорцію:

17 г/м³ - 100%

10 г/м³ - х%, отже, х = (100 • 10) : 17 = 58,8% — відносна вологість у класі.

Або іншим способом:

10 : 17 • 100% = 58,8%

Отже, характеристика відносної вологості нам пояснює, наскільки водяна пара є насиченою в повітрі.

Чи означає це, що відносна вологість має велике значення для оцінки санітарних норм приміщення? Так. Її враховують тоді, коли ставлять обігрівачі у кімнаті, оскільки вологість у приміщеннях має бути в певних межах: не занадто сиро і не занадто сухо.

Дефіцит вологості чи в кімнаті, чи на вулиці, особливо в літні дні, однаково шкідливо впливає на здоров’я людини і на розвиток рослин. Ми чудово розуміємо, як складно жити і вирощувати сільськогосподарські культури в умовах тропічних пустель, де вологість дуже низька. У приміщеннях для комфортного проживання в таких районах не обійтися без кондиціонерів, а на полях і в садах — без штучного зрошення.

Натомість надлишок вологості можна постійно спостерігати в екваторіальних широтах у вологих тропічних лісах. А от у помірних широтах вологість у повітрі змінюватиметься за сезонами і високою буде під час затяжних дощів, у період осінніх туманів та сніжної зими. Висока вологість також спостерігається в нічний період доби й, особливо, вранці перед сходом сонця. Не мине вона і тих туристів / туристок, які мандрують у високі гори, адже на висоті 2-3 км температура понижується, а вологість зростає. Надлишок вологості в повітрі — це такий стан навколишнього середовища, який ми дуже часто характеризуємо як «сира погода».

Практикуймо

Проаналізуйте температуру та вологість повітря в містах Північно-Східної півкулі. Які закономірності ви помітили, рухаючись із півночі до екватора — від міста Осло до Лібревіля?

Місто, країна	Температура повітря (на 25.10.2022 року)	Відносна вологість
Осло, Норвегія	+7 (вночі) +8 (вдень)	94% (вночі) 91% (вдень)
Берлін, Німеччина	+13 (вночі) +15 (вдень)	78% (вночі) 82% (вдень
Рим, Італія	+17 (вночі) +26 (вдень)	88% (вночі) 49% (вдень)
Туніс, Туніс	+17 (вночі) +29 (вдень)	89% (вночі) 27% (вдень)
Абуджа, Нігерія	+25 (вночі) +32 (вдень)	77% (вночі) 50% (вдень)
Лібревіль, Габон	+26 (вночі) +25 (вдень)	94% (вночі) 85% (вдень)

4. Вимірювання вологості повітря

Вимірюють вологість повітря приладом гігрометром. З часом ви познайомитеся з цим приладом на уроках географії, фізики. Такими ж приладами визначають вологість повітря на метеорологічних станціях. Для побутового використання сьогодні виробляють зручні портативні вологоміри, такі як термогігрометр НТС-1 з годинником. Він одночасно вимірює температуру і вологість повітря, а також запам’ятовує максимальне і мінімальне значення цих показників. Цей прилад є своєрідною маленькою метеостанцією на вашому підвіконнику.

Мал. 98. Термогігрометр

Знаймо, вміймо і використовуймо в житті

Вода з поверхні Землі випаровується при будь-яких температурах: при додатних цей процес відбувається швидко, при від’ємних — повільно. Якщо повітря при певній температурі увібрало в себе максимально можливу кількість водяної пари, таку водяну пару називають насиченою. Тоді в повітрі з’являються опади. Але в природі температура повітря постійно змінюється, і при зростанні температури вологість зменшується, а при зниженні температури — зростає.

Основними показниками вологості повітря є його абсолютна і відносна вологість.

Вологість повітря є важливою характеристикою для багатьох галузей господарства. Від рівня вологості повітря залежить термін роботи приладів та механізмів, процес зберігання продуктів харчування та медикаментів, умови вирощування сільськогосподарської продукції.

Практикуймо

• 1. Використовуючи схему поясів постійного тиску на Землі, спробуйте дати відповідь на запитання: де на Землі відносна вологість повітря буде постійно висока, а де — постійно низька?
• 2. Задача. У приміщенні при температурі +20°С фактичний вміст водяної пари становить 8,5 г/м³ при абсолютному показникові 17 г/м³. Яка відносна вологість повітря буде у приміщенні: 30%, 50% чи 60%?