Содержание
Климат относится к долговременным погодным явлениям, связанным с регионом. Он включает среднюю температуру, тип и частоту осадков и ожидаемый диапазон изменчивости погоды. Влажность является как компонентом климата, так и сдерживающим эффектом для климата. Например, тропический тропический лес имеет климат, обусловленный его относительно постоянным воздействием солнечного света в течение года, но большое количество осадков, вызванное высокими средними температурами, является такой же частью тропического климата. Таким образом, отделить влажность от климата непросто, но все же можно определить некоторые климатологические последствия уровней влажности.
География и климат
Влажность имеет большое значение для определения климата, но она не контролирует все. Поскольку солнечная энергия управляет погодой Земли, можно ожидать, что места на одной и той же широте - где видны идентичные солнечные лучи - будут иметь одинаковый климат. Это видно по средним температурам, например, Миннеаполиса и Бухареста, которые находятся примерно на 44,5 градуса северной широты. Миннеаполис имеет среднюю температуру около 7 градусов по Цельсию (44 градуса по Фаренгейту), в то время как средний Бухарест составляет 11 градусов по Цельсию (51 градус по Фаренгейту). Но Гора Эверест и пустыня Сахара также находятся на одной широте, но имеют сильно различающиеся климатические условия. Значительная часть этого связана с их разницей в высоте. Но даже места на одной широте и высоте могут иметь совершенно разные климатические условия, и самым большим дополнительным фактором является влажность.
вода
Воздух полон энергии. Даже в неподвижном воздухе молекулы постоянно стреляют, сталкиваясь друг с другом. Хотя это немного обманывает, вы можете думать об энергии воздуха, которая представлена его температурой - чем горячее воздух, тем больше энергии он удерживает. Когда водяной пар попадает в ситуацию, он внезапно становится немного сложнее.При «нормальных» температурах вода может существовать в виде твердого льда, жидкой воды и газообразного водяного пара - она не только может существовать, как все три в одном и том же месте, как это обычно бывает. Вы можете увидеть это сами, внимательно наблюдая за стаканом ледяной воды. Хотя вода охлаждается льдом, у некоторых молекул достаточно энергии, чтобы вырваться из жидкой фазы и подняться с поверхности в виде «тумана». Между тем, некоторые молекулы водяного пара, уже находящиеся в воздухе, попадают на холодные стороны стекла и конденсируются обратно в жидкую воду. В любой среде вода ищет баланс между твердым, жидким и газообразным состояниями.
Вода и Энергия
Причина, по которой влажность, которая является мерой водяного пара, взвешенного в воздухе, является настолько важным фактором погоды и климата, потому что вода содержит дополнительную энергию при ежедневных температурах. Вода постоянно преобразуется между своими тремя формами, но каждое преобразование потребляет или высвобождает энергию. Другими словами, водяной пар при комнатной температуре отличается от жидкой воды при той же температуре, потому что он приобрел некоторую дополнительную энергию. Несмотря на то, что температура одинакова, у пара больше энергии, потому что он превратился из жидкости в газ. В метеорологических кругах эту энергию называют «скрытой теплотой». Это означает, что масса теплого сухого воздуха содержит гораздо меньше энергии, чем масса влажного воздуха при той же температуре. Поскольку климат и погода являются функциями энергии, влажность является критическим фактором климата.
Вода - и Энергия - Циркуляция
Практически вся энергия, которая движет климатом Земли, исходит от Солнца. Солнечная энергия нагревает воздух и, что более важно, воду. Океаническая вода в тропиках намного теплее, чем вода на полюсах, но вода не просто сидит в одном месте. Различия в плотности воды и воздуха, а также вращение Земли приводят в движение потоки воздуха и воды. Эти потоки распределяют энергию вокруг Земли, а распределение энергии управляет климатом. Ливни являются очень видимым проявлением этих течений. Воздух над теплыми водами океана содержит относительно высокий процент водяного пара. Когда этот воздух перемещается в более холодные регионы, баланс между тремя фазами воды смещается - больше склоняется к жидкости, чем к газовой фазе. Это означает, что водяной пар конденсируется и идет дождь. Дождь является наиболее видимым проявлением влажности.
Модерирующие эффекты
Поскольку вода несет скрытую высокую температуру, это действует, чтобы смягчить температурные колебания. Например, летом влажность Среднего Запада, воздух ночью охлаждает. В свою очередь, баланс жидкой воды и водяного пара смещается, поэтому часть воды конденсируется. Но когда вода конденсируется, она выделяет скрытое тепло воздуху вокруг нее - фактически нагревая воздух, даже когда недостаток солнечного света охлаждает воздух. Когда солнце встает, процесс меняется на противоположный. Солнечный свет нагревает воздух, что приводит к испарению жидкой воды до водяного пара. Но для этого требуется дополнительная энергия - энергия, которая в противном случае пошла бы на обогрев земли и воздуха - поэтому температура не повышается так быстро. Таким образом, Чикаго - прямо рядом с озером Мичиган - не видит нигде рядом с ежедневными колебаниями температур, которые наблюдаются в Фениксе - посреди сухой пустыни.