Die Luftfeuchtigkeit ist eine wichtige meteorologische Größe, da Wasserdampf stets in der Luft vorhanden ist, die wir atmen. Unabhängig von der Temperatur enthält die Luft, die wir atmen, fast immer etwas Wasserdampf. Besonders an den kältesten Wintertagen ist uns die hohe Luftfeuchtigkeit vertraut. Wenn Sie mehr über diese Größe erfahren möchten, können Sie den Artikel über die Bedeutung der Luftfeuchtigkeit in der Meteorologie lesen.
Wasser ist einer der Hauptbestandteile der Atmosphäre und kann in allen drei Zuständen (Gas, Flüssigkeit und Feststoff) gefunden werden. In diesem Artikel erkläre ich alles, was Sie über Feuchtigkeit als meteorologische Variable wissen müssen und wofür sie gedacht ist. Möchten Sie mehr darüber erfahren?
Was ist Feuchtigkeit? Arten von Luftfeuchtigkeit
Die Luftfeuchtigkeit bezeichnet die Menge an Wasserdampf in der Luft. Diese Menge ist nicht konstant, sondern hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie beispielsweise Niederschlägen, der Nähe zum Meer, dem Vorhandensein von Pflanzen usw. Auch die Lufttemperatur beeinflusst sie. Mit sinkender Temperatur kann die Luft weniger Wasserdampf aufnehmen, weshalb wir nachts Atemnebel oder Tau beobachten. Die Luft ist mit Wasserdampf gesättigt und kann nicht mehr so ​​viel aufnehmen, sodass der Wasserdampf wieder zu flüssigem Wasser kondensiert. Interessanterweise kann Wüstenluft mehr Feuchtigkeit speichern als Polarluft, da warme Luft nicht so schnell mit Wasserdampf gesättigt wird und mehr aufnehmen kann, ohne dass dieser zu flüssigem Wasser kondensiert.
Es gibt verschiedene Möglichkeiten, sich auf den Feuchtigkeitsgehalt in der Atmosphäre zu beziehen:
- Absolute Feuchtigkeit: Masse Wasserdampf in Gramm, enthalten in 1 m3 trockener Luft.
- Spezifische Luftfeuchtigkeit: Masse Wasserdampf in Gramm, enthalten in 1 kg Luft.
- RMischzone: Masse Wasserdampf in Gramm in 1 kg trockener Luft.
Die gebräuchlichste Messgröße für Luftfeuchtigkeit ist die relative Luftfeuchtigkeit , die in Prozent (%) angegeben wird. Sie berechnet sich, indem man den Wasserdampfgehalt der Luftmasse durch ihre maximale Wasserdampfaufnahmekapazität teilt und das Ergebnis mit 100 multipliziert. Wie bereits erwähnt, kann eine Luftmasse umso mehr Wasserdampf aufnehmen, je höher ihre Temperatur ist, und ihre relative Luftfeuchtigkeit kann daher höher sein. Weitere Informationen dazu finden Sie im Artikel über relative Luftfeuchtigkeit.
Wann ist eine Luftmasse gesättigt?
Die maximale Kapazität zum Halten von Wasserdampf wird als Sättigungsdampfdruck bezeichnet. Dieser Wert gibt die maximale Menge an Wasserdampf an, die eine Luftmasse enthalten kann, bevor sie sich in flüssiges Wasser umwandelt.
Dank der relativen Luftfeuchtigkeit lässt sich abschätzen, wie gesättigt eine Luftmasse ist. An Tagen mit einer relativen Luftfeuchtigkeit von 100 % bedeutet dies, dass die Luftmasse keinen weiteren Wasserdampf mehr aufnehmen kann. Ab diesem Zeitpunkt bildet zusätzlicher Wasserdampf je nach Umgebungsbedingungen entweder Wassertropfen (Tau) oder Eiskristalle . Dieses Phänomen ist häufig im Morgengrauen zu beobachten, wenn die Temperaturen deutlich gesunken sind. Dies geschieht in der Regel, wenn die Lufttemperatur recht niedrig ist und die Luft daher keinen weiteren Wasserdampf aufnehmen kann. Mit steigender Lufttemperatur kann die Luft mehr Wasserdampf aufnehmen, ohne gesättigt zu werden, und es bilden sich keine Wassertropfen mehr.
In Küstenregionen sind die Sommer beispielsweise sehr schwül und drückend heiß, weil an windigen Tagen Wassertropfen von den Wellen in der Luft schweben. Aufgrund der hohen Lufttemperaturen können diese Tropfen jedoch nicht kondensieren oder sich mit Wasser sättigen , da die Luft große Mengen Wasserdampf aufnehmen kann. Deshalb bildet sich im Sommer kein Tau.
Wie können wir eine Luftmasse gesättigt machen?
Um das richtig zu verstehen, müssen wir uns vorstellen, wie wir in Winternächten Wasserdampf ausatmen. Die ausgeatmete Luft hat eine bestimmte Temperatur und einen bestimmten Wasserdampfgehalt. Sobald sie unseren Mund verlässt und mit der kalten Außenluft in Kontakt kommt, kühlt sie sich jedoch rapide ab. Durch diese Abkühlung verliert die Luftmasse ihre Fähigkeit, Wasserdampf zu binden, und erreicht schnell die Sättigung. Der Wasserdampf kondensiert dann und bildet unseren Atem.
Ich möchte nochmals betonen, dass dies derselbe Mechanismus ist, durch den sich in kalten Winternächten Tau an unseren Fahrzeugen bildet. Die Temperatur, auf die eine Luftmasse abgekühlt werden muss, damit Kondensation entsteht, ohne dass sich ihr Wasserdampfgehalt ändert, wird daher als Taupunkt bezeichnet. Um dieses Phänomen besser zu verstehen, lade ich Sie ein, sich näher damit zu befassen, wie die Luftfeuchtigkeit mit der Temperatur variiert.
Warum beschlagen Autofenster und wie entfernen wir sie?
Um dieses Problem zu lösen, das im Winter, insbesondere an regnerischen Tagen und Nächten, auftreten kann, müssen wir die Luftsättigung berücksichtigen. Wenn wir von draußen ins Auto steigen, erhöht sich der Wasserdampfgehalt im Fahrzeuginneren durch unsere Atmung. Aufgrund der niedrigen Temperatur sättigt sich die Luft sehr schnell (die relative Luftfeuchtigkeit erreicht 100 %). Ist die Luft im Auto gesättigt, beschlagen die Scheiben, da die Luft keinen weiteren Wasserdampf mehr aufnehmen kann, wir aber weiterhin Wasserdampf ein- und ausatmen. Dadurch wird die Luft gesättigt, und der gesamte überschüssige Wasserdampf kondensiert zu flüssigem Wasser.
Das passiert, weil wir die Lufttemperatur konstant gehalten, aber viel Wasserdampf hinzugefügt haben. Wie können wir das beheben und einen Unfall durch beschlagene Scheiben vermeiden? Wir müssen die Heizung nutzen. Indem wir die Wärme auf die Scheiben richten, erhöhen wir die Lufttemperatur. Dadurch kann die Luft mehr Wasserdampf aufnehmen, ohne gesättigt zu werden. So werden die Scheiben wieder klar, und wir können sicher und ohne zusätzliches Risiko fahren.
Wie messen Sie Luftfeuchtigkeit und Verdunstung?
Die Luftfeuchtigkeit wird üblicherweise mit einem Psychrometer gemessen. Dieses besteht aus zwei identischen Thermometern. Das eine, das sogenannte Trockenthermometer, misst die Lufttemperatur. Das andere, das sogenannte Feuchtthermometer, besitzt einen mit einem Docht bedeckten Kolben, der von einem Docht befeuchtet wird. Dieser Docht ist mit einem Wasserreservoir verbunden. Die Funktionsweise ist einfach: Das den Docht gesättigte Wasser verdunstet und entzieht der Umgebungsluft Wärme, wodurch deren Temperatur sinkt. Je nach Temperatur und anfänglichem Wasserdampfgehalt der Luftmasse verdunstet mehr oder weniger Wasser, was zu einem entsprechenden Temperaturabfall im Feuchtthermometer führt. Die relative Luftfeuchtigkeit wird mithilfe einer mathematischen Formel berechnet, die diese beiden Werte in Beziehung setzt. Praktischerweise liegen dem Thermometer Tabellen bei, die den Wert der relativen Luftfeuchtigkeit direkt aus den Messwerten beider Thermometer angeben, sodass keine Berechnungen erforderlich sind.
Es gibt ein anderes Instrument, genauer als das vorherige, das Aspyropsychrometer, bei dem ein kleiner Motor dafĂĽr sorgt, dass die Thermometer kontinuierlich belĂĽftet werden.
Wie Sie sehen, ist die Luftfeuchtigkeit in Bezug auf Meteorologie und Klimawissenschaft sehr wichtig.