Jak opady deszczu wpływają na wilgotność powietrza?
- Szczegóły
Warunki atmosferyczne mają ogromny wpływ na środowisko i codzienne życie. Wilgotność powietrza jest jednym z najważniejszych wskaźników pogodowych i klimatycznych, mającym duże znaczenie dla naszego zdrowia i samopoczucia.
Definicja i pomiar wilgotności powietrza
Wilgotność powietrza oznacza poziom zawartości pary wodnej w powietrzu. Para wodna niemal zawsze jest w nim zawarta, od jej ilości zależą jednak takie zjawiska pogodowe jak chmury, opady deszczu, rosa czy mgła. Zawartość pary wodnej wpływa również na kondycję i komfort ludzi, zwierząt oraz roślin.
Wilgotność powietrza wyrażana jest na kilka sposobów:
- Wilgotność bezwzględna, czyli masa pary wodnej w 1 m³ powietrza (g/m³).
- Maksymalna bezwzględna wilgotność powietrza, czyli maksymalna ilość pary wodnej, którą może stabilnie zawierać powietrze, zależy od temperatury. Im wyższa temperatura, tym wyższa możliwa bezwzględna wilgotność powietrza.
- Wilgotność względna powietrza, czyli poziom nasycenia powietrza parą wodną. Często wyrażana jest ona w procentach: gdy wynosi 0 procent oznacza to, że powietrze jest idealnie suche, zaś gdy wynosi 100 procent oznacza to, że powietrze jest w pełni nasycone parą wodną.
- temperaturę punktu rosy, czyli temperaturę, w której przy danej wilgotności bezwzględnej para wodna zawarta w powietrzu zacznie się skraplać.
Do pomiaru wilgotności powietrza używa się:
- Higrometr, który działa poprzez obserwację zmian właściwości określonego materiału absorbującego wilgoć z powietrza. Przy użyciu higrometru wyznacza się wilgotność bezwzględną powietrza. Wyróżnia się różniące mechanizmem działania m.in. higrometry włosowe, kondensacyjne i pojemnościowe.
- Psychrometr, który działa poprzez wykorzystanie zjawiska, że powietrze wilgotne hamuje parowanie, zaś powietrze suche przyspiesza je. Wyposażony jest w dwa identyczne termometry, z których jeden cały czas jest wilgotny, a wilgotność określa się na podstawie różnicy wskazań obu termometrów. Przy użyciu psychrometru wyznacza się wilgotność względną powietrza.
Wpływ opadów deszczu na wilgotność
Kiedy powietrze jest przesycone parą wodną, wówczas mamy do czynienia z opadami deszczu, co skutkuje spadkiem wilgotności w atmosferze. Kiedy z kolei jest niedosyt pary wodnej w atmosferze i jest względnie sucho, woda zaczyna wtedy parować i wilgotność rośnie - proces ten zachodzi średnio od czterech do dziesięciu dni. Ciekawą rzeczą jednak jest to też, że tam gdzie występowały obfite opady, a więc występował duży przyrost wilgotności atmosferycznej, opady są jeszcze większe a zawartość pary wodnej w atmosferze jeszcze większa. I na odwrót.
Przeczytaj także: Wpływ wilgotności na opady
W rejonach Ziemi, w których jest bardzo wysoka koncentracja pary wodnej, z reguły występują bardzo obfite deszcze, niekiedy mające charakter silnie nawalny i często prowadzący do katastroficznych powodzi. Zwłaszcza na glebach silnie wylesionych, wyjałowionych i zerodowanych przez człowieka. W obszarach gdzie jeszcze nie została zniszczona szata roślinna, przede wszystkim w strefie lasów równikowych Ameryki Środkowej i Południowej, Afryki środkowo-zachodniej, Azji południowo-wschodniej, powodzie nie stanowią takiego problemu, aczkolwiek wzrastająca globalna temperatura przyczynia się do stopniowego wysuszania tych ekosystemów.
Na naszej planecie występują też obszary, które zawierają bardzo niską zawartość pary wodnej oraz mają skrajnie niską ilość dni deszczowych. Są nimi pustynie, półpustynie w strefach zwrotnikowych i umiarkowanych kontynentalnych oraz stepy występujące tylko w kontynentalnym klimacie umiarkowanym. Pomimo wzrostu globalnej temperatury i koncentracji CO2 i tak wilgotność powietrza nie odgrywa tam zasadniczej roli. A dzieje się tak dlatego, że pomiędzy dniem a nocą występuje najwyższa na Ziemi amplituda, zarówno pod względem temperatury, jak i wilgotności powietrza. Dlatego też w bardzo silnie nasłoneczniony dzień powietrze na pustyni jest prawie w zupełności pozbawione swej wilgotności, przez co jest bardziej nagrzane. Gdyby występowało więcej pary wodnej, to powietrze byłoby bardziej schłodzone.
Na globie ziemskim ekosystemy pustynne występują zarówno w obszarach subtropikalnych. Np. w Afryce Północnej na Saharze czy na Półwyspie Arabskim na Pustyni Ar-Rub al-Khali, jak i w obszarach klimatu umiarkowanego w Centralnej Azji, np. na Pustyni Gobi w Mongolii. W klimacie zwrotnikowym występują pustynie gorące, a w klimacie umiarkowanym pustynie chłodne.
Para wodna a temperatura
Skoro obecność pary wodnej wpływa właśnie na przyrost temperatury w skali planetarnej, ale jednak ma właściwości schładzające? W atmosferze im wyżej wznosi się ona, tym szybciej schładza się, by po minięciu tzw. punktu rosy zamienić się w kropelki wody w chmurach niskich (zarówno na niższych, jak i na wyższych szerokościach geograficznych) lub w kryształki lodu i płatki śniegu w chmurach wysokich (głównie na wyższych szerokościach geograficznych). Tuż przy gruncie para wodna występuje w skrajnie dużej ilości, jak np. w lasach deszczowych w strefie równikowej, gdzie przekracza nawet 120 % wilgotności. Powietrze atmosferyczne, tuż przy gruncie do wysokości koron najwyższych drzew, jest wówczas wybitnie przesycone nią.
Zupełnie inaczej przedstawia się sytuacja w strefie zwrotnikowej oraz umiarkowanej (w Centralnej Azji). Skrajnie obniżona wilgotność powietrza w przyszłości może przyczynić się do ekstremalnie szybkiego wzrostu globalnej temperatury, która i tak przyrasta głównie dzięki rosnącej koncentracji dwutlenku węgla. Mogą wystąpić też poważne zaburzenia w bardzo silnym zmniejszaniu amplitudy temperatur pomiędzy dniem a nocą oraz temperaturą latem a zimą (tu głównie na pustyniach chłodnych). A to z kolei może przyczynić się do zmniejszenia stopnia wilgotności w nocy na pustyni oraz zimą.
Przeczytaj także: Strategie zbioru kukurydzy
Trzeba też pamiętać, że para wodna jest najsilniejszym sprzężeniem zwrotnym w całym systemie klimatycznym. Funkcjonuje tylko dzięki istnieniu dwutlenku węgla. I tylko właśnie dzięki rosnącej koncentracji CO2 wzrasta koncentracja pary wodnej. Ten przyrost jest oczywiście znacznie wolniejszy niż dwutlenku węgla. Należy też pamiętać, że para wodna występuje tam gdzie są oceany i roślinność. Na rosnący efekt cieplarniany dopiero oba gazy mają wpływ. W obliczeniach naukowych wykazano, że 75% promieniowania podczerwonego absorbowanego w atmosferze jest pochłaniane również przez parę wodną (wraz z chmurami), 20% przez dwutlenek węgla, a 5% przez resztę gazów cieplarnianych takich jak metan, podtlenek azotu, ozon czy freony.
Globalne ocieplenie a wilgotność
Globalne ocieplenie ma związek nie tylko z przyrostem temperatury i koncentracji dwutlenku węgla, ale i również ze zwiększeniem się ilości pary wodnej w atmosferze, czyli również z intensywnymi opadami atmosferycznymi. Chociaż dwutlenek węgla i inne gazy cieplarniane, które pompujemy od drugiej połowy XVIII w. non stop do atmosfery, raczej pozostaną w niej przez bardzo długi okres czasu. Z roku na rok mamy do czynienia z coraz większą amplitudą częstotliwości opadów i stopnia wilgotności pomiędzy obszarami uważanymi za obfite w deszcze i parę wodną, a obszarami wybitnie suchymi.
Nie wiadomo jak klimat ziemski będzie wyglądać za 25 lat, za 50 lat czy za 100 lat. W każdym razie prawdopodobnie jeszcze w tym wieku ilość pary wodnej zbytnio nie ulegnie zmianie. Scenariusze będą kształtować się w ten sposób, że tam gdzie jest teraz wilgotno, będzie jeszcze wilgotniej, a tam gdzie jest teraz sucho, będzie jeszcze bardziej sucho. Trudno przewidzieć jednak dokładnie scenariusz jaki nam dalej zafunduje globalne ocieplenie. Jednak raczej tak to będzie wyglądać za kilka wieków gdy dalej będziemy uparcie spalać paliwa kopalne. Np. gdy dzięki zaawansowanym technologiom będziemy masowo korzystać z odwiertów Arktyki, Antarktydy czy też ze wszystkich głębin oceanicznych. Trudno też przewidzieć etyczny i ekologiczny sposób myślenia u ludzi z przyszłych pokoleń.
Susza a wilgotność powietrza
Susza kojarzy nam się z brakiem deszczu, lecz to nie spadek ilości opadów jest jej przyczyną w naszym kraju. Na przestrzeni lat obserwujemy wręcz lekki wzrost rocznej sumy opadów. Dlaczego zatem będziemy mieć coraz większy problem z dostępem do wody? Przede wszystkim dlatego, że jest coraz goręcej. Średnia roczna temperatura w Polsce wzrosła z 7,5°C do ok. 10°C na przestrzeni stu lat. Ostatni rok był najcieplejszym w całej polskiej historii pomiarów, a liczba dni upalnych w ostatnich dekadach wzrosła trzykrotnie. To efekt zmiany klimatu, która popycha nas coraz bardziej w kierunku katastrofy klimatycznej. Gdy temperatura wyraźnie wzrasta, a ilość opadów nie zmienia się znacząco, wilgotność powietrza spada. Im niższa wilgotność, tym woda szybciej paruje - z bagna, ze stawu, czy z naszego prania.
Latem okresy bez opadów wydłużają się, a deszcz, który przychodzi coraz częściej ma postać gwałtownych opadów. Kiedy mży lub siąpi, gleba ma czas, by wchłonąć wodę, zmagazynować ją i odprowadzić do warstw wodonośnych. Kiedy ta sama ilość wody spada pod postacią krótkotrwałych, gwałtownych opadów, przesuszona gleba nie jest w stanie jej wchłonąć i woda spływa szybko po powierzchni do rzek i Bałtyku. Rosnące temperatury podczas zimy sprawiają, że śniegu jest coraz mniej. W dotychczasowym klimacie Polski jego topnienie było najważniejszym wiosennym źródłem zasilania gleb w wilgoć. Jeszcze do niedawna śnieg magazynował wodę aż do wiosny i powoli topniejąc, zapewniał ją roślinom na sezon wegetacyjny. Teraz opady zimą częściej spadają pod postacią deszczu, który szybko spływa do rzek.
Przeczytaj także: Opady atmosferyczne a wilgotność
Stoimy przed nieuniknioną suszą, której skutki odczujemy wszyscy. Problem ten jest systemowy i wymaga zmian systemowych. Zmiana klimatu, zła gospodarka wodna, niszczenie mokradeł - to wszystko prowadzi nas przed oblicze kryzysu, który sami na siebie sprowadzamy. Ogromne znaczenie mają także nasze działania w ekosystemach rzecznych. Rzeki są regulowane, prostowane, betonowane i pozbawiane roślinności. Prowadzone są szkodliwe prace utrzymaniowe (pogłębianie koryt, odmulanie), które przyspieszają odpływ wody, zamiast zatrzymywać ją lokalnie. Aby przeciwdziałać skutkom suszy powinniśmy renaturyzować rzeki i odtwarzać mokradła, które gromadzą wodę.
Wilgotność powietrza w domu
Zalecana wilgotność w miejscu zamieszkania powinna mieścić się w przedziale 40-60 procent. Taki poziom jest optymalny nie tylko dla funkcjonowania człowieka, ale również utrzymania odpowiedniej kondycji mebli, ubrań, książek, podłóg i innych elementów aranżacyjnych w domu. Optymalna wilgotność powinna być przy tym nieco wyższa gdy w mieszkaniu jest poniżej 20 stopni Celsjusza, a nieco niższa gdy temperatura jest wyższa.
Suche powietrze
Ze zbyt niską wilgotnością powietrza mamy do czynienia zwłaszcza w okresie jesienno-zimowym. Włączone wówczas grzejniki powodują wysuszanie powietrza, a efekt ten dodatkowo potęguje zamykanie okien i niewietrzenie pomieszczeń.
Zbyt suche powietrze powoduje wysuszanie śluzówek w ludzkim ciele, a w efekcie dolegliwości nosa, gardła i oczu oraz wzrost ryzyka infekcji. Suche powietrze powodować może również problemy dermatologiczne oraz nasilenie objawów alergicznych z powodu większej ilości zanieczyszczeń unoszących się w powietrzu. Zbyt niska wilgotność powietrza może ponadto obniżać koncentrację i powodować problemy z zasypianiem.
Wilgotne powietrze
Równie niekorzystna jest zbyt wysoka wilgotność powietrza. Zdarzać się może ona przez cały rok, a powodowana bywa m.in. niewłaściwą hydroizolacją budynku, nieszczelnością instalacji wodnych, niedostateczną wentylacją czy też codziennymi czynnościami domowymi np. gotowaniem czy suszeniem prania.
Zbyt wysoka wilgotność powietrza sprzyja rozwojowi grzybów i pleśni, a co za tym idzie nasila ryzyko infekcji wśród domowników. Szczególnie narażony jest w tej sytuacji układ oddechowy. Nadmierna wilgotność powoduje również poczucie duszności, zmęczenia oraz chłodu w mieszkaniu.
Nawilżacze powietrza
W przypadku problemów ze zbyt suchym powietrzem pomocne mogą być nawilżacze powietrza. Bywają to bardzo proste urządzenia, np. pojemnik z wodą zawieszony na grzejniku, coraz większą popularnością cieszą się jednak nawilżacze elektryczne, czasami połączone również z oczyszczaczem powietrza.
tags: #jak #opady #deszczu #wpływają #na #wilgotność
