Wilgotność Względna na Bliskim Wschodzie: Wyzwania i Adaptacje
- Szczegóły
Lubimy, gdy latem jest gorąco, ale tylko wtedy, kiedy powietrze jest suche.
Ekstremalne Warunki na Bliskim Wschodzie
Nie chciałbyś się znaleźć 28 sierpnia 2024 roku na irańskiej wyspie Keszm, największej wyspie Zatoki Perskiej. Podczas bicia rekordu było tak parno i duszno, że mieszkańcy dosłownie padali jak muchy. Władze z powodu skrajnego żaru na kilka dni zamknęły cały kraj. Nie funkcjonowały urzędy, zakłady pracy, szkoły i przedszkola. To oznacza, że temperatura odczuwalna sięgnęła trudnych do wyobrażenia 82,2 stopnia.
Takie warunki atmosferyczne w Iranie będą się zdarzać coraz częściej. Już teraz indeks cieplny na porządku dziennym w porze letniej osiąga 40-50 stopni, a tylko okazyjnie 60-70 stopni.
Są to warunki, w których wydzielany przez organizm pot nie jest już w stanie schłodzić ciała, a to oznacza błyskawiczne odwodnienie i przegrzanie, które może się skończyć śmiercią.
Znaczenie Wilgotności Względnej
Jeśli suszenie polega na usuwaniu wody z produktu, wynika z tego, że wilgotność jest istotnym parametrem, który należy monitorować podczas całego procesu. Wilgotność można zdefiniować jako ilość wody rozpuszczonej w powietrzu. Ogólnie rzecz biorąc, za punkt odniesienia przyjmuje się dwie wielkości:
Przeczytaj także: Bliski Wschód: Klimat i Wilgotność
- Wilgotność bezwzględna, czyli ilość wody w jednym metrze sześciennym powietrza. Metoda pomiaru wilgotności bezwzględnej jest natomiast rzadko stosowana, ze względu na trudności dotyczące dokonania dokładnych obliczeń.
- Wilgotność względna, czyli stosunek masy powietrza do maksymalnej ilości wody, jaką może ono zawierać.
W życiu codziennym jesteśmy przyzwyczajeni do przyjmowania wielkości bezwzględnych jako punktu odniesienia. Ponadto jesteśmy przyzwyczajeni do kumulowania wielkości fizycznych. Co to oznacza? Zacznijmy od tego, że w powietrzu, którym oddychamy, może rozpuścić się zmienna ilość pary wodnej.
Ilość pary wodnej zawartej w powietrzu nie może jednak rosnąć w nieskończoność, lecz ma swoją granicę. Z technicznego punktu widzenia sytuacja ta nazywa się nasyceniem i jest to ten sam stan, który występuje w przypadku powietrza i pary wodnej, gdy wilgotność względna osiąga 100%.
Po przekroczeniu tego punktu cząsteczki pary wodnej nie są już w stanie pozostawać w zawieszeniu w powietrzu, więc zaczynają powracać do stanu ciekłego, kondensując się w krople. Jest to zjawisko, które dobrze znamy i które często występuje w różnych sytuacjach naszego życia, w których występuje wysoki poziom wilgotności.
We wszystkich tych przypadkach obecność kondensacji wskazuje, że został przekroczony próg nasycenia parą wodną. Wilgotność powietrza osiągnęła więc 100%.
Dlaczego Używamy Wilgotności Względnej?
Czy nie lepiej byłoby mierzyć rzeczywistą ilość wilgoci? W większości przypadków dane dotyczące wilgotności bezwzględnej byłyby bezużyteczne. W rzeczywistości ilość pary wodnej, jaką może pomieścić powietrze, zależy od dwóch warunków:
Przeczytaj także: Poradnik: walka z wilgocią w mieszkaniu
- Temperatura. Im wyższa temperatura, tym więcej cząsteczek pary wodnej jest w stanie zatrzymać powietrze.
- Ciśnienie. Im niższe ciśnienie, tym więcej cząsteczek pary wodnej jest w stanie zatrzymać powietrze.
Dlatego w tej samej ilości powietrza można rozpuścić więcej lub mniej pary wodnej, w zależności od temperatury i ciśnienia. Utrudniłoby to stosowanie wilgotności bezwzględnej jako miernika, ponieważ w zależności od sytuacji miałaby ona różną wartość praktyczną. Dlatego właśnie bardzo przydatne jest posiadanie odniesienia do wilgotności względnej.
Pomiar Wilgotności Względnej Podczas Procesu Suszenia
Na początku widzimy, że wilgotność względna wzrasta proporcjonalnie do temperatury, osiągając 100%. Jest to normalne, ponieważ wysokie temperatury sprzyjają zatrzymywaniu wilgoci. Po przekroczeniu 100°C zauważamy, że wilgotność względna powietrza stale spada.
Aby lepiej zrozumieć, co się dzieje, musimy skupić się na dwóch rodzajach ciśnień:
- Ciśnienie parcjalne (Pw), czyli ciśnienie cząsteczek pary wodnej w mieszaninie powietrza.
- Ciśnienie nasycenia (Ps), czyli ciśnienie pary wodnej niezbędne do zachowania równowagi między wodą w stanie ciekłym a wodą w stanie gazowym.
Gdy wilgotność względna wynosi 100%, ciśnienie parcjalne pary wodnej jest identyczne z ciśnieniem względnym pary wodnej. RH = (Pw / Ps) * 100. Jednak gdy temperatura wzrośnie powyżej 100°C, woda przechodzi w stan gazowy. Oznacza to, że nie może się już skraplać. A raczej nie może się skraplać w normalnych warunkach ciśnienia atmosferycznego.
Jeśli ponownie zastosujemy ten wzór, aby otrzymać wilgotność względną, zauważymy, że powyżej 100°C ciśnienie nasycenia jest zawsze wyższe niż ciśnienie cząstkowe pary. W związku z tym, im wyższa temperatura, tym niższa będzie maksymalna granica wilgotności względnej.
Przeczytaj także: Wakacje w Bodrum
Rozwiązania Pomiarowe w Ekstremalnych Warunkach
Firma specjalizująca się w produkcji maszyn do suszenia twardego makaronu, zwróciła się do nas z konkretnym zapytaniem. Chodziło o pomiar wilgotności podczas standardowego procesu suszenia w celu sprawdzenia z dużym przybliżeniem, czy z makaronu została całkowicie usunięta woda.
Warunek ten jest niezbędny do zapewnienia długiego okresu przydatności do spożycia w procesie pakowania i dystrybucji. Niektóre z procesów wymagały wysokich temperatur, które mogły przekraczać 100°C. W naszym katalogu mieliśmy różne rejestratory danych do pomiaru wilgotności, ale żaden z nich nie był w stanie wytrzymać tak wysokich temperatur.
Po fazie badań, testów i wyboru najlepszych dostępnych na rynku mierników wilgotności odpornych na wysokie temperatury, powstał nowy rejestrator. Jest nim RHTemp125. Jest to rejestrator wilgotności zdolny do monitorowania wilgotności względnej w zakresie temperatur od -40°C do 125°C. Zarządzany jest przez oprogramowanie dostępne na platformę Windows.
Obecnie rejestratory danych RHTemp125 monitorują czynności związane z suszeniem makaronu, umożliwiając produkcję zgodną ze ściśle określonymi standardami. To doświadczenie doprowadziło nas do stworzenia kolejnego rejestratora danych, koncepcyjnie bardzo podobnego do RHTemp125, ale skalibrowanego do monitorowania mniej ekstremalnych środowisk: RHTemp80. Jest on zdolny do pomiaru wilgotności względnej w temperaturze otoczenia do 80°C i został już z powodzeniem wykorzystany w sektorze transportowym do dystrybucji luksusowych samochodów na Bliskim Wschodzie.
RHTemp 125 i RHTemp 80 powstały w odpowiedzi na specjalne potrzeby klientów, którzy dzięki naszemu wieloletniemu doświadczeniu w dziedzinie pomiarów zostali w pełni usatysfakcjonowani poprzez użytkowanie nowych urządzeń.
Zmiany Klimatyczne i Ich Wpływ
Specjalista ds. Archipelag Wysp Kanaryjskich u północno-wschodniego wybrzeża Afryki coraz bardziej pustynnieje. "W późniejszych polodowcowych wahaniach klimatu względna wilgotność wydaje się także wahać, ale w końcu uległa tendencji spadkowej, aż do czasów współczesnych" - czytamy w publikacji.
Dodaje, że badanie izotopowe dowodzi zmian w cyrkulacji atmosfery i oceanów powiązanych najpierw z zwiększaniem, potem zmniejszaniem i późniejszym zanikiem lodowców położonych na średnich i dużych szerokościach geograficznych.
Zanieczyszczenie Powietrza a Wilgotność
Według definicji Światowej Organizacji Zdrowia (WHO) zanieczyszczone powietrze to wszystkie substancje występujące w powietrzu w formie cząstek stałych, gazów i aerozoli, które mogą mieć niekorzystny wpływ na ludzi i ekosystem. Do najważniejszych zanieczyszczeń powietrza emitowanych ze źródeł naturalnych i antropogenicznych należą m.in. dwutlenek węgla, dwutlenek siarki, tlenki azotu, tlenek węgla, lotne związki organiczne, pył zawieszony i ozon troposferyczny.
W zależności od struktury zanieczyszczeń powietrza oraz uwarunkowań środowiskowych, powstają różne rodzaje smogu, w tym smog kwaśny i smog fotochemiczny. Smog fotochemiczny tworzy się w suche, upalne dni przy temperaturze między +24°C a +35°C, słabym wietrze lub ciszy i niskiej wilgotności (wilgotność względna poniżej 70%), kiedy powietrze jest zanieczyszczone tlenkiem węgla, dwutlenkiem węgla, dwutlenkiem azotu i węglowodorami, których źródłem są przede wszystkim spaliny samochodowe.
Wpływ Suszy na Polskę
Polacy przyzwyczaili się do myślenia, że problemy z brakiem wody to coś, co dotyczy Sahelu, Bliskiego Wschodu, Indii czy Australii, ale nie naszego kraju. Obecnie, od 2013 r. mamy suszę co roku. Susza kojarzy się z brakiem opadów. To nie spadek ilości deszczu spadającego na terytorium Polski jest więc przyczyną wysuszania się naszego kraju.
W ostatnim stuleciu średnioroczna temperatura w Polsce wzrosła z 7,5°C do ok. 10°C. Widać to zresztą gołym okiem - zimy są coraz cieplejsze, a lata bardziej upalne. Im niższa wilgotność względna, tym szybciej wyschnie pranie, szybciej wyparuje kałuża, bagno czy staw. W wyniku spadającej wilgotności powietrza coraz rzadziej pojawiają się też mgły.
Po pierwsze, wzrosła temperatura (Mazowsze ma już taką temperaturę średnioroczną, jaka była na Nizinie Węgierskiej kilkadziesiąt lat temu), a kiedy jest cieplej, przy niższej wilgotności względnej, woda szybciej wyparowuje. Co to oznacza dla bilansu wodnego w sytuacji braku zmiany ilości opadów? Spada ilość opadów latem.
Symulacje biorące pod uwagę temperaturę powierzchni, ilość i rozkład czasowy opadów, prędkości wiatru, wilgotność powietrza i natężenie promieniowania słonecznego prognozują wzrost zagrożenia suszą. Naturalną reakcją na wzrost zagrożenia suszą powinny być adekwatne działania adaptacyjne.
Ekstremalne Temperatury w Pakistanie
W ostatnich dniach Pakistan zmaga się z falą upałów. Fale upałów nawiedzają Pakistan nie od dziś - jest to jeden z najgorętszych rejonów świata, a najwyższe temperatury notowane są zwykle właśnie w maju lub w czerwcu.
Jednak ze względu na zmianę klimatu problem staje się coraz poważniejszy. Jeśli popatrzymy na listę 25 najwyższych temperatur zanotowanych w Pakistanie, to widać że większość (21 z 25) z tych rekordów pochodzi już z XXI wieku. Coraz wyższe temperatury to także rosnące zagrożenie dla rolnictwa, które odgrywa bardzo ważną rolę w gospodarce. Fale upałów oznaczają dla Pakistanu spadek plonów.
W wyniku zmian klimatycznych w Pakistanie coraz większym problemem są też zarówno susze, jak i powodzie. Kurczą się również zasoby wody przypadające na jednego mieszkańca kraju, także z powodu wzrostu liczby ludności.
Adaptacja do Warunków na Krytym Basenie
Istnieją dokładne wzory na obliczenie zysków wilgoci na krytym basenie, oparte na prawach fizyki. Uwzględniając zarówno komfort, jak i budżet, temperatura powietrza w pomieszczeniu basenowym powinna być wyższa niż temperatura wody. Minimalizuje to parowanie, a tym samym potrzebę osuszania. Wilgotność względna (RH) w pomieszczeniu powinna wynosić 50-60%.
Zasadniczo osuszacz należy zainstalować zgodnie z eksploatacją w trybie dziennym, jako że parowanie jest największe w ciągu dnia, kiedy basen jest najbardziej intensywnie używany. Jeżeli instalacja pobiera powietrze z zewnątrz, jako punkt wyjściowy do określenia zysków wilgoci należy zastosować dane dla lata. Jednocześnie powietrze z zewnątrz stanowi jeden z podstawowych czynników, na podstawie których dokonywany jest wybór odpowiedniego rodzaju osuszacza i jego wymiarów.
Cyrkulacja powietrza jest równie ważna jak wydajność osuszacza. Jeżeli po pomieszczeniu poruszają się niewystarczające ilości powietrza, to powstaną obszary, gdzie suche powietrze nie dociera, w związku z czym przestrzenie te nie zostaną osuszone. Im gorsza izolacja, tym niższa musi być wartość zadanej wilgotności względnej RH.
tags: #wilgotność #względna #na #bliskim #wschodzie
