Суточный и годовой ход влажности воздуха
Суточный ход влажности воздуха определяется из данных наблюдений по станционному или аспирационному психрометру.
Суточный ход парциального давления водяного пара над океанами, морями и в прибрежных районах суши аналогичен суточному ходу температуры воды и воздуха. Максимум отмечается в 14—15 ч, а минимум — перед восходом Солнца. Такой же ход наблюдается над материками в холодное время года. Летом же над материками, особенно в жаркие дни, в полуденные часы упругость пара вблизи земной поверхности уменьшается вследствие интенсивного турбулентного перемешивания восходящих потоков, уносящих более влажный воздух из приземного слоя вверх. В этом случае в суточном ходе упругости пара отмечаются два минимума: ночью и в полуденные часы, а также два максимума: утром и вечером.
Годовой ход парциального давления водяного пара совпадает с годовым ходом температуры воздуха как над океаном, так и над сушей. В северном полушарии максимум упругости пара наблю^ дается в июле, минимум — в январе. Например, в Москве средняя месячная упругость пара в июле составляет 15,6 гпа, а в январе! 2,7 гпа.
Суточный ход относительной влажности воздуха противоположен ходу температуры. Это объясняется тем, что упругость насыщения увеличивается с повышением температуры быстрее, чем возрастает поступление водяного пара в атмосферу из-за повышения интенсивности испарения. Следовательно, Е возрастает быстрее, чем е. Поэтому / уменьшается и суточный минимум относительной влажности воздуха наступает около 14—15 ч: Максимум наблюдается ночью или ранним утром, около времени восхода Солнца. Исключения бывают иногда в приморских районах, где в полуденные часы ветер дует с моря, принося более влажный воздух.
Годовой ход относительной влажности воздуха имеет минимум летом, а максимум — зимой. Например, в Москве (ТСХА) относительная влажность в 13 ч в июне в среднем составляет 50%, а в декабре 84% Вторая зона с такой же высокой относительной влажностью воздуха находится на островах и побережье Северного Ледовитого океана, что обусловлено низкой температурой воздуха и соответственно очень малой упругостью насыщения. Наименьшая относительная влажность наблюдается в пустынях, где даже средние месячные ее значения летом не превышают 15—20%, а в отдельные сроки она может быть еще гораздо более низкой.
Ход дефицита насыщения водяного пара непосредственно связан с ходом температуры воздуха. Дефицит бывает наибольшим в 14—15 ч, а наименьшим — перед восходом Солнца. В годовом ходе дефицит насыщения водяного пара имеет максимум в самый жаркий месяц и минимум в самый холодный. В засушливых степных районах СССР летом в 13 ч ежегодно отмечается дефицит насыщения, превышающий 40 гпа. В Москве (ТСХА) дефицит насыщения водяного пара в июле в 13 ч в среднем составляет 13,4 гпа, а в декабре и январе только 0,6 гпа (рис. 22).
Количественные характеристики влажности воздуха обычно получают в психрометрической будке на высоте 2 м. Но в разных природных условиях они существенно различаются. Так, например, амплитуда суточного хода характеристик влажности воздуха в посевах и в лесу меньше, чем над оголенной почвой.
Парциальное давление водяного пара с высотой уменьшается в 4—5 раз быстрее, чем атмосферное давление. Уже на высоте 6 км парциальное давление водяного пара в 9—10 раз меньше, чем на уровне моря. Это объясняется тем, что в приземный слой атмосферы водяной пар поступает непрерывно в результате испарения с деятельной поверхности и его диффузии за счет турбулентности. В более же высокие слои атмосферы пара поступает меньше, чем в приземный слой. Кроме того, понижение температуры воздуха с высотой ограничивает возможное содержание водяного пара, так как если количество пара в воздухе становится больше предела насыщения, то избыточный пар конденсируется.
Относительная влажность распределяется по вертикали неравномерно. В приземном слое атмосферы в летние дни она несколько возрастает с высотой за счет быстрого понижения температуры воздуха, затем начинает убывать вследствие уменьшения поступления водяного пара и снова возрастает до 100% в слое образования облаков.
В растительном покрове водяного пара содержится больше, чем над оголенной почвой, так как растения испаряют большое количество воды, к тому же в растительном покрове сильно ослабевает скорость ветра и уменьшается турбулентная диффузия пара. Поэтому парциальное давление водяного пара в растительном покрове выше, чем над ним, особенно в дневные часы.
Относительная влажность в растительном покрове также повышена. Например, в посевах высокостебельных культур (кукуруза, сорго, конопля) относительная влажность воздуха в ясные тихие дни может быть на 20—30% выше, чем над оголенной почвой. В таких посевах наибольшая относительная влажность наблюдается у поверхности почвы, затененной растениями, а наименьшая— в верхнем ярусе листьев.
Дефицит насыщения водяного пара в посевах значительно меньше, чем над оголенной почвой. Его распределение характеризуется понижением от верхнего яруса листьев к нижнему.
Летом парциальное давление водяного пара и относительная влажность несколько выше в лесу, чем в поле. Например, в лесостепной зоне относительная влажность в дубраве выше на 10— 14%. В древостое изменение влажности воздуха с высотой характеризуется общей закономерностью: наименьший дефицит насыщения и наибольшая относительная влажность наблюдаются у поверхности почвы, наименьшая относительная влажность и наибольший дефицит насыщения — у верхушек КРОН.
