Masurarea umezelii aerului• Umezeala sau umiditatea aerului este definita prin continutul in

vapori de apa existenti la un moment dat in atmosfera . Este o insusire importanta a aerului atat din punct de vedere meteorologic cat si bioclimatic . Gradul de umiditate are o mare importanta din punct de vedere meteorologic, deoarece vaporii de apa influenteaza bilantul radiativ-caloric al aerului, prin absorbtia radiatiilor de unda lunga iar prin condensare genereaza norii, ceata, precipitatiile lichide si solide.

• Cantitatea de vapori de apa din atmosfera se exprima prin diferiti parametri sau marimi fizice, cum sunt: tensiunea vaporilor de apa, umezeala absoluta, umezeala specifica, umezeala relativa, temperatura punctului de roua, deficitul de saturatie, starea higrometrica.

• a)Tensiunea vaporilor de apa sau forta elastica (e sau pv)reprezinta presiunea partiala ce revine vaporilor de apa dintr-un volum de aer. Ea se exprima in milimetrii coloana de mercursau in milibari(hectopascali). Conform legii lui Dalton, care precizeaza ca presiunea totala a unui amestec de gaze este egala cu suma presiunilor partiale ale gazelor componente, rezulta ca presiunea partiala a vaporilor de apa(Pv), plus presiunea partiala a aerului uscat(Pu) constituie presiunea toatala a atmosferei(P)

• P=Pv + Pu• La o anumita temperatura, cantitatea de vapori dintr-un volum de aer poate creste

pana la valoarea limita numita temperatura maxima a vaporilor sau tensiune de satratie(E) . Ea se defineste ca presiunea vaporilor de apa ce satureaza un volumde aer. In functie de relatiile care se stabilesc intre tensiunea maxima(E) si tensiunea reala din momentrul observatiei( e), atunci aerul poate fi

• nesaturat, cand e < E;• saturat, cand e = E;• suprasaturat, cand e > E.

• b)Umezeala absoluta(a) reprezinta cantitatea de vapori de apa pe care o contine 1m3 de aer la o anumita temperatura. Referindu-ne la unitatea de volum, umezeala absoluta este in realitate densitatea vaporilor . Ca si in cazul tensiunii vaporilor, valoarea va creste o data cu cresterea temperaturii (cu cat aerul este mai cald, cu atat poate ingloba o cantitate mai mare de vapori). Cantitatea de vapori care satureaza un m3 de aer se numeste umezeala absoluta maxima sau de saturatie (A)

• c)Umezeala specifica (s) reprezinta cantitatea de vapori de apa pe care o contine 1kg de aer umed. Se exprima in g/kg si poate fi redata sub forma:

• Canitatea de vapori care satureaza un kg de aer se numeste umezeala specifica umezeala specifica maxima sau de saturatie (s).

• Din cele prezente pana aici, rezulta ca umezeala aerului poate fi apreciata fie direct, prin cantitatea de vapori pe care o cntine aerul (a,s), fie indirect prin presiunea pe care acestia o exercita(e). A ceste marimi nu indica gradul de saturatie a aerului de aceea se utilizeaza si alte marimi.

• d)Umezeala relativa(f) este marimea ce reprezinta cel mai bine gradul de saturatie al aerului cu vapori de apa. Ea indica in procente, cat din cantitatea vaporilor de apa necesara condensarii exista la un moment dat in atmosfera, stiind ca pentru aerul saturat, are valoarea de 100%. E a reprezinta raportul procentual dintre presiunea vaporilor (e) si tensiunea de saturatie (E)

• f=e/E x 100• Se mai poate exprima si prin raportul dintre umezeala absoluta(a) si umezeala

absoluta maxima(A)• f=a/A x 100

Instrumente de masrare a umiditatii aerului

• La statiile meteorologice din Romania, pentru masurarea valorilor umezelii aerului, se folosesc aparate cu citire directa(psihrometre si higrometre), iar ca inregistratoare, higrografe de diferite tipuri.

Psihrometrele• Psihrometrele (in greceste psihros=rece;metron=masura) sunt instrumente prin intermediul carora se determina tensiunea vaporilor de

apa din aer si umezeala relativa a acestuia. Partea principala a acestora este data de doua termometre identice, unul avand rezervorul acoperit cu tifon care se umezeste in timpul efectuarii masuratorilor(termometrul ”umed”), iar celalaltmasoara temperatura aerului in mediu uscat (termometru “uscat”). Pe tifonul mezit se produce evaporarea, proces care se efectueaza cu consum de energie calorica. Astfel temperatura indicata de termometrul umed va fi mai mica decat cea indicata de termometrul uscat (din stanga) al psihrometrului. Totusi , in prezenta cetii, cand temperatura aerului are o valoare mai mica de 0°C, pot sa apara si situatii nverse (termometrul uscat sa arate o temperatura mai scazuta, ca urmare a produselor de condensare depuse pe suprafata rezervorului, produse care se vor evapora mai repede datorita suprafetei sale lucioase, determinand astfel o scadere a temperaturii.

• Diferenta de temperatura dintre cele doua termometre (diferenta psihrometrica) este cu atat mai mare cu cat aerul este mai uscat, iar evaporarea mai intensa .

• Cand umezeala aerului are valori apreciabile, evapotranspiratia se reduce mult sau nu se mai produce, iar temperaturile citite la cele doua termometre sunt apropiate ca valoare .

• In conditii naturale, factorii principali care conditioneaza evaporarea sunt: resursele de apa, resursele de energie si amestecul turbulent care mijloceste raspandirea vaporilor de apa. Particularizand, procesul de evaporatie depinde de: absorbtia cantitatii de caldura, caldura latenta de evaporare a apei, viteza curentilor de aer din atmosfera sau curentului de ventilatie din jurul rezervorului termometrului “umed”; tensiunea reala a vaporilor aflati in aer in momentrul observatiei; suprafata evaporatoare a rezervorului termometrului “umed”; tensiunea maxima a vaporilor; presiunea atmosferica .

Psihrometrele cu aspiratie • Psihrometrele cu aspiratie sunt acele instrumente meteorologice la care ventilatia aerului in jurul rezervoarelor termometrelor se face

prin mijlocirea unor dispozitive speciale, ele capatand si denumirea de psihrometre cu ventilatie artificiala. Dintre acestea , mai frecvent utilizate sunt: psihrometrul de statie cu doza dubla si psihrometrul tip Assmann.

• a)Psihrometrul de statie cu ventilatie artificiala se instaleaza in primul adapost meteorologic, in pozitie verticala pe acelasi stativ cu termometrele de maxima si de minima . El este alcatuit din doua termometre ordinare identice , ale caror parti inferioare sunt introduse in canalele laterale ale unei doze metalice duble, in timp ce rezervoarele termometrice patrund in interiorul unor tubur de aspiratie confectionate din sticla. In afara canalelor laterale, douza dubla prezinta si un canal central la capatul caruia se insurubeaza morisca aspiratoare (dispozitivul de ventilare).

• Rolul moristii aspiratoare este acela de a aspira un curent de aer prin tuburile de aspiratie, ventiland astfel rezervoarele celor doua termometre (“umed” si “uscat”). Prin rotire , morisca determina formarea, in jurul rezervoarelor, a unui curent de aer cu viteza constanta, ca va contribui la evaporarea apei de pe tifonul umezit cu apa distilata (tifonul va fi umezit in mod obligatoriu, la fiecare termen de observatie ). In situatiile, in care, temperaturile exterioare sunt negative, tifonul se umezeste foarte putin, cat sa formeze o pojghita subtire de gheata, care sa nu izoleze rezervorul termometrului de mediul inconjurator.

• Observatiile psihrometrice trebuie sa respecte o anumita ordine in cadrul determinarilor termometrice : -se umezeste tifonul temometrului “umed” cu apa distilata; -se intoarce cu cheia arcul moristii aspiratoare ; -se urmareste coborarea temperaturii la termometrul umed ; cad coloana de mercur a acestuia devine stationara se efectueaza citirea ambelor termometre, incepand cu cel “umed”, apoi cel “uscat”; -in momentul in care coloana termometrica s-a stabilizat se citesc in primul rand zecimile de grad si dupa acestea gradele intregi.• In situatia in care temperatura aerului scade la valori mai mici de -10°C, determinarile se efectueaza numai la termometrul “uscat” si la

higrometru.• In cadrul expeditiilor de cercetarcroclimatica se utilizeaza psihrometre cu ventilatie artificiala de tip Assman, ce sunt usor transportabile

si ofera posibilitatea de a efectua masuratori in plin soare , datorita unei monturi metalica nichelate ce protejeaza cele doua rezervoare termometrice.

Psihrometrele fara aspiratie

• In aceasta categroie intra acele psihrometre la care viteza curentului de aer din jurul celor doua rezervoare termometrice nu este constanta . La statiile meteorologice din tara mai folosite sunt psihrometrele de tip August si psihrometrul de tip “prastie”.

Tabelele psihrometrice• Sunt folosite pentru aflarea caracteristicilor umezelii aerului deoarece in urma masuratorilor psihrometrice

se obtin doua valori termice , obtinute de termometrul “uscat” si termometrul “umed”. La statiile meteorologice din Romania se utilizeaza, dupa caz, doua tipuri de tabele : Assmann si Savici.

• Tabelele psihrometrice Assmann cuprind 3 sectiuni : -in prima sectiune se gasesc valorile tensiunii maxime de saturatie deasupra apei si deasupra ghetii, la temperaturi ale aerului cuprinse intre -35 si +100°C: -in a doua sectiune sunt notate valorile tensiunii vaporilor si cele ale umezelii relative a aerului, calculate pentru diferite temperaturi indicate de termometrele “uscate” si “umede”, la presiunea de 755mm; -cea de a treia sectiune contine tensiunea vaporilor de apa raportata la diferite valori ale umezelii relative dar si anumite marimi ale temperaturii citite pe scara termometrului “uscat”.

Higrometrele

• Pentru determinarea valorilor umezelii relative a aerului se folosesc higrometre de absorbtie, ce se impart in :

-higrometre de absorbtie cu fir de par; -higrometre de absorbtie cu membrana organica.

Higrometrele de absorbtie cu fir de par

• Se gasesc la majoritatea statiilor meteorologice din tara , in aceasta categorie intrand higrometrele de tip Koppe si higrometrele tip Fuess. In higrometrie se folosesc, de regula fire de par omenesc blond ce prezinta un numar foarte redus de pigmenti, ce le confera o sensibilitate mai mare fata de variatiile umezelii aerului. Higrometrele functioneaza bazandu-se pe proprietatea firelor de par de a se alungi in contact cu aerul umed si de a se scurta cat acesta este uscat .

• Firele de par sunt supuse inainte de utilizare unor procese de spalare, degresare si de inmuiere intr-o solutie de bicarbonat de sodiu(concentratie 3-4%)

• Primul higrometru cu fir de par a fost construit de fizicianul francez Saussure in 1783, iar cercetarile acestuia au fost continuate de Louise Joseph Gay-Lusac (fizician si chimist francez), care a observat ca alungirea firelor de par nu este proportionala cu cresterea umezelii relative. Prin determinari repetate acesta a constatat ca cele mai importante alungiri ale firului de par se produc la valori ale umezelii aerului cuprinse intre 0 si 30%, iar pe masura ce aceasta creste, firul de par se prelungeste din ce in ce mai putin, avand o sensibilitate mai redusa.

Higrometrul de tip Koppe• Se instaleaza in primul adapost meteorologic, in spatele psihrometrului de statie, in pozitie

verticala. • Piesa receptoare a acestui instrument cu citire directa este un fir de par omenesc, blond si

degresat care isi modifica lungimea in functie de cantitatea de vapori de apa absorbita si condensata in porii sa liberi . In functie de variatiile starii de umiditate a aerului, acul higrometrului Koppe se deplaseaza dinspre stanga spre dreapta cand gradul de umezeala a aerului est ein crestere si, de la dreapta la stang, atunci cand umezeala aerului este in scadere .

• Masuratorile higrometrice se efectueaza zilnic la orele climatologice 01, 07, 13, 19, iar valorile obtinute se noteaza in registrul de statie in procente intregi .

• O conditie importanta pentru citirea unor valori ale umezelii relative cat mai apropiate de conditiile reale consta in mentinerea receptorului intr-o stare perfecta de curatenie . Decadal(in zilele de 1, 11 si 21 ale fiecarei luni) se verifica punctu de 100% umezealaal higrometrului prin inchiderea acestuia cu un capac de sticla la partea anterioara( se creaza un mediu saturat cu vapori de apa ). Daca higrometrul functioneaza normal, dupa cca 50-60 de minute, acul indicator se va stabili in dreptul diviziunii 100 . Higrometrul se etaloneaza periodic la laboratorul de verificari din cadrul INMH, la intervale de cate 3 ani

Higrometrul de tip Fuess

• Se deosebeste de cel precedent prin faptul ca piesa sensibila pentru umezeala este alcatuita din 1-4 fire de par, el fiind prevazut cu un cadran circular. Este un instrument higrometric precis, mai putin raspandit la statiile meteorologice .