Влажность воздуха и ее измерение

 

Содержание водяного пара в атмосфере – влажность воздуха, одна из важнейших со­ставных частей земной атмосферы. С нею связано состояние воздуха как среды жизнедеятельности расте­ний и животных.

Она характеризуется: абсолютной влажностью, парциальным давлением водяного пара, давлением насыщенного пара, относительной влажностью, де­фицитом насыщения водяного пара в воздухе и температурой точки росы.

1. Абсолютная влажность воздуха, г/м³ (а) – масса водяного пара в единице объема воздуха.

2. Парциальное давление водяного пара, гПа (е) – фактическое давление, которое имел бы водяной пар, находясь в смеси газов атмосферы.

3. Парциальное давление насыщенного водяного пара, гПа (Е) – парциальное давление водяного пара, максимально возможное при данной температуре.

4. Относительная влажность воздуха (f) – отношение фактического парциального давления водяного пара при данной температуре воздуха к давлению насыщенного водяного пара (максимально возможному для данной температуры), выраженного в процентах.

f = е/Е100 %

5. Дефицит насыщения водяного пара, мм (d) – разность между давлением насыщенного водяного пара при данной температуре и фактическим парциальным давлением.

d = E – e.

Максимальные значения отмечаются летом, минимальные – зимой.

6. Точка росы (t_d) – температура, при которой водяной пар, находящийся в воздухе, достигает состояния насыщения при неизменном давлении. Точка росы определяется по таблице максимальной упругости водяного пара.

Методов измерения влажности почвы, наиболее распространенных, два: психрометрический и гигрометрический.

Психрометрический метод основан на определении разности показаний двух термометров, резервуар один из которых охлаждается смачиванием водой.

1. Станционный психрометр (рис. 4.1) – это два психрометрических термометра, установленных на штативе + стакан с дистиллированной водой. Резервуар правого термометра обвязан кусочком батиста, конец которого погружен в воду. Стакан накрыт крышкой с прорезью для батиста.

Отсчет температуры ведется с точностью до 0,1 ^оС. Влажность воздуха определяется по разности температур с помощью психрометрической таблицы.

2. Аспирационный психрометр (рис. 4.2). Принцип действия тот же, но в нем есть аспирационное устройство (вентилятор), обеспечивающее протяжку воздуха у резервуаров термометров с постоянной скоростью 2 м/сек, что исключает влияние скорости ветра на показания термометров.

 

Рисунок 4.1 – Установка приборов в психрометрической будке: 1- штатив, 2 и 3- сухой и смоченный термометры, 4- гигрометр, 5 и 6 максимальный и минимальный термометры, 7- стаканчик (по М.Д. Павлову, 1984)

 

Прибор тоже имеет два термометра, только помещенных в один футляр, где вентилятор постоянно просасывает воздух. С помощью крюка – подвеса психрометр устанавливается в будке или на специальной стойке на высоте 2 метра.

Гигрометрический метод основан на изменении длины гигро­скопических материалов в зависимости от влажности воздуха. На этом свойстве действуют волосной гигрометр и гигрограф.

 

Рисунок 4.2 – Аспирационный пси­хрометр МВ-4М: 1- резиновая груша, 2- зажим, 3- пипетка, 4- ветровая защита, 5- крюк-подвес, 6- ключ, 7 - око­шечко, 8- головка аспиратора, 9- трубка, 10 и 11- сухой и смоченный термометры, 12- защитные планки, 13- тройник, 14- изоляционные втулки, 15 и 16- трубки.

Волосной гигрометр (рис. 4.3) состоит из рамки, на которой укреплена шкальная пластинка. Обезжиренный волос верхним концом закреплен в отверстие винта, нижним – связан со стрелкой. При изменении относительной влажности воздуха волос укорачивается или удлиняется и стрелка под действием грузика перемещается вправо или влево. Прибор устанавливается в психрометрической будке между сухим и смоченным термометрами.

Гигрограф – используется для непрерывной регистрации изменений влажности воздуха. Гигрограф бывает двух видов – волосной и пленочный, суточный или недельный. На метеостанциях используется волосной гигрограф. Вне его корпуса находится кронштейн с пучком обезжиренных волос. Стрелка, скрепленная с ним, рисует график – гигрограмму на ленте барабана.

 

Рисунок 4.3 – Волосной гигрометр (по М.Д. Павловой, 1974)

 

Определение точки росы производится с помощью гигрометра точки росы. Его действие основано на принципе установления динамического равновесия между конденсатом в виде капель воды или кристаллов льда, сконденсировавшихся на поверхности твердого тела, температура которого равна точке росы окружающего воздуха и парами воды воздуха.

Практически этот метод осуществляется путем охлаждения твердого тела до точки росы окружающего воздуха и измерения при этом температуры тела.

От влажности воздуха в значительной степени зависит интенсивность транспирации растений. Поэтому при высокой температуре и пониженной влаж­ности воздуха резко снижаются их рост, развитие генеративных органов, задерживается цветение.

Пересы­хает пыльца, снижается оплодотворение, возникает череззерница, зерно становится щуплым.

Особенно неблагоприятна низкая относительная влажно­сть воздуха при недостатке почвенной влаги.

Отрицательно сказывается на росте и развитии растений и длительное повышение влагосодержания (> 80 %). Ткани растений становятся крупноклеточными, что приводит к полега­нию зерновых культур. В период цветения это препятствует нормальному опылению растений, так как меньше раскрываются пыльники, уменьшается лёт насекомых.

При повышенной влажности воздуха задерживается созревание культур, увеличивается содержание влаги в зерне и соломе, что неблагоприятно отражается на работе уборочных машин, требует дополнительных затрат на просушку зерна (табл. 5.2).

При дефиците насыщения до 3 гПа и более уборочные работы практически прекращению.

Таблица 5.2 – Влажность зерна и соломы в зависимости от дефицита насыщения водяного пара (по А. П. Федосееву, 1979)

Дефицит насыщения водяного пара, гПа	Влажность, %
зерна	соломы
	24,2	46,0
	19,2	32,0
	16,8	25,0
	15,3	22,3
	14,2	19,2

 

В теплое время года повышенная влажность воздуха способ­ствует развитию и распространению ряда грибных заболеваний сельскохозяйственных культур (фитофтороз картофеля и тома­тов, милдью винограда, белая гниль подсолнечника, различные виды ржавчины зерновых культур и др.). Особенно усиливается влияние этого фактора с увеличением температуры.

Контрольные вопросы

1. Основные характеристикивлажности воздуха.

2. В чем заключается психрометрический метод определения влажности воздуха?

3. Особенности гидрометрического метода определения влажности воздуха.

4. Назовите приборы для определения влажности воздуха.

5. Принцип о пределения температуры точки росы.