Die Menge an Wasserdampf, die die Luft in einer großen Region (z. B. einem Vorort) aufnehmen kann, sollte von der Durchschnittstemperatur des flüssigen Wassers in dieser Region abhängen . Nicht die Lufttemperatur dieser Region. Dies liegt daran, dass die Verdunstungsrate von Wasser von der Wassertemperatur (nicht der Lufttemperatur) abhängt, da die Wassermoleküle einer Verteilung gehorchen, die der Maxwell-Boltzmann-Verteilung ähnlich ist. Steigt also die Wassertemperatur, steigt die Verdunstungsrate und umgekehrt.
Andererseits hängt die Kondensationsrate von Wasser in einer bestimmten Region hauptsächlich vom Partialdruck des Wasserdampfs in der Luft dieser Region ab. Wenn also mehr Wasserdampf die Luft füllt, steigt die Kondensationsrate, bis wir einen Gleichgewichtspunkt erreichen, an dem die Verdunstungsrate gleich der Kondensationsrate ist. An diesem Punkt ist die Luft gesättigt und umgangssprachlich kann man sagen, dass sie „keinen Wasserdampf mehr aufnehmen“ kann. Wenn wir jetzt die Wassertemperatur in der Region erhöhen , wird die Verdunstungsrate kurzzeitig die Kondensationsrate übersteigen und die Luft mit mehr Dampf füllen, bis ein neues Gleichgewicht erreicht ist. Entscheidend ist, dass dies alles von der Wassertemperatur und nicht von der Luft abhängtTemperatur. Zumindest nach meinem Verständnis (was durchaus falsch sein kann).
Dennoch finde ich ständig zuverlässige Quellen, die im Wesentlichen besagen, dass die Menge an Wasserdampf, die Luft aufnehmen kann, von der Temperatur der Luft abhängtund nicht das Wasser. Zum Beispiel: „Das Absenken der Temperatur feuchter Luft verringert ihre Feuchtigkeitskapazität“ (Cengel und Boyles, Internationale Ausgabe von Thermodynamics). In ähnlicher Weise heißt es in Wikipedia: "Kältere Luft kann weniger Dampf aufnehmen, sodass das Abkühlen von Luft dazu führen kann, dass der Wasserdampf kondensiert." Der einzige Entschluss, den ich an dieser Stelle habe, ist die Vermutung, dass diese Aussagen rein technisch eigentlich falsch sind, aber aufgrund der Tatsache, dass die Wassertemperatur in einer Region stark mit der Lufttemperatur korreliert, fast immer die richtige Antwort liefern einer Region. Daher ist die Feststellung, dass "ein Anstieg der Lufttemperatur einen Anstieg der Luftkapazität, Wasser zu halten, impliziert", fast immer richtig, da ein Anstieg der Lufttemperatur fast immer einen Anstieg der Wassertemperatur impliziert. Liege ich richtig in meinem Verständnis? Stimmt es, dass seriöse Texte dieses Problem häufig falsch verstehen, oder ist mein Verständnis falsch?
Jede Hilfe zu diesem Thema wäre sehr willkommen!
Wenn wir jetzt die Wassertemperatur in der Region erhöhen , wird die Verdunstungsrate kurzzeitig die Kondensationsrate übersteigen und die Luft mit mehr Dampf füllen, bis ein neues Gleichgewicht erreicht ist.
Das ist nicht ganz richtig. Wenn Sie das Flüssigkeits-Dampf-Gleichgewicht in einem kleinen, geschlossenen Behälter untersuchen würden, wäre dies die richtige Idee. Allerdings ist die Atmosphäre etwas komplizierter.
Die Temperatur des Wasserdampfes ist gleich der Temperatur der Luft, nicht die des flüssigen Wassers. In einem großen, dynamischen System wie der Atmosphäre befinden sich Luft und Wasser im Allgemeinen nicht im thermischen Gleichgewicht. Infolgedessen ist die Schwelle (als Partialdruck), ab der Wasserdampf zu Wolken oder Nebel kondensiert, eine Funktion der Lufttemperatur, nicht der Wassertemperatur.
Beispielsweise soll warme Luft mehr Wasserdampf aufnehmen können. Technisch gesehen liegt das daran, dass der mit warmer Luft vermischte Wasserdampf selbst warm ist. Wenn diese warme Luft über kaltes Wasser strömt, kühlt sich die Luft (und der damit vermischte Dampf) ab, wodurch der Dampfdruck sinkt. Infolgedessen wird diese jetzt kühle Luft übersättigt und kondensiert zu dem Nebel, der so häufig große Gewässer umgibt.
Als zweites Beispiel: Wenn warme, feuchte Luft aufsteigt, kühlt sie sich durch adiabatische Expansion ab. Da die Lufttemperatur sinkt, sinkt auch der Dampfdruck des mit ihr vermischten Wasserdampfes, was zur Wolkenbildung führt. Deshalb bilden sich an Kaltfronten Sturmsysteme; die kühle Luft sinkt unter die warme Luft davor und drückt diese wie einen Schneepflug nach oben .
Sie haben Recht, dass aus gewisser Sicht der einzig relevante Spieler im Spiel H ist O. Die Temperatur des flüssigen Wassers bestimmt die Verdampfungsrate, während die Temperatur des Wasserdampfs den Dampfdruck und die Kondensationsrate bestimmt. In einem großen, komplexen System wie der Atmosphäre kann die Temperatur des Wasserdampfs mit der Temperatur der Luft, mit der er vermischt ist, identifiziert werden, während sie relativ entkoppelt von der Temperatur von flüssigen Wasserkörpern in der Nähe ist. In diesem Sinne ist es sinnvoll, von der Fähigkeit der Luft zu sprechen, Feuchtigkeit zu speichern.
Alchimista