Wasserdampf:

Wasser ist eine einzigartige Substanz. Es kann als Flüssigkeit, Feststoff (Eis) und Gas (Wasserdampf) existieren. Ein Hauptweg, wie Wasserdampf in der Atmosphäre zunimmt, ist durch Verdunstung. Flüssiges Wasser verdunstet aus Ozeanen, Seen, Flüssen, Pflanzen, dem Boden und gefallenem Regen. Es kann viel oder wenig Wasserdampf in der Luft vorhanden sein. Die Winde in der Atmosphäre transportieren den Wasserdampf dann von einem Ort zum anderen. Eine Hauptquelle für Wasserdampf in Kentucky ist der Golf von Mexiko. Der größte Teil des Wasserdampfs in der Atmosphäre ist in den ersten 10.000 Fuß oder so über der Erdoberfläche enthalten. Wasserdampf wird auch als Feuchtigkeit bezeichnet.

ABSOLUTE FEUCHTIGKEIT:

Die absolute Feuchte (ausgedrückt als Gramm Wasserdampf pro Kubikmeter Luftvolumen) ist ein Maß für die tatsächliche Menge an Wasserdampf (Feuchtigkeit) in der Luft, unabhängig von der Lufttemperatur. Je höher die Wasserdampfmenge, desto höher ist die absolute Luftfeuchtigkeit. Zum Beispiel können in einem Kubikmeter Luft bei einer Temperatur in den mittleren 80ern maximal etwa 30 Gramm Wasserdampf vorhanden sein. Die SPEZIFISCHE FEUCHTE bezieht sich auf das Gewicht (die Menge) des Wasserdampfes, der in einer Gewichtseinheit (Menge) Luft enthalten ist (ausgedrückt als Gramm Wasserdampf pro Kilogramm Luft). Absolute und spezifische Luftfeuchtigkeit sind vom Konzept her sehr ähnlich.

RELATIVE FEUCHTIGKEIT:

Die relative Luftfeuchtigkeit (RH) (ausgedrückt in Prozent) misst ebenfalls den Wasserdampf, aber RELATIV zur Temperatur der Luft. Mit anderen Worten, sie ist ein Maß für die tatsächliche Menge an Wasserdampf in der Luft im Vergleich zur Gesamtmenge an Wasserdampf, die in der Luft bei ihrer aktuellen Temperatur existieren kann. Warme Luft kann mehr Wasserdampf (Feuchtigkeit) enthalten als kalte Luft, so dass bei gleicher absoluter/spezifischer Luftfeuchtigkeit die Luft eine HÖHERE relative Luftfeuchtigkeit aufweist, wenn die Luft kühler ist, und eine NIEDRIGERE relative Luftfeuchtigkeit, wenn die Luft wärmer ist. Was wir draußen „fühlen“, ist die tatsächliche Menge an Feuchtigkeit (absolute Luftfeuchtigkeit) in der Luft.

Taupunkttemperatur:

Meteorologen betrachten routinemäßig die „Taupunkttemperatur“ (anstelle von, aber analog zur absoluten Luftfeuchtigkeit), um die Feuchtigkeit zu bewerten, besonders im Frühling und Sommer. Die Taupunkttemperatur, die ein Maß für die tatsächliche Menge an Wasserdampf in der Luft darstellt, ist die Temperatur, auf die die Luft abgekühlt werden muss, damit sie gesättigt ist. Obwohl sich die Wetterbedingungen auf die Menschen unterschiedlich auswirken, sind im Allgemeinen im Frühling und Sommer Oberflächentaupunkttemperaturen in den 50er Jahren für die meisten Menschen angenehm, in den 60er Jahren sind sie etwas unangenehm (feucht) und in den 70er Jahren sind sie ziemlich unangenehm (sehr feucht). Im Ohio Valley (einschließlich Kentucky) liegen die üblichen Taupunkte im Sommer zwischen den mittleren 60ern und den mittleren 70ern. Es wurden Taupunkte von bis zu 80 oder niedrigeren 80ern aufgezeichnet, was sehr drückend ist, aber glücklicherweise relativ selten vorkommt. Während der Taupunkt einen schnellen Überblick über den Feuchtigkeitsgehalt der Luft gibt, ist dies bei der relativen Luftfeuchtigkeit nicht der Fall, da die Luftfeuchtigkeit relativ zur Lufttemperatur ist. Mit anderen Worten, die relative Luftfeuchtigkeit kann nicht allein aus der Kenntnis des Taupunkts bestimmt werden, sondern es muss auch die aktuelle Lufttemperatur bekannt sein. Wenn die Luft auf einem bestimmten Niveau (z.B. an der Oberfläche) vollständig gesättigt ist, dann ist die Taupunkttemperatur gleich der tatsächlichen Lufttemperatur und die relative Luftfeuchtigkeit beträgt 100 Prozent.

Beziehung von Taupunkt und relativer Luftfeuchtigkeit zu Wolken und Niederschlag:

Wenn die relative Luftfeuchtigkeit 100 Prozent beträgt (d.h., Taupunkttemperatur und tatsächliche Lufttemperatur sind gleich), bedeutet dies NICHT notwendigerweise, dass es zu Niederschlag kommt. Es bedeutet einfach, dass die maximale Menge an Feuchtigkeit in der Luft bei der jeweiligen Temperatur der Luft vorhanden ist. Sättigung kann zu Nebel (an der Oberfläche) und Wolken in der Luft (die aus winzigen, in der Luft schwebenden Wassertröpfchen bestehen) führen. Damit es jedoch zu Niederschlägen kommt, muss die Luft mit einer ausreichenden Geschwindigkeit aufsteigen, um die Kondensation von Wasserdampf zu flüssigen Wassertröpfchen oder Eiskristallen (abhängig von der Lufttemperatur) und das Wachstum von Wassertröpfchen, unterkühlten Tröpfchen und/oder Eiskristallen in Wolken zu fördern. Tröpfchen wachsen durch einen Prozess, der „Kollisions-Koaleszenz“ genannt wird, wobei Tröpfchen unterschiedlicher Größe zusammenstoßen und miteinander verschmelzen (koaleszieren). Eiskristallprozesse (einschließlich Ablagerung und Aggregation) sind ebenfalls wichtig für das Partikelwachstum. In Gewittern kann sich auch Hagel entwickeln. Sobald die schwebenden Niederschlagsteilchen eine ausreichende Größe erreicht haben, kann die Luft ihr Gewicht nicht mehr tragen und der Niederschlag fällt aus den Wolken. In feuchten Klimazonen verursachen Gewitter oft stärkeren Regen als allgemeiner Winterregen, da der Feuchtigkeitsgehalt der Luft im Frühling und Sommer typischerweise höher ist und die Luft in sich entwickelnden Gewittern normalerweise viel schneller aufsteigt als in allgemeinen Wintersystemen. „Wolkenmikrophysik“ ist die Untersuchung der Produktion und des Wachstums von Tröpfchen und Eiskristallen innerhalb von Wolken und deren Beziehung zum Niederschlag.

Niederschlagswasser:

Meteorologen interessieren sich nicht nur für den Taupunkt oder die absolute Feuchte an der Oberfläche, sondern auch in der Luft. Niederschlagbares Wasser (PW) ist ein Maß für die Gesamtmenge an Wasserdampf, die in einer kleinen vertikalen Säule enthalten ist, die sich von der Oberfläche bis zum oberen Ende der Atmosphäre erstreckt. Wie bereits erwähnt, befindet sich der größte Teil der Feuchtigkeit in der Atmosphäre jedoch in den untersten 10.000 Fuß. Niederschlagswerte um oder über 1 Zoll sind im Frühling und Sommer östlich der Rocky Mountains (einschließlich Kentucky) üblich. Werte von 2 Zoll im Sommer weisen auf einen sehr hohen Feuchtigkeitsgehalt in der Atmosphäre hin, der typisch für eine tropische Luftmasse ist. Im Allgemeinen gilt: Je höher der PW-Wert, desto höher ist das Potenzial für sehr starke Regenfälle durch Gewitter, wenn sie sich entwickeln sollten. Eine weitere sehr wichtige Überlegung ist jedoch nicht nur die Menge der Umgebungsfeuchte an einem bestimmten Ort, sondern auch die Menge der Feuchtigkeitsadvektion und Konvergenz, die einem Gebiet zusätzliche Feuchtigkeit zuführt. Falls signifikant, helfen diese zusätzlichen Faktoren zu erklären, warum die Niederschlagssummen von Gewittern die tatsächlichen PW-Werte der Luft, in der die Gewitter auftreten, übersteigen können. Die Bewegung von Gewittern, die sogenannte Ausbreitung, ist ebenfalls sehr wichtig für die Bestimmung der tatsächlichen Niederschlagsmenge an einem Ort. Je langsamer die Bewegung der Gewitter ist, desto höher ist das Niederschlagspotenzial in einem Gebiet.

NUN SIND SIE AN DER TURN. BITTE BEANTWORTEN SIE DIE FOLGENDEN FRAGEN:

FRAGE 1: Wenn im Winter die Lufttemperatur 40 F beträgt und der Taupunkt ebenfalls 40 F beträgt, wie hoch wäre dann die relative Luftfeuchtigkeit? Wie hoch wäre die relative Luftfeuchtigkeit im Frühling, wenn die Lufttemperatur 70° beträgt und der Taupunkt bei 70° liegt? In welcher Situation würde sich die Luftfeuchtigkeit höher anfühlen? Was sagt Ihnen das über die relative Luftfeuchtigkeit?	Antwort auf Frage 1
FRAGE 2: Wenn die Lufttemperatur 95 Grad Celsius mit einem Taupunkt von 70 betragen würde, wäre dann die relative Luftfeuchtigkeit höher oder niedriger als bei einer Lufttemperatur von 70 Grad mit einem Taupunkt von 55? Welche Luftmasse würde sich für Sie unangenehmer anfühlen?	Antwort auf Frage 2
FRAGE 3: Wenn die Lufttemperatur am Nachmittag 90 Grad mit einer relativen Luftfeuchtigkeit von 60 Prozent betragen würde, würde sich das für eine Person unangenehmer anfühlen, als wenn es am Morgen 75 Grad draußen mit einer relativen Luftfeuchtigkeit von 100 Prozent wäre?	Antwort auf Frage 3

Diese Beispiele zeigen, dass die relative Luftfeuchtigkeit ziemlich irreführend sein kann. Im Allgemeinen wird die relative Luftfeuchtigkeit, vorausgesetzt der Taupunkt oder die absolute Luftfeuchtigkeit ändert sich nicht, am frühen Morgen am höchsten sein, wenn die Lufttemperatur am kühlsten ist, und am Nachmittag am niedrigsten, wenn die Lufttemperatur am höchsten ist.

HEAT INDEX:

Während der Taupunkt ein definitiveres Maß für den Feuchtigkeitsgehalt ist, ist es die relative Luftfeuchtigkeit, die üblicherweise verwendet wird, um zu bestimmen, wie heiß und feucht es sich für uns im Frühling und Sommer anfühlt, basierend auf dem kombinierten Effekt von Lufttemperatur und Luftfeuchtigkeit. Dieser kombinierte Effekt wird als „Hitzeindex“ bezeichnet. Je höher die Lufttemperatur und/oder je höher die relative Luftfeuchtigkeit, desto höher ist der Hitzeindex und desto heißer fühlt es sich für unseren Körper draußen an.

WIND CHILL INDEX:

Im Winter gibt es einen weiteren Index, den wir verwenden, um zu bestimmen, wie kalt sich unser Körper anfühlt, wenn wir draußen sind. Dieser wird „Wind Chill Index“ (auch „Wind Chill Factor“ genannt). Dieser Index kombiniert den Effekt der Lufttemperatur mit der Windgeschwindigkeit. Wenn es draußen kalt ist und der Wind weht, entzieht der Wind unserem Körper schneller Wärme, als wenn der Wind nicht weht. Dadurch fühlt es sich für uns kälter an. Je stärker also der Wind im Winter ist, desto kälter fühlt es sich für uns an und desto niedriger ist der Windchill-Index.

FRAGE 4: Wenn die Temperatur draußen 20 Grad mit einer Windgeschwindigkeit von 20 mph beträgt, würde sich das für Sie kälter „anfühlen“ als wenn die Temperatur 5 Grad mit einer Windgeschwindigkeit von 5 mph beträgt?

Antwort auf Frage 4

Hohe Luftfeuchtigkeit/Taupunkte im Sommer und kalter Wind im Winter sind wichtig, weil sie beeinflussen, wie sich unser Körper „fühlt“, wenn wir draußen sind. Wenn der Hitzeindex sehr hoch oder der Windchill-Index sehr niedrig ist, müssen wir Sicherheitsmaßnahmen ergreifen, um unseren Körper vor möglichen Auswirkungen des Wetters zu schützen, einschließlich Hitzeerschöpfung, Sonnenstich und Hitzschlag im Sommer und Erfrierungen im Winter.

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