Péczely György: Éghajlattan (Nemzeti Tankönyvkiadó, Budapest, 1998)

2. Általános meteorológiai alapismeretek - 2.3 A nedves, nyugalomban levő tiszta légköri levegő fizikai állapotjelzői

Ez a tény látszólag ellentmond annak, hogy a nedves levegő sűrűsége a száraz levegő sűrűségének és a vízgőz sűrűségének az összege. A valóságban azonban az áll fenn, miután a légkörben zárt térfogatelemek nincsenek, hogy a vízgőz a légkör adott térfogateleméből annyi száraz levegőt szorít ki, mint amennyinek ugyanakkora a parciális nyomása, mint a helyére kerülő vízgőznek. Miután a vízgőz sűrűsége jóval csekélyebb a száraz levegőénél (emlékeztetőül felidézzük, hogy pl. a 15 °C hőmérsékletű 1 atmoszféra nyomású levegő sűrűsége 1,225 kg • m~3, míg ugyanezen hőmérséklet mellett telítettség esetén a vízgőz sűrűsége csupán 0,013 kg-m~3 értékű), a tér-, fogatelemben levő nedves levegő sűrűsége is kisebb lesz a száraz levegő sűrűségénél.

Az azonos nyomású és hőmérsékletű száraz és nedves levegő sűrűsége azonban nem különbözik egymástól nagymértékben, amint az a (2.3.2-5) formulából közvetlenül belátható. Például p—1000 mb légnyomásnál és Földünk vízgőzben gazdag területeire j eilemző e = 25 mb gőznyomásnál a 0,377e/p tag értéke mindössze 0,009, vagyis ennek az igen nedves levegőnek is csupán 1 százalékkal kisebb a sűrűsége az azonos nyomású és hőmérsékletű száraz levegő sűrűségénél.

2.3.3 Virtuális hőmérséklet

Elképzelhető egy olyan Tv hőmérséklet, amelyen az ugyanakkora nyomású száraz levegő sűrűsége megegyezik a nedves levegő sűrűségével. Ennek az elképzelt Tv hőmérsékletnek az esetében fennáll tehát az alábbi egyenlőség:

amiből a

RTy-^íl-0,377—), RT l v)

T =

J V

T

1-0,377 — P

(2.3.3-1)

2.7. táblázat. A virtuális és tényleges hőmérséklet közötti különbség vízgőzzel telített levegő esetén

km

AT°

km

JT°

0

1,9

6

0,2

1

1,4

7

0,1

2

0,9

8

0,1

3

0,6

9

<0,1

4

0,5

10

<0,1

5

0,3

kifejezés adódik. Az így definiált Tv hőmérsékletet nevezzük virtuális hőmérsékletnek.

A virtuális hőmérséklet mindig magasabb a tényleges hőmérsékletnél, miután e>0 esetében a (2.3.3-1) képlet nevezője az egységnél kisebb szám. Például p= 1000 mb légnyomásnál, í = 25°C hőmérsékletnél (r=298 K) és e = 25 mb gőznyomásnál Ty = 300,8 K =27,8 °C érték adódik. Természetesen minél csekélyebb a levegő vízgőztartalma, a tényleges és virtuális hőmérséklet közötti különbség egyre kisebb lesz, s a légkör magasabb rétegeiben (gyakorlatilag már

34