Der Wasserdampfgehalt der Luft, Meßgeräte
Neben einer Reihe von Gasen (Sauerstoff, Stickstoff, Kohlendioxid, Wasserstoff,
Argon, Neon Helium, Krypton, Xenon, und in Spuren Radon, Methan, Ammoniak,
Ozon und Di- Stickstoffoxid) enthält die Luft eine ständig wechselnde Menge
Wasserdampf. Er unterliegt tages- und jahreszeitlichen Schwankungen, hängt aber auch von der Höhenlage und der geographischen Lage des Meßortes ab.
Man unterscheidet für jede Temperatur zwischen der 'maximalen' und der 'absoluten' (=tatsächlichen) Luftfeuchtigkeit.
Die maximale Luftfeuchtigkeit, d.h. wieviel Wasserdampf höchstens in 1 Kubikmeter Luft enthalten sein kann, ist temperaturabhängig und eine physikalische Gegebenheit.
Nachstehende Tabelle soll dies veranschaulichen:
Temperatur
in ° C -10 -5 0 +4 +8 +12 +16 +20 +24 +28 +35
-------------------------------------------------------------------------
Gramm / m³ 2.1 3.3 4.8 6.4 8.3 10.7 13.6 17.3 21.8 27.2 39.5
Die jeweiligen Werte können Tabellen entnommen werden. Grundsaetzlich gilt: Je höher die Temperatur, desto mehr Wasserdampf kann die Luft speichern.
Nehmen wir an, in 1 Kubikmeter Luft sind bei einer Temperatur von 20 Grad C 17,3 Gramm Wasserdampf enthalten und die Temperatur fällt plötzlich auf 16 ° C, so werden 3.7 Gramm Wasser ausgeschieden, es entstehen Wolken, Dunst, Nebel, Schnee und Tau. Mit der Sättigung (siehe obige Tabelle) ist der 'Taupunkt' erreicht.
Nun ist aber meistens nicht die Sättigungsmenge an Wasserdampf in der Luft enthalten, sondern weniger. In 1 Kubikmeter Luft sind bei einer Temperatur von 20 Grad z.B. nur 14, statt der möglichen 17.3 Gramm Wasser enthalten.
Bei diesem Wert handelt es sich um die 'absolute', die tatsächliche Luftfeuchtigkeit.
Die relative Luftfeuchtigkeit ist der Quotient aus absoluter und maximaler Luftfeuchtigkeit. Man berechnet, wieviel Prozent die absolute von der maximalen Luftfeuchtigkeit ausmacht.
Ein Beispiel, lt. obiger Tabelle:
Lufttemperatur 20 ° C
Tatsächlich enthaltener Wasserdampf 15 Gramm / m³
15 : 17.3 x 100 = 86.7 (87)% relative Luftfeuchtigkeit.
Fällt nun die Temperatur weiter, so wir die relative Luftfeuchtigkeit irgend wann eine Wert von 100% annehmen. Der 'Taupunkt' ist erreicht. Bei weiterem Fallen der Temperatur wird Wasser ausgeschieden, die Kondensation setzt ein.
Der Taupunkt liegt tiefer als die gemessene Temperatur, er kann der aktuellen
Temperatur höchstens gleich sein. Besonders bei bewegter Luft kann die relative Luftfeuchte an verschiedenen Stellen des Luftraums recht unterschiedliche Werte aufweisen und sich sehr rasch ändern.
Meßgeräte
Zur Messung der 'relativen Luftfeuchtigkeit' verwendet man
a) Haarhygrometer bei dem die Ausdehnung eines entfetteten, einge-
spannten (Frauen-) Haares gemessen wird.
b) Absorptionshygrometer es beruht auf den hygroskopischen Eigenschaften
chem. Substanzen (z.B. Kalziumchlorid oder Phos-
phorpentoxid)
c) Aspirationspsychrometer bestehend aus 2 Thermometern, einem 'trockenen'
und einem beluefteten 'feuchten'.
Aus der Temperaturdifferenz lassen sich die rel. Luftfeuchte und der 'Dampfdruck' errechnen.
Prof. Dr. R. Mühleisen (DL 5 GB) von der Universität Tübingen sagte mir einmal, daß Luftfeuchtigkeitsmessungen eine Genauigkeit von +/- 5 % aufweisen. Es ist also nicht sehr sinnvoll, diese Werte mit 2 Dezimalstellen anzugeben. Zur Messung des Taupunkts benutzt man sog. 'Taupunkthygrometer'. Durch Beschlagen einer sich abkühlenden Metallplatte wird der Taupunkt angezeigt. Indirekt kann der Taupunkt mit einem 'Polymeter' ermittelt werden. Es besteht aus einem Haarhygrometer und einem Thermometer. Mit ihm lassen sich anhand mehrerer Skalen Taupunkt und 'Dampfdruck' (s.u.) ablesen.
Weitere, zum Thema 'Luftfeuchte' gehörende Begriffe:
Dampfdruck : Das ist der Teildruck (in Torr od. mbar) des in der Luft enthaltenen Wasserdampfes im Verhältnis zum Gesamtluftdruck
Spezifische Feuchte : Der Wasserdampfgehalt (in Gramm) pro kg feuchter Luft
Mischungsverhältnis : Der Wasserdampfgehalt (in Gramm) pro kg trockener Luft
Sättigungsdefizit : : Das ist die Differenz zwischen dem tatsächlich in 1
Kubikmeter Luft enthaltenen Wasserdampf (in Gramm) und der bei gleicher Temperatur physikalisch möglichen Wasserdampfmenge (dem Sättigungswert, siehe Tabelle)
dj 2 mv