Температура и влажность воздух

Температура - это характеристика теплового состояния тела. Температура воздуха является одним из важнейших метеорологических элементов и измеряется по международной температурной шкале, градуированной в градусах Цельсия. На этой шкале нуль градусов соответствует температуре таяния льда при нормальном атмосферном давлении и сто градусов - температуре кипения воды при таком же давлении. Одна сотая (Vioo) расстояния между этими точками на шкале термометра называется градусом Цельсия и обозначается °С.

Рис. 37. Аспирационный психрометр

Основными приборами для получения надежных значений температуры воздуха на судах являются ртутный термометр с конусовидной оправой и аспирационный психрометр (рис. 37). Конусовидная оправа предназначена для предохранения ртутного термометра от воздействия солнечных лучей, а также других, источников тепла и атмосферных осадков. Такая защита позволяет получить в судовых условиях истинную температуру без существенных погрешностей.

Для подвешивания к кронштейну в верхней части термометра имеется крышка с дужкой. Термометры с конусовидными защитами устанавливают на левом и правом крыльях мостика так, чтобы они находились над водой. Отсчеты термометра производятся с точностью до 0,1°, причем сначала отсчитываются десятые доли градусов, а затем - уже целые градусы. В отсчеты термометра вводится поправка, которая выбирается из поверочного свидетельства данного прибора.

Для измерения температуры воздуха в судовых условиях используют термометр-пращ, представляющий собой толстостенную литую стеклянную палочку, внутри которой проходит капилляр, сообщающийся с резервуаром термометра. Верхний конец термометра заканчивается стеклянным ушком или металлическим наконечником, к которому крепится короткий прочный шнур.

При измерении температуры воздуха наблюдатель, находящийся на открытой палубе, вращает термометр- пращ в горизонтальной плоскости со скоростью 1-2 об/с. Отсчет снимается приблизительно через 1 мин. При этом сначала отсчитываются десятые доли с точностью до 0,1°, а затем - целые градусы. Если результаты двух последовательных измерений отличаются не более чем на 0,5°, то определение правильное и температурой считается среднее значение из двух отсчетов.

Рис. 38. Термограф

Для непрерывной записи колебаний температуры воздуха предназначен специальный прибор, называемый термографом (рис. 38). Термограф состоит из двух основных частей: воспринимающей и записывающей. Воспринимающей частью термографа служит биметаллическая пластинка, изготовленная из металлов с различным коэффициентом теплового расширения. Один конец пластинки закреплен неподвижно, а другой через систему рычагов связан с пишущей частью - стрелкой с пером и вращающимся барабаном с бумажной лентой, расчерченной прямыми горизонтальными линиями (температура) и вертикальными дугами (время). Барабан снабжен часовым механизмом, который обеспечивает равномерное вращение барабана вокруг вертикальной оси с полным оборотом в течение суток или недели.

Изменение температуры влечет за собой изменение изгиба биметаллической пластинки, пропорционально которому перемещается перо, оставляющее след на бумажной ленте.

Температура воздуха влияет на условия мореплавания. Высокая температура затрудняет работу экипажа, особенно в машинном отделении. Низкая температура, в свою очередь, может вызвать обледенение судов.

Кроме того, изменение температуры воздуха у поверхности моря и по высоте в тропосфере может сказаться на дальности распространения радиоволн и на дальности обнаружения объектов по РЛС.

Влажность воздуха характеризуется содержанием водяного пара в воздухе. Количество водяного пара в граммах, приходящееся на один кубический метр влажного воздуха, называется абсолютной влажностью.

Удельной влажностью называется отношение количества водяного пара в граммах к одному килограмму влажного воздуха. И абсолютная, и удельная влажность зависят от температуры. Ощущение сухости или сырости воздуха связано не с абсолютным влагосодержанием (асболютная или удельная влажность), а с тем, насколько водяной пар близок к насыщению. Одной из характеристик насыщенности воздуха водяным паром является относительная влажность - отношение количества водяного пара, содержащегося в воздухе, к количеству пара, необходимого для насыщения воздуха при данной температуре. Это отношение выражается в процентах.

При понижении температуры относительная влажность увеличивается, при повышении - уменьшается. Каждому значению температуры соответствует определенное количество водяного пара, которое насыщает воздух, и чем ниже температура, тем меньшее количество пара требуется для его насыщения.

При охлаждении воздуха, содержащего водяной пар, до некоторой температуры он окажется настолько насыщенным водяным паром, что дальнейшее охлаждение вызовет конденсацию, т. е. образование влаги, или сублимацию - непосредственное образование кристаллов льда из водяного пара;

Температура, при которой содержащийся в воздухе водяной пар достигает насыщения, называется точкой росы. Точка росы характеризует влагосодержание воздуха. По ней, например, можно судить о вероятности образования тумана. Определяется точка росы с помощью специальной таблицы.

При насыщении воздуха точка росы совпадает с температурой воздуха; во всех остальных случаях она ниже температуры воздуха и зависит от упругости водяного пара.

Для измерения влажности воздуха в судовых условиях применяются аспирационный (или вентиляционный) психрометр (см. рис. 38), состоящий из двух термометров 1, вставленных в металлическую никелированную оправу, сверху которой навинчен аспиратор 2 (вентилятор). При заведенном аспираторе воздух всасывается снизу через двойные трубки 3, которыми защищены резервуары 4 термометров. Обтекая резервуары термометров, воздух сообщает им свою температуру. Правый резервуар обертывается батистом, который с помощью специальное пипетки смачивают за 4 мин до пуска вентилятора.

Наблюдения на судах производят на крыле мостика с наветренной стороны. Отсчеты снимают сначала с сухого, а затем со смоченного термометра. Сначала отсчитывают десятые доли градуса, а затем целые. Отсчеты корректируют поправками, взятыми из паспорта прибора.

По показаниям смоченного термометра из Психрометрических таблиц находят абсолютную и относительную влажность воздуха, а по показаниям сухого - температуру воздуха.

Кроме того, для измерения влажности воздуха применяют гигрограф, который осуществляет непрерывную запись наблюдений. Принцип действия прибора основан на свойстве обезжиренного человеческого волоса изменять свою длину в зависимости от влажности окружающего воздуха.