SatBałtyk

Wilgotność względna powietrza

Autor: Agnieszka Herman, ostatnia aktualizacja: 14 marca 2016

Wilgotność względna powietrza na wysokości 2 m nad powierzchnią, otrzymana za pomocą numerycznego modelu pogody (reprezentatywna dla powierzchni 4×4 km).

Wilgotność względna jest jedną z miar zawartości pary wodnej w powietrzu. Jest zdefiniowana jako wyrażony w procentach stosunek aktualnej prężności (ciśnienia parcjalnego) pary wodnej do prężności pary nasyconej, czyli maksymalnej prężności pary wodnej w danej temperaturze. Wartość wilgotności względnej jest więc miarą tego, jak daleko od stanu nasycenia parą wodną znajduje się dana masa powietrza. Wilgotność względna ulega zmianie przy zmianach temperatury powietrza: wzrost temperatury prowadzi do spadku, a spadek temperatury – do wzrostu wilgotności względnej.

Zawartość pary wodnej w powietrzu jest jedną z podstawowych zmiennych w numerycznych modelach pogody. Modelem wykorzystywanym w systemie SatBałtyk jest WRF (Weather Research and Forecasting), jeden z najpopularniejszych obecnie na świecie mezoskalowych modeli pogody (odpowiednich do analizy zjawisk w skali kilkudziesięciu–kilkuset kilometrów, czyli odpowiadającej rozmiarom Morza Bałtyckiego).

Model WRF w systemie SatBałtyk obejmuje obszar Morza Bałtyckiego i wykorzystuje wyniki globalnego modelu pogody jako źródło informacji z otaczających obszarów. Szczegóły dotyczące modelu WRF i jego konfiguracji w systemie SatBałtyk znajdują się  tutaj.

W serwisie SO SatBałtyk rozkłady wilgotności względnej powietrza nad Bałtykiem podawane są w procentach [%], 24 razy na dobę, w postaci map o rozdzielczości 4 km.

Metodyka wyznaczania wilgotności względnej powietrza

Podstawową zmienną w modelu WRF, która opisuje zawartość pary wodnej w powietrzu, jest wilgotność absolutna, zdefiniowana jako masa (w kg) pary wodnej przypadająca na 1 kg powietrza. Zmienna ta – podobnie jak pozostałe zmienne opisujące stan atmosfery – jest wyznaczana na trójwymiarowej siatce obejmującej wycinek atmosfery nad zadanym obszarem od powierzchni ziemi/morza do poziomu 50 hPa, co odpowiada w przybliżeniu wysokości 20 km. Wartości wilgotności absolutnej w poszczególnych węzłach siatki są otrzymywane jako rozwiązanie równania, które opisuje zmiany zawartości pary wodnej w czasie w wyniku napływu powietrza o innych właściwościach, parowania/kondensacji z/na powierzchni podłoża oraz/lub przemian fazowych zawartej w powietrzu wody. Z tego względu, równania opisujące wilgotność absolutną są ściśle związane z tymi, które opisują zmiany temperatury powietrza, a także z tymi, które opisują procesy fizyczne zachodzące w chmurach.

Na potrzeby systemu SO SatBałtyk wilgotność względna wyznaczana jest na podstawie wilgotności absolutnej, temperatury powietrza i ciśnienia atmosferycznego.

W modelu WRF warstwy atmosfery mają różną (zmienną w przestrzeni i czasie) grubość, zależną od ukształtowania terenu i stanu atmosfery w danym miejscu. W celu otrzymania wilgotności względnej powietrza na wysokości 2 m nad powierzchnią, będącej produktem systemu SO SatBałtyk, wyniki modelu są interpolowane w pionie.

Walidacja (ocena dokładności)

Dokładność prezentowanych map wilgotności względnej powietrza oszacowana jest na podstawie analizy różnic pomiędzy wartościami wilgotności wyznaczonej na podstawie danych mierzonych i modelowanych. Wyniki walidacji modelu można znaleźć tutaj.

Odnośnik do parametru w Systemie SatBałtyk:

Wilgotność względna powietrza