Vlhkosť vzduchu, teda množstvo vodnej pary obsiahnuté vo vzduchu v danom okamihu, je jednou z najdôležitejších vlastností zemskej atmosféry, ktorá významne ovplyvňuje charakter počasia. Okrem počasia má humidita vplyv aj na naše zdravie a stavebné materiály. Nadmerná alebo naopak príliš nízka vlhkosť môže spôsobovať celý rad problémov, od plesní na stenách a zvýšeného výskytu roztočov až po alergie a problémy s dýchaním. Preto je dôležité udržiavať optimálnu vlhkosť vzduchu, čo je pomerne komplikované.
V súvislosti so vzdušnou vlhkosťou sa môžeme stretnúť s tromi základnými typmi merania: absolútnou vlhkosťou, relatívnou vlhkosťou a špecifickou vlhkosťou.
Typy merania vzdušnej vlhkosti
Absolútna vlhkosť
Absolútna vlhkosť, niekedy označovaná aj ako vlhkostný pomer, predstavuje celkový obsah vodnej pary v atmosfére. Je dôležitým ukazovateľom, ktorý poskytuje predstavu o stave a vlastnostiach vzdušných hmôt. Absolútna vlhkosť zobrazuje skutočné množstvo vodnej pary, ktoré je vzduch schopný prijať. Odvodzuje sa od mernej vlhkosti a hustoty vzduchu a je dôležité ju odlíšiť najmä od relatívnej vlhkosti.
Relatívna vlhkosť
Relatívna vlhkosť je pomer obsahu vlhkosti vzduchu vzhľadom na množstvo vlhkosti pri danej teplote. Predstavuje pomer tlaku pár k tlaku nasýtených pár a spravidla sa udáva v percentách. Optimálna hodnota relatívnej vlhkosti pre príjemnú klímu v domácnosti sa pohybuje medzi 40 % až 60 %. Vyššia alebo nižšia vlhkosť môže mať zásadný vplyv na kvalitu obytného prostredia. Relatívna vlhkosť je percentuálny pomer medzi množstvom vodnej pary vo vzduchu a množstvom vodnej pary potrebnej na nasýtenie vzduchu pri danej teplote. Neudáva tak obsah vlhkosti vzduchu sama o sebe, ak nie je doplnená informáciou o teplote. Ak dôjde k zvýšeniu teploty, relatívna vlhkosť klesá, a naopak.
Rosný bod a jeho význam pri relatívnej vlhkosti
V súvislosti s relatívnou vlhkosťou je dôležité spomenúť rosný bod. Je to teplota, pri ktorej je vzduch maximálne nasýtený vodnými parami, teda dosiahne relatívnu vlhkosť 100 %. V takom prípade dochádza ku kondenzácii prebytočnej vlhkosti a vzniká hmla, mraky alebo sa zráža voda na povrchoch. Čím viac je vodnej pary vo vzduchu, tým vyššia je teplota rosného bodu. Príkladom môže byť sprchovanie, kedy stúpa teplota aj vzdušná vlhkosť v kúpeľni, a tým sa zvyšuje hodnota rosného bodu. Akonáhle rosný bod dosiahne teplotu povrchu nejakého predmetu v miestnosti, začne na ňom kondenzovať voda.
Špecifická vlhkosť
Špecifická vlhkosť je pomer hmotnosti vodnej pary k celkovej hmotnosti vlhkého vzduchu. Na rozdiel od relatívnej vlhkosti zostáva špecifická vlhkosť spravidla konštantná, teda je nemenná bez ohľadu na tlak či teplotu.
Rosný bod a jeho praktické využitie
Rosný bod je kľúčovou veličinou nielen pri predpovediach počasia, ale aj pri technických aplikáciách, ako je napríklad stropné chladenie. Pri stropnom chladení, ktoré funguje na princípe podlahového kúrenia, ale opačne (chladí namiesto kúrenia), je aktívne pracované s fyzikálnou veličinou zvanou rosný bod. Hodnota rosného bodu v miestnosti má na správne fungovanie stropného chladenia zásadný vplyv.
Dnešné správne vyregulované a nastavené systémy stropného chladenia nemajú dôvod bojovať s orosením chladeného stropu, pretože systém aktívne pracuje s hodnotami rosného bodu v chladenej miestnosti. Aby sa fyzikálne princípy stropného chladenia nebili s fyzikálnymi podmienkami interiéru, je potrebné sledovať rosný bod. Je to teplota, pri ktorej sa vzduch v dôsledku ochladzovania nasýti vodnou parou bez toho, aby mu bola dodaná zvonku. Pri poklese teploty pod teplotu rosného bodu vodná para vo vzduchu kondenzuje.
Vzťah teploty interiéru, vlhkosti vzduchu a teploty rosného bodu je pomerne komplikovaný. Z fyzikálnych princípov fungovania stropného chladenia jednoznačne vyplýva, že hodnota rosného bodu v miestnosti je kľúčová. Ak je povrchová teplota chladiaceho stropu nižšia ako teplota rosného bodu v jeho blízkosti, dochádza ku kondenzácii. Tá je pri chladení miestnosti nežiaduca, pretože by okrem negatívneho pôsobenia na povrchovú vrstvu stropu dokázala aj znížiť efektivitu chladenia. Kondenzáciu je možné eliminovať pomocou priestorových termostatov, prípadne s pomocou externých snímačov rosného bodu.
Benefit projektu Green Atrium: Stropné chladenie a kúrenie
Dnešné pokročilé systémy regulácie umožňujú inštalovať stropné chladenie aj tam, kde to donedávna nebolo možné, samozrejme v kombinácii s vhodným systémom vetrania, pretože stropné chladenie samotné nedokáže aktívne meniť vlhkosť vzduchu v interiéri. Vzťah rosného bodu a stropného chladenia je jednou z kľúčových otázok súvisiacich s plošným chladením interiérov.
Predpoveď počasia a meteorologické prvky
Predpovedať počasie znamená určiť budúci stav atmosféry na základe poznania jej súčasného stavu a zákonitostí, ktorými sa atmosféra riadi. Predpoveď počasia môže byť krátkodobá (na niekoľko hodín až dva dni) a dlhodobá (na tri a viac dní). Všeobecná predpoveď počasia sa vydáva pre širšie územie a napriek rýchlym počítačom a množstvu dát z meteorologických staníc a družíc úspešnosť predpovede nemôže byť 100 %. Čím je predpoveď dlhodobejšia, tým je nepresnosť väčšia.
Meteorologické prvky sú veličiny, ktoré charakterizujú fyzikálny stav atmosféry: teplota a vlhkosť vzduchu, atmosférický tlak, smer a rýchlosť vetra, oblačnosť, zrážky a dohľadnosť. Sledovaním týchto prvkov môžeme odhadnúť charakter počasia na 6-48 hodín. Presnejší odhad počasia dosiahneme sledovaním viacerých prvkov. Najčastejšie zmena počasia prichádza zo západu.
Atmosférický tlak
Čiary, ktoré spájajú body s rovnakou hodnotou tlaku, sa nazývajú izobary. Izobary na synoptickej mape vytvárajú tlakové pole, ktoré ukazuje horizontálne rozloženie tlaku vzduchu. Z hustoty izobár sa dá vyčítať rýchlosť vetra. Rýchle zvýšenie tlaku znamená len dočasné zlepšenie počasia. Napríklad, ak tlak klesá pod 1 000 hPa, možno očakávať zhoršenie počasia.
Vietor
Vietor je základný meteorologický prvok, ktorý má rýchlosť a smer. Každá zmena smeru vetra znamená zmenu počasia. Rýchla zmena vetra prinesie nestabilné počasie, naopak pomalá stabilné. V rôznych výškach atmosféry sa môžu vyskytovať vetry rôznej intenzity a smeru, čo sa nazýva „strih vetra“. Východný vietor v lete často znamená vysoké teploty a suché počasie. Pri S - SZ vetre možno očakávať oblačnosť a možnosť prehánok, pri vyššej teplote aj búrky. V zime potom hmly a snehové prehánky. Pri J - JZ vetre možno očakávať sparno, oblačnosť a možnosť prudkých búrok bez ochladenia.
Vlhkosť a predpoveď počasia
Predpoveď podľa vlhkosti alebo rosného bodu je pomerne spoľahlivá. Najprv sa vlhkomerom zmeria vlhkosť a teplomerom teplota, a pomocou tabuliek sa určí rosný bod. Meranie vlhkosti vzduchu znamená určiť pomernú (predtým relatívnu) vlhkosť vzduchu. Pomerná vlhkosť vzduchu je miera nasýtenia vzduchu vodnou parou. Vlhkosť vzduchu sa počas dňa mení. Pokiaľ je väčší rozdiel medzi maximálnou a minimálnou vlhkosťou, je pekné počasie. Pri zlom počasí je rozdiel malý. Vlhkosť vzduchu okolo 50 % často signalizuje suchý vzduch a stabilné pekné počasie. Vznik hmiel, kde pomerná vlhkosť vzduchu môže byť až 100 %, je spojený s nasýtením vzduchu vodnou parou v prízemnej vzduchovej vrstve.
Optické javy ako predzvesť počasia
Optické úkazy, ako sú halové javy (koly, oblúky a škvrny okolo Slnka a Mesiaca), vznikajú lomom alebo odrazom svetla na ľadových kryštáloch v atmosfére. Sú signálom skorého zhoršenia počasia. Malé halo okolo Mesiaca alebo Slnka, ktoré vyzerá ako belavý kruh, je predzvesťou zhoršenia počasia. Zmenšovanie malého hala môže znamenať, že na nasledujúci deň možno počítať so zrážkami. Parhelion, čiže „slnečné psy“, sa objavuje ako dve svetlé škvrny vedľa Slnka a naznačuje zhoršenie počasia.