При заданной абсолютной влажности воздуха в 5 г/м³, определите температуру, при которой начнут образовываться облака

Предмет вопроса: Конденсация воздуха и образование облаков

Разъяснение:
Конденсация воздуха происходит, когда воздух достигает точки насыщения, т.е. точки, при которой воздух насыщен водяными паром и не может содержать больше пара. Температура, при которой начинается образование облаков, называется точкой росы. Она зависит от абсолютной влажности воздуха и давления.

Для определения температуры, при которой начинают образовываться облака, можно использовать формулу Клаузиуса-Клапейрона:

Td = (243.5 * ln(RH/100) + 17.67 * T) / (17.67 - ln(RH/100) - (T - 273.15) * 0.067)

В данной формуле Td обозначает температуру точки росы в градусах Цельсия, RH - относительную влажность воздуха в процентах, а T - температуру воздуха в градусах Цельсия.

Чтобы рассчитать высоту, на которой будет достигнута данная температура, нужно учесть, что с высотой давление и температура воздуха меняются. Для более точного расчёта этой высоты необходимо использовать данные геопотенциальной высоты, а также учитывать вертикальные градиенты температуры и влажности.

Демонстрация:
Дано: абсолютная влажность воздуха - 5 г/м³

Решение:
1. Посчитаем температуру точки росы при заданной абсолютной влажности.
Предположим, что относительная влажность составляет 100% (насыщение).

Td = (243.5 * ln(100/100) + 17.67 * T) / (17.67 - ln(100/100) - (T - 273.15) * 0.067)

Td = (243.5 * 0 + 17.67 * T) / (17.67 - 0 - (T - 273.15) * 0.067)

При условии, что Td = T, решим уравнение:

T = (243.5 * 0 + 17.67 * T) / (17.67 - 0 - (T - 273.15) * 0.067)

Полученное значение температуры будет температурой, при которой начнут образовываться облака.

2. Рассчитаем высоту, на которой будет достигнута эта температура.
Для более точного расчёта геопотенциальной высоты используйте дополнительные данные и учитывайте вертикальные градиенты температуры и влажности.

Совет:
При решении задачи обратите внимание на единицы измерения и преобразуйте их, если это необходимо, чтобы все значения были в одной системе измерений (например, в граммах на кубический метр и градусах Цельсия).

Закрепляющее упражнение:
При абсолютной влажности воздуха в 7 г/м³ определите температуру, при которой начинают образовываться облака. Также рассчитайте высоту, на которой будет достигнута данная температура, если мы исходим из условия над поверхностью земли.