Humedad
La humedad es la medida de la cantidad de vapor de agua presente en el aire.
Conceptos Clave
1. Humedad Relativa (RH - Relative Humidity)
Es la relación entre la cantidad de vapor de agua que contiene el aire y la cantidad máxima que podría contener a esa temperatura, expresada en porcentaje.
- Fórmula Aproximada: $RH \approx 100 - 5 \times (T - T_d)$ Donde $T$ es la temperatura del aire y $T_d$ es el punto de rocío.
- Fórmula Exacta (basada en Mixing Ratio): $RH = \frac{\text{Humidity Mixing Ratio (HMR)}}{\text{Saturation Mixing Ratio (SMR)}} \times 100$
- Relación con la Temperatura:
- Si la temperatura aumenta (y el contenido de agua se mantiene constante), la capacidad del aire para contener agua aumenta, por lo tanto, la Humedad Relativa disminuye.
- Si la temperatura disminuye, la capacidad disminuye, y la Humedad Relativa aumenta.
- Variación Diurna:
- Máxima RH: Al amanecer (temperatura mínima).
- Mínima RH: A primera hora de la tarde (temperatura máxima).
2. Punto de Rocío (Dew Point - $T_d$)
Es la temperatura a la cual el aire debe enfriarse (a presión constante) para alcanzar la saturación (RH = 100%).
- El punto de rocío nunca puede ser mayor que la temperatura del aire ($T_d \le T$).
- Si $T = T_d$, el aire está saturado.
- Cambiar la temperatura del aire no cambia el punto de rocío (a menos que la temperatura baje por debajo del punto de rocío, causando condensación).
3. Saturación
Ocurre cuando el aire contiene la máxima cantidad de vapor de agua posible para su temperatura y presión.
- RH = 100%.
- T = Td.
- Cualquier enfriamiento adicional o adición de vapor de agua causará condensación (nubes, niebla, rocío).
Formas de saturar el aire:
- Añadir vapor de agua (ej. evaporación de lluvia).
- Enfriar el aire (ej. ascenso adiabático, enfriamiento por radiación nocturna).
Presión de Vapor sobre Hielo vs Agua
La presión de vapor de saturación sobre el hielo es menor que sobre el agua líquida a la misma temperatura.
- Esto significa que el aire se satura más rápido sobre hielo que sobre agua.
- Favorece el crecimiento de cristales de hielo a expensas de las gotas de agua (Proceso Bergeron-Findeisen).
- El "Punto de Escarcha" (Frost Point) es mayor que el Punto de Rocío cuando la temperatura está bajo cero.
Distribución Global del Vapor de Agua
- Polos: ~0 g/m³ (aire muy frío, poca capacidad).
- Ecuador: ~25 g/m³ (aire cálido, alta capacidad).
- El vapor de agua se concentra en la troposfera inferior (0-5% del volumen del aire).
Cálculos Prácticos
Ejemplo 1:
- Temperatura ($T$): 18°C
- Punto de Rocío ($T_d$): 12°C
- $RH = 100 - 5 \times (18 - 12) = 100 - 30 = 70\%$
Ejemplo 2:
- Contenido actual (HMR): 10 g/kg
- Capacidad máxima (SMR): 15 g/kg
- $RH = (10 / 15) \times 100 = 66.7\%$