Relative Feuchtigkeit

Die relative Feuchtigkeit ist der Sättigungsgrad (in Prozent) eines bestimmten Luftvolumens bei einer bestimmten Temperatur. Die relative Feuchtigkeit ist abhängig von der Temperatur und vom Druck des beobachteten Luftvolumens. Da die Einheit der relativen Feuchte Prozent ist, bewegt sie sich zwischen 0 (die Luft ist ganz trocken) und 100% (die Luft ist gesättigt).

Die mathematisch Definition ist daher:  RH = 100 * E(Td) / E(T), mit:

  RH =  Relative Feuchte [%];

  E (Td) = Sättigungsdampfdruck bei Taupunkt Td (normalerweise in g/(m^3));

  E (T) = Sättigungsdampfdruck bei Lufttemperatur T (normalweise in g/(m^3)).

Die relative Feuchte beschreibt, wie viel Wasser in der Luft enthalten ist und ist ein wichtiger Faktor, um die Entwicklung der Wolken und des Niederschlags zu bestimmen.

Relative Feuchtigkeit (Eiswolken)

Die relative Luftfeuchtigkeit wird normalerweise im Bezug auf flüssiges Wasser definiert. In der höheren Atmosphäre bestehen aber die meisten Wolken aus Eis, womit das traditionelle Konzept der relativen Feuchtigkeit im Bezug auf flüssiges Wasser nicht mehr sinnvoll ist für die Beobachtung der Wolkenbildung.

Die relative Feuchtigkeit im Bezug auf Eis zeigt nun an, wenn die Luftfeuchtigkeit zu Eiskristallen gefriert und somit Eiswolken gebildet werden. Bei einer typischen Temperatur von -40°C im 200 hPa Niveau wäre beispielsweise eine relative Feuchtigkeit (bezogen auf flüssiges Wasser) von 70% bereits mehr als 100% relative Feuchtigkeit im Bezug auf Eis, was somit ein schnelle Entwicklung von Eiswolken bedeuten würde. Die relative Luftfeuchtigkeit (Eiswolken) kann also gebraucht werden, wenn Eiswolken beispielsweise bei einer hohen Flughöhe betrachtet werden, oder auch näher an der Erdoberfläche, sofern die Temperaturen kalt genug sind, damit Eiskristalle in der Luft vorkommen können. Kalt genug bedeutet, dass die Temperatur 0°C oder tiefer liegt, wobei aber insbesondere in nicht-arktischen Klimas oder über schnee-/eisfreien Flächen tiefere Temperaturen als 0°C nötig sind, um eine initiale Eiskristall-Bildung zu erlauben.

Taupunkt

Der Taupunkt ist der Punkt an welchem Tau anfängt sich auf solider Oberfläche zu bilden (zum Beispiel die Tröpfchen auf Gras früh am Morgen). Der Taupunkt ist die Lufttemperatur bei welcher ein definiertes Volumen an Luft (welches einen konstanten Druck hat) Wasserdampf mit derselben Geschwindigkeit in flüssiges Wasser kondensiert wie es wieder verdampft. Es bedeutet auch, dass der Dampfdruck dieser Luft gleich dem Sättigungsdampfdruck ist. Ist die relative Feuchte 100%, so ist die Lufttemperatur gleich dem Taupunkt und die Luft somit gesättigt. Wird diese Luft kälter und behält es aber die ursprüngliche Menge an Wasserdampf, fängt dieses an zu kondensieren. Setzt sich dieses kondensierte Wasser auf solider Oberfläche, wird dies Tau genannt. Obwohl der Taupunkt eine Temperatur ist, wird er konventionell trotzdem zu den Feuchtemasseinheiten gezählt, weshalb dieses Kapitel auf dieser Seite hinzugefügt wurde.

Die Berechnung des Taupunkts basiert auf die Magnus-Formel:

Magnus formula

T = Lufttemperatur [°C] ; E(T) = Druck [hPa] ; Td = Taupunkt [°C]

  for T > 0 °C: c1=6.1078;  c2=17.08085; c3=234.175
  for T < 0 °C: c1=6.1078;  c2=17.84362; c3=245.425

Die Formel wird nach ein paar Änderungen:

dew point formula

Taupunkt Defizit

Das Taupunkt Defizit ist definiert als die Differenz zwischen tatsächlicher Lufttemperatur und der Taupunkt Temperatur. Diese Differenz kann nicht negativ sein, da der Taupunkt immer kleiner oder gleich gross wie die tatsächliche Lufttemperatur ist.