Meteoroloogia

Õhu füüsikalised omadused

Õhurõhk

Atmosfääri koostises olevad aatomid ja molekulid on pidevas liikumises ning hoolimata nende väikesest suurusest avaldavad survet pindadele. Seda survet nimetatakse õhurõhuks. Kuigi iga osakese surve on väike, on summaarselt kogu õhu rõhk arvestatav. Kõrguse suunas õhurõhk langeb, sest enamik õhuosakestest on koondunud küllaltki õhukesse maapinna-lähedasse õhukihti.

Ehkki otseselt jälgides on õhurõhu muutused aeglased, on õhurõhk pidevas muutumises. Õhurõhu muutusi põhjustavad muutused õhu tiheduses ning õhu tihedus on seotud õhutemperatuuriga. Soe õhk on hõredam kui külm õhk, sest gaasi molekulidel on soojas õhus suurem kiirus ning on seetõttu üksteisest kaugemal kui külmas õhus.

Õhutihedus

Õhu tihedus on õhu mass ruumalaühiku kohta. Õhu tihedus nagu ka õhurõhk kahaneb kõrguse kasvades. Lisaks muutub õhu tihedus õhurõhu, temperatuuri ja õhuniiskuse muutumise tõttu. 

Kui õhurõhk kasvab, surutakse õhku enam kokku, ruumala väheneb ning seetõttu õhu tihedus kasvab. Niisamuti, kui õhurõhk langeb, õhk paisub, st ruumala suureneb ning õhu tihedus kahaneb.

Seega: õhutihedus on võrdelises seoses õhurõhuga.

Kui õhku soojendada, õhk paisub ning õhu hulk ühes ruumalaühikus kahaneb. Seega õhu tihedus kahaneb, kui õhutemperatuur tõuseb ning saame öelda: õhutihedus on pöördvõrdelises seoses õhutemperatuuriga.

Vee molekulaarmass on väiksem kui lämmastikul ja hapnikul ning kui lisada õhku veeauru, siis asendame sellega raskemad lämmastiku ja hapniku molekulid ning õhu kogumass ruumalaühikus kahaneb, seega õhutihedus väheneb. 

Seega: õhutihedus on pöördvõrdelises seoses veeauru hulgaga.

Niiske õhk on niisiis hõredam kui kuiv õhk. 

Atmosfääri alaosas (troposfääris) kahanevad kõrguse suunas nii õhutemperatuur kui õhurõhk, mis avaldavad õhutihedusele kumbki vastupidist mõju. Kuid kuna õhurõhu langus on oluliselt kiirem kui õhutemperatuuri langus, siis kokkuvõttes õhu tihedus kõrguse suunas siiski kahaneb. 

Näiteks standardatmosfääri tingimustes on õhu tihedus poole võrra kahanenud merepinnal olevast õhutihedusest umbes 7km kõrgusel.

Õhutihedus sõltub ka geograafiliselt asukohast. Maapinnal langeb õhutemperatuur laiuskraadide suurenedes (st liikudes pooluste poole); ekvaatoril on õhutemperatuur kõrge ja õhk seetõttu maapinna lähedal hõre, kuid kõrguse suunas liikudes tähendab see, et ekvaatori kohal jätkub õhuosakesi ka kõrgemale, kui samal kõrgusel pooluste kohal. Pooluste kohal külmas õhus on enamik õhuosakesi koondunud maapinna lähedale, õhk on tihe ja kõrguste suunas muutub õhk kiiresti hõredaks.

Õhutihedus mõjutab tõmmet, tõstejõudu ja takistust:

Õhutiheduse määravad ära õhurõhu, õhutemperatuuri ja õhuniiskuse kombinatsioonid: madala õhurõhuga on madal õhutihedus; mida kõrgemal paikneda, seda madalam on õhurõhk, seda madalam on õhutihedus; mida kõrgem on õhutemperatuur, seda madalam on õhutihedus ning mida kõrgem on õhuniiskus, seda hõredam on õhk.

Õhuniiskus

Päevasel ajal kui õhutemperatuur tõuseb, suhteline õhuniiskus langeb, sest õhu võime veeauru siduda kasvab temperatuuri tõustes. Peale lõunat, nii 15 ajal hakkab õhutemperatuur langema ning seetõttu langeb ka õhu võime veeauru siduda ja suhteline õhuniiskus hakkab tõusma. Kõrgem suhtelise õhuniiskuse tase öösiti on ka sügiseste ja talviste uduvine ja udu põhjuseks õhtustel aegadel. 

Maksimaalne suhtelise õhuniiskuse hulk on umbes 30min pärast päikesetõusu, kui õhutemperatuur on harilikult minimaalne. 

Nähtavus