Tačka rose

Tačke rose ili rosište je temperatura na kojoj bi se vodena para kondenzovala u vodu, kada bi se posmatrani deo vlažnog vazduha do te temperature ohladio, a da pritom barometarski pritisak ostane nepromenjen. Kondenzovana voda se zove rosa. Tačka rose je temperatura zasićenja. Tačka rose je povezana sa relativnom vlažnošću vazduha. Što je relativna vlažnost vazduha viša, to je tačka rose bliža trenutnoj temperaturi vazduha. Kada bi relativna vlažnost vazduha bila 100%, tačka rose bi bila jednaka trenutnoj temperaturi i vazduh bi bio maksimalno zasićen vodom. Ako se uz povećanje temperature tačka rosa ne menja, relativna vlažnost vazduha će se smanjiti.

Tačke rose je statistički pokazatelj bitan za pilote opšte avijacije pošto se korisiti za izračunavanje verovatnoće leđenja karburatora i pojave magle, kao i za procenu visine baze oblaka.

Kada je temperatura ispod tačke smrzavanja vode, tačka rose se naziva tačka mraza, pošto se mraz formira taloženjem, a ne kondenzacijom. U tečnostima, analogna tački rose je tačka zamućenja.

Vlažnost

Ako svi ostali faktori koji utiču na vlažnost ostaju konstantni, na nivou tla relativna vlažnost raste kako temperatura pada; to je zato što je potrebno manje pare za zasićenje vazduha. U normalnim uslovima, temperatura tačke rose neće biti veća od temperature vazduha, pošto relativna vlažnost obično ne prelazi 100%.

U tehničkom smislu, tačka rose je temperatura na kojoj se vodena para u uzorku vazduha pri konstantnom barometarskom pritisku kondenzuje u tečnu vodu istom brzinom kojom isparava. Na temperaturama ispod tačke rose, brzina kondenzacije će biti veća od one isparavanja, formirajući više tečne vode. Kondenzovana voda se naziva rosa kada se formira na čvrstoj površini ili mraz ako se smrzne. U vazduhu, kondenzovana voda se naziva magla ili oblak, u zavisnosti od njene nadmorske visine kada se formira. Ako je temperatura ispod tačke rose, a ne stvara se rosa ili magla, para se naziva prezasićenom. Ovo se može desiti ako u vazduhu nema dovoljno čestica koje bi delovale kao jezgra kondenzacije.

Piloti opšte avijacije koriste podatke o tački rose da izračunaju verovatnoću zaleđivanja karburatora i magle i da procene visinu kumuliformne osnove oblaka.

Ovaj grafikon pokazuje maksimalni procenat vodene pare po masi koju vazduh pod pritiskom na nivou mora može da sadrži u rasponu temperatura. Za niži ambijentalni pritisak, kriva mora biti nacrtana iznad trenutne krive. Veći ambijentalni pritisak daje krivu ispod trenutne krive.

Povećanje barometarskog pritiska povišava tačku rose. To znači da, ako se pritisak poveća, masa vodene pare po jedinici zapremine vazduha mora da se smanji da bi se održala ista tačka rose. Na primer, može se uzeti u obzir Njujork (10 m (33 ft)) i Denver (1.610 m (5.280 ft) nadmorske visine). Pošto je Denver na višoj nadmorskoj visini od Njujorka, imaće tendenciju da ima niži barometarski pritisak. To znači da ako su tačka rose i temperatura u oba grada iste, količina vodene pare u vazduhu će biti veća u Denveru.

Odnos prema ljudskoj udobnosti

Kada je temperatura vazduha visoka, ljudsko telo koristi isparavanje znoja da se ohladi, pri čemu je efekat hlađenja direktno povezan sa brzinom isparavanja znoja. Brzina kojom znoj može da ispari zavisi od toga koliko je vlage u vazduhu i koliko vlage vazduh može da zadrži. Ako je vazduh već zasićen vlagom (vlažan), znoj neće ispariti. Termoregulacija tela će proizvesti znojenje u nastojanju da se telo održi na svojoj normalnoj temperaturi čak i kada brzina kojom ono proizvodi znoj premašuje brzinu isparavanja, tako da se neko može obložiti znojem tokom vlažnih dana čak i bez stvaranja dodatne telesne toplote (npr. vežbanjem).

Kako se vazduh koji okružuje telo zagreva toplotom tela, on će se podići i zameniti drugim vazduhom. Ako se vazduh udalji od tela prirodnim povetarcem ili ventilatorom, znoj će brže ispariti, čineći znoj efikasnijim u hlađenju tela. Što je više neisparenog znoja, veća je nelagodnost.

Vlažni termometar (običan živin termometar oko koga je obmotana pamučna krpica nakvašena vodom) takođe koristi hlađenje isparavanjem, tako da pruža dobru meru za korišćenje u proceni nivoa udobnosti.

Nelagodnost postoji i kada je tačka rose veoma niska (ispod oko −5 °C (23 °F)). Suv vazduh može izazvati pucanje kože i lakše iritacije. Takođe će isušiti disajne puteve. Američka Administracija za bezbednost i zdravlje na radu preporučuje da se vazduh u zatvorenom prostoru održava na 20—245 °C (68—473 °F) sa 20–60% relativne vlažnosti, što je ekvivalentno tački rose od približno 40—165 °C (104—329 °F) (prema jednostavnom proračunu prikazanom ispod).

Niže tačke rose, manje od 10 °C (50 °F), koreliraju sa nižim temperaturama okoline i uzrokuju da telo zahteva manje hlađenja. Niža tačka rose može da ide uz visoku temperaturu samo pri ekstremno niskoj relativnoj vlažnosti, omogućavajući relativno efikasno hlađenje.

Ljudi koji naseljavaju oblasti tropske i suptropske klime donekle se aklimatizuju na više tačke rose. Dakle, stanovnik Singapura ili Majamija, na primer, može imati viši prag za nelagodnost od stanovnika umerene klime poput Londona ili Čikaga. Ljudi koji su navikli na umerenu klimu često počinju da se osećaju neprijatno kada tačka rose pređe 15 °C (59 °F), dok bi drugima mogle biti prijatne tačke rose do 18 °C (64 °F). Većina stanovnika umerenih područja smatraće tačke rose iznad 21 °C (70 °F) opresivnim i sličnim tropskim, dok stanovnici vrućih i vlažnih područja to možda neće smatrati neprijatnim. Toplotni komfor zavisi ne samo od fizičkih faktora okoline, već i od psiholoških faktora.

Vremenski rekordi tačke rose

• Najviša temperatura tačke rose: Tačka rose od 35 °C (95 °F) — dok je temperatura bila 42 °C (108 °F) — primećena je u Dahranu, Saudijska Arabija, u 15:00. 8. jula 2003. godine.
• Najviša temperatura sa 100% relativne vlažnosti: Temperatura od 34 °C (93 °F) sa 100% relativne vlažnosti u Džasku, Iran, 21. jula 2012.

Merenje

Uređaji koji se nazivaju higrometri se koriste za merenje tačke rose u širokom rasponu temperatura. Ovi uređaji se sastoje od poliranog metalnog ogledala koje se hladi dok vazduh prolazi preko njega. Temperatura na kojoj se formira rosa je, po definiciji, tačka rose. Ručni uređaji ove vrste mogu se koristiti za kalibraciju drugih tipova senzora vlažnosti, a automatski senzori se mogu koristiti u kontrolnoj petlji sa ovlaživačem ili odvlaživačem za kontrolu tačke rose vazduha u zgradi ili u manjem prostoru za proizvodni proces.

Tačka rose		Relativna vlažnost na 32 °C (90 °F)
Preko 26 °C	Preko 80 °F	73% i više
24–26 °C	75–80 °F	62–72%
21–24 °C	70–74 °F	52–61%
18–21 °C	65–69 °F	44–51%
16–18 °C	60–64 °F	37–43%
13–16 °C	55–59 °F	31–36%
10–12 °C	50–54 °F	26–30%
Ispod 10 °C	Ispod 50 °F	25% i niže

Izračunavanje tačke rose

Grafikon zavisnosti tačke rose od temperature vazduha za nekoliko nivoa relativne vlažnosti.

Vidi još: Psihrometrijska karta

Dobro poznata aproksimacija koja se koristi za izračunavanje tačke rose, T_dp, s obzirom na samo stvarnu („suvu lukovicu“) temperaturu vazduha, T (u stepenima Celzijusa) i relativnu vlažnost (u procentima), RH, je Magnusova formula:

$${\begin{aligned}\gamma (T,\mathrm {RH} )&=\ln \left({\frac {\mathrm {RH} }{100}}\right)+{\frac {bT}{c+T}};\\[8pt]T_{\mathrm {dp} }&={\frac {c\gamma (T,\mathrm {RH} )}{b-\gamma (T,\mathrm {RH} )}};\end{aligned}}$$

Kompletnija formulacija i poreklo ove aproksimacije uključuje međusobno povezani pritisak zasićene vodene pare (u jedinicama milibara, koji se takođe nazivaju hektopaskali) na T, P_s(T), i stvarni pritisak pare (takođe u jedinicama milibara), P_a(T) koji se može naći ili sa RH ili približno sa barometarskim pritiskom (u milibarima), BP_mbar i temperaturom „vlažnog termometra“, T_w je (osim ako nije drugačije deklarisano, sve temperature su izražene u stepenima Celzijusa):

$${\begin{aligned}P_{\mathrm {s} }(T)&={\frac {100}{\mathrm {RH} }}P_{\mathrm {a} }(T)=ae^{\frac {bT}{c+T}};\\[8pt]P_{\mathrm {a} }(T)&={\frac {\mathrm {RH} }{100}}P_{\mathrm {s} }(T)=ae^{\gamma (T,\mathrm {RH} )}\\&\approx P_{\mathrm {s} }(T_{\mathrm {w} })-BP_{\mathrm {mbar} }0.00066\left(1+0.00115T_{\mathrm {w} }\right)\left(T-T_{\mathrm {w} }\right);\\[8pt]T_{\mathrm {dp} }&={\frac {c\ln {\frac {P_{\mathrm {a} }(T)}{a}}}{b-\ln {\frac {P_{\mathrm {a} }(T)}{a}}}};\end{aligned}}$$

Za veću tačnost, P_s(T) (a samim tim i γ(T, RH)) se može poboljšati, korišćenjem dela Begelove modifikacije, takođe poznate kao Arden Bakova jednačina, koja dodaje četvrtu konstantu d:

$${\begin{aligned}P_{\mathrm {s,m} }(T)&=ae^{\left(b-{\frac {T}{d}}\right)\left({\frac {T}{c+T}}\right)};\\[8pt]\gamma _{\mathrm {m} }(T,\mathrm {RH} )&=\ln \left({\frac {\mathrm {RH} }{100}}e^{\left(b-{\frac {T}{d}}\right)\left({\frac {T}{c+T}}\right)}\right);\\[8pt]T_{dp}&={\frac {c\ln {\frac {P_{\mathrm {a} }(T)}{a}}}{b-\ln {\frac {P_{\mathrm {a} }(T)}{a}}}}={\frac {c\ln \left({\frac {\mathrm {RH} }{100}}{\frac {P_{\mathrm {s,m} }(T)}{a}}\right)}{b-\ln \left({\frac {\mathrm {RH} }{100}}{\frac {P_{\mathrm {s,m} }(T)}{a}}\right)}}={\frac {c\gamma _{m}(T,\mathrm {RH} )}{b-\gamma _{m}(T,\mathrm {RH} )}};\end{aligned}}$$ gde je

• a = 6,1121 mbar, b = 18,678, c = 257,14 °C, d = 234,5 °C.

U upotrebi je nekoliko različitih skupova konstanti. One koje se koriste u NOAA-ovoj prezentaciji su preuzete iz rada Dejvida Boltona iz 1980. u časopisu Monthly Weather Review:

• a = 6.112 mbar, b = 17.67, c = 243.5 °C.

Ove procene daju maksimalnu grešku od 0,1%, za −30 °C ≤ T ≤ 35 °C i 1% < RH < 100%. Takođe je vredan pažnje Sontagov rad iz 1990,

• a = 6,112 mbar, b = 17,62, c = 243,12 °C; za −45 °C ≤ T ≤ 60 °C (greška ±0,35 °C).

Još jedan uobičajeni skup vrednosti potiče iz Psihrometrije i psihrometrijske karte iz 1974. godine, kako ih je predstavio Paroscientific,

• a = 6,105 mbar, b = 17,27, c = 237,7 °C; za 0 °C ≤ T ≤ 60 °C (greška ±0,4 °C).

Takođe, u časopisu Journal of Applied Meteorology and Climatology, Arden Bak predstavlja nekoliko različitih skupova vrednovanja, sa različitim maksimalnim greškama za različite temperaturne opsege. Dva konkretna seta obezbeđuju opseg od -40 °C do +50 °C između ova dva, sa čak nižom maksimalnom greškom unutar naznačenog opsega od svih gornjih skupova:

• a = 6,1121 mbar, b = 17,368, c = 238,88 °C; za 0 °C ≤ T ≤ 50 °C (greška ≤ 0,05%).
• a = 6,1121 mbar, b = 17,966, c = 247,15 °C; za −40 °C ≤ T ≤ 0 °C (greška ≤ 0,06%).

Literatura

• Wallace, John M.; Hobbs, Peter V. (24. 3. 2006). Atmospheric Science: An Introductory Survey. Academic Press. str. 83—. ISBN 978-0-08-049953-6. 

Spoljašnje veze

• „Šta je tačka rose?”. Arhivirano iz originala 01. 12. 2010. g. 
• Definicija tačke rose
• Često potrebni odgovori o temperaturi, vlagi i rosištu