Rechner für das Mischungsverhältnis der Luft

Das Mischungsverhältnis ist die Masse des Wasserdampfs geteilt durch die Masse trockener Luft im selben Luftpaket. Meteorologen geben es meist in Gramm Wasserdampf je Kilogramm trockener Luft an. Anders als die relative Feuchte ändert es sich nicht allein dadurch, dass sich ein ungesättigtes Luftpaket bei konstantem Druck ohne Feuchteaustausch erwärmt oder abkühlt. Damit eignet es sich zum Verfolgen atmosphärischer Feuchte, zum Vergleich von Luftmassen und für Wetterberechnungen. Zuerst berechnet das Tool den Sättigungsdampfdruck bei der eingegebenen Temperatur mit einer exponentiellen Näherung nach Bolton über flüssigem Wasser. Die relative Feuchte skaliert diesen Wert zum tatsächlichen Dampfdruck. Das Verhältnis von Wasserdampfdruck zu Partialdruck der trockenen Luft wird anschließend mit dem Verhältnis ihrer Molekularmassen multipliziert. Zur besseren Lesbarkeit wird das Ergebnis von Kilogramm je Kilogramm in Gramm je Kilogramm umgerechnet. Der Luftdruck ist wichtig, weil sich der Gesamtdruck auf trockene Luft und Wasserdampf verteilt. Bei gleicher Temperatur und relativer Feuchte führt niedrigerer Druck zu einem höheren Mischungsverhältnis: Der Dampfdruck ist im Verhältnis zum verbleibenden Trockenluftdruck größer. Verwenden Sie bei hoch gelegenen Wetterstationen den Stationsdruck, nicht den auf Meereshöhe reduzierten Druck. Nahe dem Meeresspiegel ist der Standarddruck von 1013.25 hPa ein sinnvoller Vorgabewert. Der Rechner zeigt auch die spezifische Feuchte. Das Mischungsverhältnis bezieht die Dampfmasse auf die Trockenluftmasse, die spezifische Feuchte dagegen auf die Gesamtmasse feuchter Luft. Unter üblichen atmosphärischen Bedingungen liegen beide nahe beieinander, sind aber nicht identisch. Tatsächlicher Dampfdruck und Sättigungsdampfdruck werden angezeigt, damit Sie Zwischenwerte mit Wetterberichten, psychrometrischen Tabellen oder Unterrichtsrechnungen vergleichen können. Anwendungen sind Flug- und Agrarmeteorologie, Konvektionsvorhersagen, Wolkenbasisanalysen, Lüftungsstudien, Radiosondenauswertungen und Feuchtebilanzen. Verwenden Sie die Trockentemperatur und eine kalibrierte Messung der relativen Feuchte. Die Formel setzt Wasserdampfgleichgewicht über flüssigem Wasser voraus; weit unter dem Gefrierpunkt können spezielle Sättigungsformeln über Eis geeigneter sein. Druck und Feuchte müssen dasselbe Luftpaket zum selben Zeitpunkt beschreiben. Verwechseln Sie dieses Mischungsverhältnis nicht mit dem Verhältnis zum Mischen zweier Luftströme. Das Tool berechnet die Zusammensetzung eines einzelnen feuchten Luftpakets aus Wetterbeobachtungen. Zum Mischen zweier Ströme bestimmen Sie zunächst deren Feuchteverhältnisse und bilden dann eine nach Trockenluftmasse gewichtete Bilanz. Im vorgesehenen Bereich liefert der Rechner sofort ein nachvollziehbares Maß für den atmosphärischen Wasserdampfgehalt.