Psykrometrivakio

Psykrometrivakio $\gamma$ on luku, joka kuvaa olennaisesti ilman ominaislämpökapasiteetin suhdetta latenttiin energiaan, joka tarvitaan yksikkövesimäärän haihduttamiseksi vapaalta vesipinnalta. Lisäksi psykrometrivakio riippuu ilmanpaineesta siten, että vakio on suurempi korkeapaineella ja pienempi matalapaineella.

Matemaattisesti psykrometrivakio voidaan muotoilla

$\gamma =\frac{p{c}_p}{Lϵ}$,

missä p on ilmanpaine, c_p ilman ominaislämpökapasiteetti vakiopaineessa (kuivalla ilmalla 1 004 J kg^-1 °C^-1), L latentti energia (2,47 MJ kg^-1) sekä $ϵ$ veden ja kuivan ilman molekyylipainojen suhde (n. 0,622). Erityisesti jos valitaan p = 1 013 hPa ja oletetaan ilma kuivaksi, saadaan yleiskäyttöiseksi psykrometrivakion arvoksi $\gamma \approx 0.66{\text{ hPa K}}^{-1}$.

Merkitys

Psykrometrivakio esiintyy monissa sovelletun hydrologian ja meteorologian kaavoissa. Bowenin suhde $\beta$ on määritelty aistittavan lämmönvaihdon ja haihtumislämmön suhteena. Se voidaan kirjoittaa ns. bulk-muotoon tiiviimmin asussa

$\beta =\frac{H}{LE}=\gamma \frac{T_1-T_2}{e_1-e_2}$,

missä T on ilman lämpötila sekä e vesihöyryn osapaine ilmassa korkeuksilla 1 ja 2. Riittää siis tehdä vain kaksi lämpötila- ja vesihöyrymittausta eri korkeuksilta (esim. 2 m ja 8 m) Bowenin suhteen määräämiseksi, josta edelleen pinnan energiatasetta käyttämällä voidaan päätellä muun muassa haihdunta ja aistittava lämmönvaihto.

Oletetaan esimerkiksi, että suomalaisena kesäpäivänä (R = 300 W m^-2) mitataan 2,0 m korkeudelta lämpötilaksi 25 °C ja vesihöyryn osapaineeksi 150 hPa sekä 8,0 m korkeudelta lämpötilaksi 20 °C ja osapaineeksi 135 hPa. Tällöin Bowenin suhteen arvoksi saadaan n. 0,22.

Vaihtoehtoinen tapa kyseisen suhteen selvittämiseksi on turvautua pyörrekovarianssimittauksiin, mutta nämä vaativat yleensä melko kalliita laitteistoja.