Index voor deze pagina:
Gevoelstemperatuur
Heat index, humidex
Net Effective Temperature
Relatieve luchtvochtigheid
Waterdampspanning volgens ITS-90
Dobson eenheid, amagat

Op deze pagina staan enkele JavaScript calculatoren. Engelstalig, dan hebben niet-Nederlandstalige bezoekers ook nog wat aan deze pagina!


Meteorologie

Gevoelstemperatuur (wind chill)

Wind chill zoals berekend door Amerikaanse en Canadese weerbureau's vanaf 1 november 2001:
Tgevoel(°C) = 13.12 + 0.6215*Tlucht + 0.3965*(Tlucht - 28.676)*S10m0.16
S10m = windsnelheid (km/h) op anemometerhoogte van 10 m
Tlucht in °C
Geldig voor Tlucht = -46 ... +10 °C en S10m = 4.8 ... 177 km/h (1.34 ... 49 m/s). Géén zonneschijn.
Deze formule is gebaseerd op nieuw onderzoek: Report on wind chill temperature and extreme heat indices: evaluation and improvement projects, Joint Action Group for Temperature Indices van het Office of the Federal Coordinator for Meteorological services and supporting research, U.S. Department of Commerce / National Oceanic and Atmospheric Administration, met Environment Canada.
Er wordt nog gewerkt aan formules die rekening houden met zonnestraling; de zon kan de gevoelstemperatuur ca. 5.5 tot 10 °C doen stijgen.
De windsnelheid die in de formule moet worden ingevoerd is de anemometersnelheid op de standaard meethoogte van 10 m. De formule zelf corrigeert dat naar 1.5 m gezichtshoogte. Als u alleen de windsnelheid kent op gezichtshoogte: vermenigvuldig die windsnelheid met 1.5 en vul het resultaat in de formule in.
Het is gebleken dat de relatieve luchtvochtigheid een effect van minder dan 0.6 °C heeft op de gevoelstemperatuur; vandaar dat hij uit de formule is weggelaten.

Een van de gevaren van wind chill is bevriezing van de huid (frostbite).
Eerder genoemd onderzoek heeft nieuwe waarden opgeleverd voor de kans op frostbite. Een beperkt bruikbare formule is:
Ft [min] = (-24.5*(0.667*S10m + 4.8) + 2111)*(-4.8 - Tlucht)-1.668
De windsnelheid op 10 meter hoogte moet minimaal 25 km/h zijn en mag maximaal 80.5 km/h uur zijn. Tlucht is de luchttemperatuur in graden Celsius. Ft is de tijd in minuten waarbinnen frostbite verwacht mag worden. Als de berekende tijd groter is dan 30 minuten, dan is de formule niet meer geldig.
Uit diverse onderzoekingen blijkt dat 95% van de bevolking een frostbite krijgt als de huidtemperatuur lager is dan -7.8 °C; 5% van de bevolking krijgt echter al bij -4.8° frostbite en 1-2% al bij -1°. Gebruik deze formule en elders gepubliceerde tabellen dus met beleid!

Wind chill volgens P.A. Siple en C.F. Passel (1945):
Tgevoel(°C) = 33 + (Tlucht- 33)*(0.474 + 0.454*√(S)-0.0454*S)
S = windsnelheid (m/s) op anemometerhoogte van 10 m
Geldig voor S ≥ 1.79 m/s en Tlucht ≤ 33 °C
De formule van Siple/Passel werd tot eind 2001 met name in Amerika en Canada het meeste gebruikt. Vooral bij lage temperaturen en veel wind geeft deze formule echter erg slechte resultaten.

Wind chill volgens A. Court (1948):
Tgevoel(°C) = 33 + (Tlucht- 33)*(0.550 + 0.417*√(S)-0.0454*S)
De formule van Court geeft iets betere resultaten dan de formule van Siple/Passel.

Warmteverlies t.g.v. wind chill by Siple/Passel: H (W/m2) = 845.1 - 25.608*Tgevoel
of direct uit Tlucht en S (Siple/Passel formule):
H = (12.1452 + 11.6222*√(S) - 1.16222*S)*(33-Tlucht)

Het voordeel van de wind chill, uitgedrukt als warmteverlies is dat het gevaar dat blootstelling aan koude oplevert direct kan worden afgelezen uit de volgende tabel.
Wind chill
W/m2
Gevaar
<800zeer laag
800-1200laag
1200-1600gemiddeld
1600-2000hoog
2000-2150zeer hoog
>2200extreem

Bij een warmteverlies van meer dan 2400 W/m2 kan de blootgestelde huid binnen 30 seconde bevriezen.
Gedetailleerdere informatie, inclusief kledingadviezen: zie de Meteorologische Dienst van Canada, Environment Canada - wind chill home page.

Wind chill formule van R.G. Steadman (1971, 1979, 1984, 1994, met R.G. Quayle).
De laatste revisie van de Steadman formule luidt:
Tgevoel = 1.41 - 1.162*S + 0.98*Tlucht +0.0124*S2 + 0.0185*S*Tlucht
T in °C en S in m/s.
of als warmteverlies:
H (W/m2) = 1.1622*(10.45 + 10*√(S) - S)*(33 - Tlucht)
Het KNMI (Nederland) gebruikte tot eind 2009 de formule van Steadman. Tegenwoordig wordt de JAG/TI formule gehanteerd, die we hierboven in het eerste hoofdstuk hebben behandeld.

De Australian Atlantic Division van Environment Antarctica gebruikt voor de wind chill de formule van W.G. Rees (1993).
Tgevoel = 2*[(-32*S/25 - Tlucht)/(2 + 1.5*S/25) + Tlucht]
T in °C en S in m/s.
De resultaten van deze formule wijken niet eens zo veel af van de Steadman formule.

De volgende tabel geeft een globale relatie tussen Rees-gevoelstemperatuur en koudesensatie:

wind chillsensatie
<-25vrieskou
-25 ... -15bitter koud
-15 ... -10erg koud
-10 ... 0koud
0 ... 10erg kil
10 ... 15kil
>15mild

Er zijn nog betere methoden ontwikkeld om een indruk te geven van de gevoelstemperatuur. Enkele Duitse weerkundige diensten gebruiken de PET. Dat staat voor physiological equivalent temperature, ontwikkeld door Peter Höppe en gebaseerd op het Munich energy balance model for individuals (MEMI). Dat model is zo complex dat het niet in een simpele formule is uit te drukken.

Wind Chill Factor (Canadian Air Force) = -(°F) + windsnelheid (mile/h)
Verouderde, hele simpele formule, maar vrijwel onbruikbaar.

Wind chill calculator
Input
According to:
Air temperature (°C) =
Wind speed =
Output
Wind chill (°C) =
Risk =>
Please note that due to rounding irregularities of your browser sometimes too many digits are shown in the results.


Heat index en humidex

Note: converted to degrees Centigrade!

De heat index is een poging om een getal te geven voor het hittegevoel. Dit is met name afhankelijk van de relatieve luchtvochtigheid.
In 1979 heeft de Amerikaanse National Weather Service de heat index bedacht. We hebben de oorspronkelijke formule omgerekend naar graden Celsius.

c1 = -0.429783
c2 = 0.6691767
c3 = 0.0102724
c4 = -0.000125211
c5 = -0.0737656
c6 = -0.000228621
c7 = 0.000000103391
c8 = 0.000868291
c9 = 0.0000146039
c10 = -0.00000000681059
c11 = 0.00000462416
c12 = -0.0000000707711
c13 = -0.000000000156160
c14 = 1.428556
c15 = -0.00502815
c16 = 0.0000193122

Heat Index (°C) = c1 + H*(c14+H*(c15+c16*H)) +
       + T*(c2+H*(c5+H*(c6+c7*H)) + T*(c3+H*(c8+H*(c9+c10*H)) +
       + T*(c4+H*(c11+H*(c12+c13*H)))))
H is de relatieve luchtvochtigheid in procent, T is de luchttemperatuur in °C.

De formule is niet geldig bij lage temperaturen. Meestal wordt als grens genoemd groter dan 26.7 °C. Een andere bron meent dat de formule geldig is tussen 25 en 65 °C. Elders wordt 21.1 ° genoemd als drempelwaarde. Soms wordt bovendien als voorwaarde genoemd dat de relatieve luchtvochtigheid groter moet zijn dan 40%. Zo belangrijk is het allemaal niet. De heat index heeft toch geen natuurkundig exacte betekenis.

Het Amerikaanse nieuwsbureau USA Today hanteert een iets simpelere formule, die we hier eveneens naar graden Celsius hebben omgerekend.

c1 = -8.7846948
c2 = 2.33854898
c3 = -0.01642498
c4 = 1.61139412
c5 = -0.01230809
c6 = -0.146115971
c7 = 0.000725489
c8 = 0.00221173
c9 = -0.000003582
Heat Index (°C) = c1 + H*(c2+c3*H) + T*(c4 + H*(c6+c7*H) + T*(c5 + H*(c8+c9*H)))
H is de relatieve luchtvochtigheid in procent, T is de luchttemperatuur in °C.

Als geldig bereik wordt genoemd: groter dan 13.3 °C, maar we hebben het idee dat dit te optimistisch is. Neem 25° als reële grens aan.

Heat index (°C)Gevaren
26.7 - 32.2Pas op. Vermoeidheid mogelijk bij langdurige blootstelling en-of fysieke inspanning.
32.2 - 40.6Pas erg goed op. Zonnesteek, hittekrampen, uitputting mogelijk bij langdurige blootstelling en-of fysieke inspanning.
40.6 - 54.4Gevaarlijk. Zonnesteek, hittekrampen waarschijnlijk. Hitteberoerte mogelijk bij langdurige blootstelling en-of fysieke inspanning.
> 54.4Extreem gevaarlijk. Hitteberoerte of zonnesteek zeer waarschijnlijk bij langdurige blootstelling.

De Humidex is een puur Canadees verschijnsel. De humidex formule is gebaseerd op het werk van J.M. Masterton en F.A. Richardson van de Atmospheric Environment Service van Environment Canada, uitgevoerd in 1979.

Humidex (°C) = T + 5/9 * (E - 10)
E = de absolute waterdampdruk = (6.112*10^(7.5*T/(237.7+T))*H/100)
T = de luchttemperatuur in °C
H = de relatieve luchtvochtigheid in procent

De waterdampdruk E wordt berekend in hPa (mB) en dit blijkt een hele nauwkeurige formule te zijn voor temperaturen groter dan 0 °C.
Echter, de humidex is pas zinvol als zijn waarde groter is dan 30. Dit treedt op bij luchttemperaturen boven de 23 °C en een dauwpunt van 15 °C of hoger.

Humidex (°C)Situatie
20 - 29Comfortabel
30 - 39Wisselende mate van onbehagen
40 - 45Oncomfortabel
>= 46Veel soorten werk moeten worden beperkt

Rekenvoorbeelden
T = luchttemperatuur, RV = relatieve luchtvochtigheid, HI = heat index, NWS = National Weather Service, US = USAToday. HI en Humidex in °C.
T (°C)RV (%)HI NWSHI USHumidex
15.56514.4116.1610.49
 5026.4628.3214.91
 10028.3613.3219.82
261023.2825.1422.31
 9029.5128.0437.22
372035.7135.4038.40
 10079.3885.1466.21
452551.1150.4652.71
 85117.54124.1884.54
65.562298.65101.4291.24
 100395.98427.92202.01

Heat calculator
Input
According to:
Air temperature (°C) =
Relative humidity (%) =
Output
Heat index or Humidex (°C) =
Risk =>


Net Effective Temperature

De Net Effective Temperature (NET) is een poging om weerstress bij koude én bij hitte in één formule te vangen. De formule is beschreven door P.W. Li en S.T. Chan van het Hong Kong Observatory in een artikel Application of a weather stress index for alerting the public to stressful weather in Hong Kong. Dit artikel is gepubliceerd in Meteorological Applications, Vol. 7, 2000, en is of was te vinden op de website van het Hong Kongse weerbureau www.weather.gov.hk (reprint 444).


                        37 - T
NET = 37 - ---------------------------------- - 0.29*T*(1 - 0.01*H)
                                   1
           0.68 - 0.0014*H + ----------------
                                         0.75
                             1.76 + 1.4*S

Waarbij NET de 'netto effectieve temperatuur' is in graden Celsius, T de luchttemperatuur in graden Celsius, S de windsnelheid in m/s en H de relatieve luchtvochtigheid in procent.

Net Effective Temperature calculator
Input
Air temperature (°C) =
Wind speed =
Relative humidity (%) =
Output
NET (°C) =
Comments:
 


Relatieve luchtvochtigheid

De relatieve luchtvochtigheid is gedefinieerd als de partiële waterdampdruk gedeeld door de verzadigingsdruk bij een bepaalde temperatuur:

RH = e/esat*100 [%]

Er is ook nog een andere luchtvochtigheid gefinieerd en deze wordt doorgaans de specifieke vochtigheid of ook wel absolute vochtigheid genoemd. Dit is de hoeveelheid waterdamp X, in kilogram, aanwezig in 1 kilogram voorheen droge lucht.
Op basis daarvan wordt soms nog gewerkt met een percentage vochtigheid (PH) gedefinieerd als de specifieke vochtigheid gedeeld door de specifieke verzadigingsvochtigheid:

PH = X/Xsat*100 [%]

De relatie tussen de RH en de PH is:

PH = 0.622*RH*esat/(Patm-RH*esat)

Waarbij Patm is de totale luchtdruk en esat is de verzadigingsdruk van water in lucht.
De waarde 0.622 is de gasconstante van droge lucht (287.04 J/(kg.K)) / gasconstante van waterdamp (461.50 J/(kg.K))

De beste manier om de relatieve luchtvochtigheid snel te meten is met een geijkte condensatormeter. Vooral de geijkte meters zijn nogal prijzig. Vandaar dat er veelvuldig gebruik wordt gemaakt van een psychrometer.
Een psychrometer heeft een droge thermometer en een natte thermometer. Door met voldoende snelheid de te meten lucht langs de thermometers te laten stromen, verdampt het water rond de bol van de natte thermometer zo snel, dat hij afkoelt. Er bestaat nu een directe relatie tussen het massatransport (waterdamp van thermometerkous naar lucht) en het temperatuurtransport. Die relatie is niet lineair en op complexe wijze afhankelijk van temperatuur en druk, maar er is een goede benadering mogelijk.
We hoeven slechts de volgende gegevens te hebben:
- De luchttemperatuur
- De natte-bol temperatuur
- De totale luchtdruk
Hiermee kan de relatieve luchtvochtigheid als volgt worden berekend.

Beste benadering volgens ASAE

De American Society of Agricultural Engineers heeft in december 1963 een reeks psychrometrische formules vastgesteld en in de jaren daarna regelmatig opnieuw bekeken.
Uit de ASAE formules kan de volgende formule voor de relatieve luchtvochtigheid worden afgeleid.

F = (tdroog-tnat)*1006.9254*(Patm-Psat,nat)/(0.62194*h)
e = (Psat,nat - F)/(1 + F*0.15577/Patm)
RH = 100*e/Psat,droog [%]

-> tdroog is de droge-bol temperatuur, °C
-> tnat is de natte-bol temperatuur, °C
-> Patm is de totale luchtdruk, in Pa
-> Psat,nat is de partiële waterdampdruk bij verzadiging bij de natte-bol temperatuur, in Pa
-> Psat,droog is de partiële waterdampdruk bij verzadiging bij de droge-bol temperatuur, in Pa
-> h is de latente verdampings/sublimatiewarmte van water of ijs bij verzadiging, in J/kg.
Er zijn drie temperatuurgebieden gedefinieerd (t en T natte-bol temperatuur):
-17.77 ... 0.01 °C: h = 2839683.144 - 212.56384(t+17.77)
0.01 ... 65.57 °C: h = 2502535.259 - 2385.76424*(t-0.01)
65.57 ... 260 °C: h = sqrt(7329155978000 - 15995964.08*T*T), T hier in kelvin
-> e is de partiële waterdampspanning
-> RH is de relatieve luchtvochtigheid

Met onderstaande JavaScript calculator kunt u de relatieve luchtvochtigheid berekenen volgens de ASAE benadering. Voor de berekening van de waterdampspanning bij verzadiging wordt echter gebruik gemaakt van de verderop beschreven ITS-90 formules. Bij een temperatuur van minder dan 0 °C wordt ijs verondersteld.

Relative humidity
Input
Temperature of dry bulb (°C, max. 65.5) =
Temperature of wet bulb (°C, min. -17.7) =
Ambient pressure =
Output
Relative humidity (%) =
Moisture content (g water/kg dry air) =

Benadering door psychrometrische constante

Boven beschreven ASAE formule is gebaseerd op een theoretisch model van het massa- en warmtetransport rond de natte-bol thermometer, en voor praktische temperaturen aangepast op basis van nauwkeurige metingen. Soms kan een simpelere benadering 'goed genoeg' zijn.
In de ASAE formule is de noemer (1 + F*0.15577/Patm) vrijwel gelijk aan 1 en kan dus worden verwaarloosd als nauwkeurigheid niet zo belangrijk is. In de uitdrukking voor F kan de Psat,nat desgewenst worden verwaarloosd omdat deze klein is ten opzichte van de luchtdruk Patm. Er blijft dan over:

e = Psat,nat - (tdroog-tnat)*Patm*1006.9254/(0.62194*h)

en

RH = 100*e/Psat,droog [%]
P in pascal, t in Celsius, h in J/kg

De factor 1006.9254/(0.62194*h) wordt wel eens de psychrometrische constante genoemd, die in geen geval constant is. Hij is enigszins afhankelijk van de temperatuur, omdat de latente verdampingswarmte temperatuursafhankelijk is. De waarde 1006.9254 is de soortelijke warmte van droge lucht bij constante druk (in J/kgK) en ook deze is enigszins temperatuursafhankelijk. De hier genoemde waarde geldt voor een temperatuur van 0.01 °C, het tripelpunt van water. De waarde 0.62194 is de gasconstante van droge lucht gedeeld door de gasconstante van waterdamp of wat bijna hetzelfde is, de molmassa van waterdamp gedeeld door de equivalente molmassa van droge lucht.

In de literatuur worden uiteenlopende waarden genoemd voor de psychrometrische constante.
-> Theoretische waarde: 0.000653 °C-1
-> Voor de psychrometer van Assmann bij water: 0.000662 of 0.000666 °C-1
-> Voor de psychrometer van Assmann bij ijs: 0.000594 °C-1
-> Bij een luchtsnelheid van >5.5 m/s: 0.00065 °C-1
-> Bij een luchtsnelheid van 0: 0.0012 °C-1
-> Bij natuurlijke ventilatie, luchtsnelheid 1 m/s, water: 0.00079 of 0.000799 °C-1
-> Bij natuurlijke ventilatie, luchtsnelheid 1 m/s, ijs: 0.00072 °C-1

Er bestaat nog een andere veel gebruikte benadering en deze is gebaseerd op de Smithsonian Meteorological Tables, 1963.

e = Psat,nat - (tdroog-tnat)*Patm*(0.00066*(1+0.00115*tnat))

en

RH = 100*e/Psat,droog [%]
P in pascal, t in Celsius

In wezen is hier een kleine temperatuurscorrectie (1+0.00115*tnat) toegepast voor de psychrometrische 'constante' 0.00066.
Ondanks de populariteit van de formules met de psychrometrische constante kunt u beter gebruik maken van een nauwkeurigere formule, zoals de hierboven beschreven ASAE formule.

 


Verzadigingsdruk van water en ijs

Voor het berekenen van de relatieve luchtvochtigheid is het noodzakelijk de dampspanning te kennen van zuiver water of ijs. Daar bestaan tabellen van, maar ook formules. Hele redelijke benaderingsformules zijn de volgende:

psat = 610.78*exp(t*17.27/(t+237.3)) -- boven water
psat = 610.78*exp(t*21.87/(t+265.5)) -- boven ijs
[druk psat in Pa, temperatuur t in °C]

De coëfficiënten zijn beschreven door F.W. Murray in On the computation of Saturation Vapor Pressure, J. Appl. Meteor. 6 (1966). Hierboven worden afgeronde waarden vermeld, omdat deze nog iets betere resultaten geven.
Nauwkeurigheid in vergelijking met de hierna te beschrijven ITS-90 formules:
waterdampformule: binnen de circa 0.8% van -20 tot +100 °C
ijsdampformule: binnen de circa 0.9% boven -30 °C.
Een probleem met beide formules is dat ze alleen geldig zijn voor zuiver water/ijs, niet in de aanwezigheid van lucht.
Een reden voor de populariteit van deze formules is dat ze zo simpel zijn, dat ze gemakkelijk met eenvoudige rekenhulpmiddelen kunnen worden uitgerekend. Maar aangezien u een computer heeft, kunt u beter gebruik maken van nauwkeurigere formules!

Zeer nauwkeurige formules voor de verzadigingsdruk van water of ijs zijn te vinden in de volgende publicatie:
ITS-90 Formulations for vapor pressure, frostpoint temperature, dewpoint temperature, and enhancement factors in the range -100 to +100 C, Bob Hardy, Thunder Scientific Corporation, USA, gepubliceerd in The Proceedings of the Third International Symposium on Humidity & Moisture, UK, april 1998.
Als pdf-bestand te vinden bij Thunder Scientific. [http://www.thunderscientific.com/reflibrary/its90formulas.pdf]
Uitgangspunt: de internationaal als beste geaccepteerde formules van A. Wexler 1976, 1979; zie voor een literatuurreferentie in eerder genoemde publicatie.
B. Hardy heeft de formules van Wexler omgewerkt naar de internationale temperatuurschaal van 1990 (ITS-90, International Thermoelectric Society). Voor water is het geldige bereik 0 tot 100 °C, maar een zinvolle extrapolatie is mogelijk tot -100 °C (onderkoeld water) en +200 °C (oververhit water). Voor ijs is het geldige bereik -150 °C tot +0.01 °C (tripelpunt van water-ijs-damp). Het tripelpunt van water is vastgepind op 0.01 °C en 611.657 Pa. Merk op dat bij de standaard druk van 1013.25 mbar het echte kookpunt van water gelijk is aan 99.974 °C.

De berekening verloopt als volgt.

-- Drukfactoren voor water
g0 = -2836.5744
g1 = -6028.076559
g2 = 19.54263612
g3 = -0.02737830188
g4 = 1.6261698e-5
g5 = 7.0229056e-10
g6 = -1.8680009e-13
g7 = 2.7150305

-- Drukfactoren voor ijs
k0 = -5866.6426
k1 = 22.32870244
k2 = 0.0139387003
k3 = -3.4262402e-5
k4 = 2.7040955e-8
k5 = 0.67063522

-- Voor water geldt:
psat = exp(g7*ln(t)+g6*t^4+g5*t^3+g4*t^2+g3*t+g2+g1/t+g0/(t^2))
-- Voor ijs geldt:
psat = exp(k5*ln(t)+k4*t^3+k3*t^2+k2*t+k1+k0/t)
-- t is de temperatuur in kelvin en psat is de verzadigingsdruk in pascal

-- Nu de correctie berekenen voor de aanwezigheid van lucht:
-- Correctiefactoren voor water van -50 tot 0 °C
aw0 = 3.62183e-4
aw1 = 2.6061244e-5
aw2 = 3.8667770e-7
aw3 = 3.8268958e-9
bw0 = -10.7604
bw1 = 0.063987441
bw2 = -2.6351566e-4
bw3 = 1.6725084e-6

-- Correctiefactoren voor water van 0 tot 100 °C
cw0 = 3.53624e-4
cw1 = 2.9328363e-5
cw2 = 2.6168979e-7
cw3 = 8.5813609e-9
dw0 = -10.7588
dw1 = 0.063268134
dw2 = -2.5368934e-4
dw3 = 6.3405286e-7

-- Correctiefactoren voor ijs van -100 tot -50 °C
ai0 = 9.8830022e-4
ai1 = 5.7429701e-5
ai2 = 8.9023096e-7
ai3 = 6.2038841e-9
bi0 = -10.415113
bi1 = 0.091177156
bi2 = 5.1128274e-5
bi3 = 3.5499292e-6

-- Correctiefactoren voor ijs van -50 tot 0 °C
ci0 = 3.61345e-4
ci1 = 2.9471685e-5
ci2 = 5.2191167e-7
ci3 = 5.0194210e-9
di0 = -10.7401
di1 = 0.073698447
di2 = -2.6890021e-4
di3 = 1.5395086e-6

tc = t-273.15 -- temperatuur in Celsius

-- Voor water geldt:
if (tc<0) then
  alfa = aw0+tc*(aw1+tc*(aw2+tc*aw3))
  beta = exp(bw0+tc*(bw1+tc*(bw2+tc*bw3)))
else
  alfa = cw0+tc*(cw1+tc*(cw2+tc*cw3))
  beta = exp(dw0+tc*(dw1+tc*(dw2+tc*dw3)))
end if

-- Voor ijs geldt:
if (tc<-50) then
  alfa = ai0+tc*(ai1+tc*(ai2+tc*ai3))
  beta = exp(bi0+tc*(bi1+tc*(bi2+tc*bi3)))
else
  alfa = ci0+tc*(ci1+tc*(ci2+tc*ci3))
  beta = exp(di0+tc*(di1+tc*(di2+tc*di3)))
end if

-- enhancement factor:
-- psat is de zojuist berekende verzadigingsdruk,
-- patm is de atmosferische luchtdruk; beiden in Pa
f = exp(alfa*(1-psat/patm) + beta*(patm/psat-1))
-- De gecorrigeerde verzadigingsdruk is:
pcorr = psat*f

Hieronder staat een JavaScript calculator voor het berekenen van de dampdruk boven zuiver water of zuiver ijs. Er wordt gebruik gemaakt van de nauwkeurige ITS-90 formules.
In de aanwezigheid van lucht moet de druk worden gecorrigeerd met een 'enhancement' factor. De hier toegepaste factor (L. Greenspan, 1976, water; J.A. Goff, 1949, ijs) beperkt het geldige temperatuurbereik van -50 tot +100 °C voor water en van -100 tot 0 °C voor ijs. Vermoedelijk heeft de correctiefactor een geldig bereik tot ca. 2 MPa omgevingsdruk.
In het JavaScript hebben we het aantal uitgevoerde decimalen bij de drukken beperkt tot 6; als u meer decimalen ziet, komt dat door afrondingsproblemen van de JavaScript vertaler van uw browser.

ITS-90 saturated vapor pressure of water or ice
Input
Temperature =
Ambient pressure =
State:
Output
Output pressure in
Vapor pressure pure =
Valid range: -100 to +200 °C (water),
-150 to +0.01 °C (ice)
Partial vapor pressure in air =
Valid for T = -50 to +100 °C (water),
-100 to 0 °C (ice)
Enhancement factor =

Dauwpunt, bevriezingspunt

De boven genoemde uitdrukkingen voor de verzadigingsdruk van water of ijs kunnen worden omgekeerd. Opgegeven wordt een verzadigingsdruk en daaruit wordt een verzadigingstemperatuur berekend. In het geval van water staat die temperatuur bekend als het dauwpunt en in het geval van ijs is dat het bevriezingspunt.
Merk op dat de op te geven druk de partiële dampspanning is, niet de totale luchtdruk!

De omgekeerde berekening - van verzadigingsdruk naar verzadigingstemperatuur - verloopt als volgt. Merk op dat er sprake is van zuiver water of ijs. Er wordt dus nog geen rekening gehouden met de 'enhancement' factor, die hierboven kan worden gevonden.

-- Dauwpunt termen
-- Geldig van -100 tot +100 °C
c0 = 207.98233
c1 = -20.156028
c2 = 0.46778925
c3 = -9.2288067e-6
d0 = 1
d1 = -0.13319669
d2 = 5.6577518e-3
d3 = -7.5172865e-5

-- Bevriezingspunt termen
-- Geldig van -150 tot +0.01 °C
e0 = 212.57969
e1 = -10.264612
e2 = 0.14354796
f0 = 1
f1 = -0.082871619
f2 = 2.3540411e-3
f3 = -2.4363951e-5

lnp = ln(p) -- verzadigingsdruk in pascal
-- Dauwpunt:
ct = c0+lnp*(c1+lnp*(c2+lnp*c3))
dt = d0+lnp*(d1+lnp*(d2+lnp*d3))
t = (ct/dt) -- in kelvin
-- Bevriezingspunt:
et = e0+lnp*(e1+lnp*e2)
ft = f0+lnp*(f1+lnp*(f2+lnp*f3))
t = (et/ft) -- in kelvin

ITS-90 dewpoint or frostpoint
Input
Pressure of pure water/ice =
State:
Output
Temperature =
Valid range: -100 to +100 °C (water)
-150 to +0.01 °C (ice)

 


Dobson unit (DU). Is een eenheid die gebruikt wordt bij ozononderzoek. Ze wordt gemeten met de Dobson spectrometer, die de hoeveelheid UV licht van de zon meet bij 4 golflengten, twee in het ozon-absorptiegebied, twee daarbuiten. Hieruit wordt de gemiddelde hoeveelheid ozon (O3) berekend in de hele luchtkolom boven de spectrometer. Bovendien wordt de hoeveelheid ozon teruggerekend naar een druk van 1 atmosfeer en 0 °C. Het aantal keer 0.01 millimeters ozon is de Dobson unit. Een andere manier om er tegenaan te kijken is: 1 DU = 2.686*1020 ozonmoleculen per m2, beschouwd over de hele luchtkolom boven die vierkante meter.
Boven Nederland ligt de ozonconcentratie in juli doorgaans in de buurt van de 334 DU en in januari rond de 367 DU.

Dagelijkse kaartjes van de hoeveelheid ozon zijn te bekijken op de website van de Total Ozone Mapping Spectrometer (TOMS) satelliet, een service van het NASA Goddard Space Flight Center.
Zie ook KNMI-OMI (Ozone Monitoring Instrument, nieuwspagina).

Amagat is de verhouding tussen het aantal deeltjes per volume-eenheid bij een zekere temperatuur en druk ten opzichte van het Loschmidt getal.
De Loschmidt constante is het aantal moleculen van een gas bij standaard temperatuur en druk (STP, 273.15 K en 101325 Pa) per volume-eenheid. In het geval van een ideaal gas is het Loschmidt getal gelijk aan Pstp/(k.Tstp), waarbij k de Boltzmann constante is. Loschmidt = 2.6867810.1025 m-3.
In de aardatmosfeer is de druk afhankelijk van de hoogte. Het is in principe mogelijk een hele luchtkolom om te rekenen naar een theoretische kolom lucht met dezelfde atmosferische druk van 101325 Pa. Deze waarde is het aantal centimeter-amagats (cm-am) of kilometer-amagats (km-am). Op die manier gedefinieerd komt de kilometer-amagat dus overeen met 2.6867810.1024 moleculen per cm2.
Per definitie is 1 dobson unit (DU) = 0.001 cm-am.
De amagat wordt ook wel eens gedefinieerd als het molaire volume van een gas bij STP. In het geval van een ideaal gas is dat volume gelijk aan 22.413962 dm3. Soms wordt de amagat gedefinieerd als 1/(molair volume) bij STP.
De verticale luchtkolomdichtheid van de aardse dampkring is ongeveer 8 km-am ofwel 8.108 DU.

 

Informatie over wind en storm op de Wind-pagina.

 

© Oscar van Vlijmen, mei 2000/May 2000
Datum laatste wijziging: 2015-06-26

Ga naar start/Home