Kastepiste

Syyskastetta apilanlehdillä

Kastepiste (kastepistelämpötila) on se lämpötila, jossa vesihöyryä sisältävän kaasun suhteellinen kosteus on 100 %. Tällöin kaasu (esimerkiksi ilma) on vesihöyryn kyllästämää, jolloin haihtuminen ja tiivistyminen ovat tasapainossa. Luonnossa lämpötilan laskeminen kastepisteeseen ja sen alle näkyy muun muassa pilvien ja pintasumujen muodostumisena, jolloin ilmassa oleva vesihöyry tiivistyy jäähtymisen seurauksena pilviä muodostaviksi pisaroiksi.

Suhteellinen kosteus riippuu vesihöyryn (veden) absoluuttisesta pitoisuudesta kaasussa (eli absoluuttisesta kosteudesta, yksikkö kg/kg) sekä höyryn lämpötilasta. Kastepiste voidaan lausua myös vallitsevan vesihöyryn osapaineen ja samaa lämpötilaa vastaavan vesihöyryn kyllästysosapaineen suhteena. Lämpötilan laskiessa suhteellinen kosteus nousee ja vastaavasti lämpötilan noustessa suhteellinen kosteus laskee, vaikka vesihöyryn absoluuttinen määrä ei muuttuisikaan. Jos lämpötilaa lasketaan kastepisteeseen saakka, on suhteellinen kosteus 100 %. Jos lämpötilaa lasketaan edelleen, osa vesihöyrystä tiivistyy nesteeksi, koska ilman suhteellinen kosteus ei voi nousta luonnon epäpuhtaissa olosuhteissa yli 100 prosentin. Täysin kuivan ilman suhteellinen kosteus on 0 %.

Huomionarvoista on että kastepiste ja suhteellinen kosteus ovat vesihöyryn aiheuttamia ilmiöitä ja riippumattomia siitä, mihin vesihöyry on sekoittunut. Ilmiöt säilyisivät samoina, jos vesihöyry sekoitettaisiin esimerkiksi ilmaan, typpeen, hiilidioksidiin tai pelkkään tyhjiöön. Arkielämässä suhteellisella kosteudella tarkoitetaan yleensä ilman suhteellista kosteutta.

Kokeellisesti kastepiste voidaan määrittää kostutettuun kankaaseen kiedotun lämpömittarin avulla. Tällöin veden haihtuminen kankaasta jäähdyttää mittarin kastepisteen lämpötilaan. Suoraan kastepistettä mittaava kastepistemittari toimii jäähdytetyn peilin avulla.

Kastepisteen laskeminen

Likimääräisesti suhteellinen kosteus laskee 100 %:sta alkaen 5 % jokaista 1 °C:n lämpötilaeroa kohti. Ilman suhteellinen kosteus voidaan mitata kosteusmittarilla. Jos se tunnetaan ja se on yli 50 %, voidaan kastepistelämpötila siis likimäärin laskea kaavalla

$T_d = T - \frac {(100 - RH)} {5}$.

Kääntäen jos kastepiste tunnetaan, voidaan suhteelliselle kosteudelle laskea likiarvo kaavalla

RH = 100 − 5(T − T_d)

jossa

T on lämpötila

T_d on kastepiste

RH on suhteellinen kosteus, tässä %, esimerkiksi 65

Kaava tuottaa kastepisteen yli 50 %:n suhteelliselle kosteudelle normaalioloissa tarkkuudella alle ±1 °C.

Kastepiste voidaan laskea tarkemmin kaavalla

$T_d = \frac {b\ \gamma(T,RH)} {a - \gamma(T,RH)}$

jossa

$\gamma(T,RH) = \frac {a\ T} {b+T} + \ln RH$

ja

T = Lämpötila Celsiusastetta

RH = Suhteellinen kosteus desimaalilukuna, ei prosentteina, esimerkiksi 0,55 eikä 55 %.

T_d = kastepistelämpötila, jota lasketaan

a = 17,27

b = 237,7 °C

ln on luonnollinen logaritmi.

Kastepistelämpötilan vaikutus ihmisen oloon

Jos kastepiste on niinkin suuri kuin 15–20 °C, tulee useimmille ihmisille tukala olo, ja yli 21 °C on jo ankaran painostava.^lähde?

20 °C Ankaran painostava
18 °C Tukala
16 °C Kostea
13 °C Mukava
10 °C Virkistävä

Ukkosen synty vaatii vähintään 5 °C:n kastepisteen. Melko voimakkaita ukkosia syntyy, jos kastepiste on yli 10 °C, ja yhä korkeampi kastepiste lisää ukkosen todennäköisyyttä.

Aiheesta muualla

• What is the dew point?
• NOAA Dew point
• dew point formula
• Windows program for Heat Index, Dew Point, etc
• Often Needed Answers about Temp, Humidity & Dew Point from the sci.geo.meteorology Usenet newsgroup