Relative Feuchte ist ein Verhältnis von aktuellem zu möglichem Gleichgewichts-Dampfdruck.
Für eine festgelegte Referenzphase gilt:
Üblicherweise wird die dimensionslose Zahl als Prozentwert angegeben:
Bei RH = 50 % ist der aktuelle Dampfdruck halb so groß wie der Sättigungsdampfdruck der gewählten Referenzphase. Bei RH = 100 % ist der Sättigungszustand erreicht.
Bei konstantem e steigt RH beim Abkühlen.
Der aktuelle Dampfdruck kann kurzfristig annähernd konstant bleiben, während sich die Temperatur ändert. Da es(T) beim Abkühlen stark sinkt, wächst das Verhältnis e/es(T).
Umgekehrt senkt Erwärmung bei gleichem e die relative Feuchte. Ein Raum kann deshalb nach dem Aufheizen „trockener“ wirken, obwohl ihm kein Wasserdampf entzogen wurde.
Die Temperaturabhängigkeit folgt direkt aus Clausius–Clapeyron.
Bei konstantem aktuellem Dampfdruck gilt:
Nahe 20 °C beträgt die lokale relative Steigung von es ungefähr +6,2 % pro Kelvin. Damit fällt RH bei konstantem e lokal ungefähr in derselben relativen Größenordnung pro Kelvin. Diese Aussage ist lokal und nicht über große Temperaturintervalle konstant.
Unter 0 °C muss die Bezugsphase genannt werden.
Weil esi(T) unterhalb des Gefrierpunkts kleiner als esw(T) ist, ergeben sich zwei verschiedene relative Feuchten:
Für T < 0 °C gilt bei gleichem e:
Damit kann Luft gegenüber Eis übersättigt sein, obwohl sie gegenüber flüssigem Wasser noch untersättigt ist. Das ist für Mischphasenwolken zentral.
T, e und p getrennt steuern — RH, Wasser-/Eisbezug und Stoffmengenanteil beobachten.
Das Lab hält die Größen bewusst getrennt: T bestimmt die Sättigungsgrenze, e den tatsächlich vorhandenen Wasserdampf und p den Gesamtdruck. Dadurch wird sichtbar, dass RH bei festem T und e nicht vom Gesamtdruck abhängt, der Stoffmengenanteil xv = e/p dagegen schon.
Bei festem T und e ist RH unabhängig vom Gesamtdruck.
Die Definition RH = 100 e/es(T) enthält den Gesamtdruck nicht. Wird p verändert, während T und e gleich bleiben, ändert sich die relative Feuchte daher im idealisierten Modell nicht.
Der Stoffmengenanteil des Wasserdampfs reagiert dagegen unmittelbar:
Relative Feuchte und absolute Zusammensetzung sind deshalb unterschiedliche diagnostische Größen.
RH kann größer als 100 % sein — dann ist der Zustand übersättigt.
RH > 100 % bedeutet e > es(T). Ein solcher Zustand ist thermodynamisch übersättigt und begünstigt Kondensation beziehungsweise Resublimation. In realer Luft können kurzzeitig kleine Übersättigungen bestehen, weil Phasenübergänge endliche Zeit benötigen und geeignete Kondensations- oder Eiskeime eine Rolle spielen.
Sehr große Übersättigungen im Lab sind didaktische Diagnosezustände. Sie würden in der realen Atmosphäre typischerweise rasch durch Phasenwechsel abgebaut.
Vier typische Verwechslungen.
Nicht als absolute Wassermenge. Gemeint ist e = 0,5 e_s(T) bei der gewählten Referenzphase.
Nein. Abkühlung bei nahezu konstantem e kann RH stark erhöhen.
Nicht ohne Bezugsphase. RH_w und RH_i können deutlich voneinander abweichen.
Nein. Übersättigte Zustände mit RH > 100 % sind möglich, wenn auch meist nur begrenzt persistent.
Relative Feuchte verbindet aktuellen Dampfdruck und Sättigungsgrenze.
RH = 100 e/e_s(T).
Bei konstantem e steigt RH beim Abkühlen.
Unter 0 °C sind RH_w und RH_i zu unterscheiden.
Bei festem e und T hängt RH nicht direkt vom Gesamtdruck ab.
RH > 100 % ist möglich und begünstigt Phasenwechsel.
M3K6 führt spezifische Feuchte und Mischungsverhältnis als massenbezogene Feuchtemaße ein.