Allt loft inniheldur raka eða vatnsgufu, en þó í mismiklum mæli. Það vatnsgufuinnihald sem loftið getur borið hverju sinni er háð hitastigi loftsins. Þannig getur hlýtt loft borið meiri raka en kalt eins og sést á mynd 4. Mettunarraki er það magn vatnsgufu sem loftið getur innihaldið í þann mund sem rakaþétting á sér stað, þ.e. þegar ósýnileg vatnsgufan breytist í fjölda örsmárra vatnsdropa. Þá er sagt að loftið sé rakamettað.

Mynd 4

Línan sýnir mettunarraka í einingunni grömm af vatnsgufu í hverjum rúmmetra lofts (gr/m³). Þá má lesa beint að mettunarraki lofts við +30°C er 30,4 gr/m³ og við 0°C verður mettun þegar rakainnihaldið er 4,9 gr/m³. Loftið inniheldur vatnsgufu þó svo að hitastigið sé undir frostmarki, en gildi mettunarraka er þá lágt. Loft í punkti A sem er +20°C og með rakainnihald 10 gr/m³ nær mettun á tvennan hátt. Annars vegar ef rakainnihaldið eykst þar til það nær tæplega 17 gr/m³ eða sem er algengast að loftið kólnar niður að daggarmarki sínu, sem í þessu tilviki er 10°C þar sem mettunarrakalínan er fyrir þetta tiltekið rakainnihald loftsins.

Daggarmarkloftsins kallast það hitastig sem loftið þarf að kólna svo mettun verði.

Rakastig gefur til kynna sambandið á milli vatnsinnihalds og mettunarraka loftsins. Tökum dæmi. Hiti lofts mælist 0°C, rakainnihald þess reynist vera 3,3 gr/m³ og mettunarrakinn 4,9 gr/m³.

Þá er rakastigið einfaldlega hlutfall raunverulegs rakainnihalds og mettunarraka við hitastig loftsins, eða

3,3 / 4,9 * 100% = 67%

Rakastigið gefur til kynna hversu langt viðkomandi loft er frá rakamettun. Loftið er rakamettað þegar rakastigið er 100%.

Hafa verður í huga að breytingar á hitastigi koma beint fram í rakastiginu. Rakastig lækkar í lofti yfir vegi sem hlýnar vegna inngeislunar sólar. Að sama skapi hækkar rakastigið eftir að sól er sest og yfirborð kólnar vegna útgeislunar. Þetta á sér stað þó svo að sjálft rakainnihald loftsins haldist hið sama.

Rakastigið er afar gott hjálpartæki þegar leggja skal mat á það hvort þoka sé t.d. á fjallvegum. Rakastigið í þoku, sem dregur verulega úr skyggni, er ævinlega 100%. Þegar rakastigið er 98-99% getur það verið vísbending um ekki jafn þykka þoku, þ.e. þokumóðu eða þokubletti með betra skyggni á milli. Eins getur hátt rakastig verið til vitnis um afar lágan skýjabakka sem ekki endilega dregur úr skyggni.

Þoka: Skyggni < 1.000 m
Þokumóða: Skyggni frá 1 km upp í 10 km.


3.1 Skilyrði raka í lofti í vegi við mismunandi hitastig.

Mynd 5

LOFTHITI	10°C	5°C	0°C	-5°C
METTUNARRAKI	9 gr/m3	7 gr/m3	5 gr/m3	4 gr/m3
RAKAINNIHALD	7 gr/m3	7 gr/m3	5 gr/m3	4 gr/m3
RAKASTIG	78 %	100 %	100 %	100 %
DAGGARMARK	5°C	5°C	0°C	-5°C
RAKATAP ÚR LOFTI			2 gr/m3	1 gr/m3
			Dögg	Hrím

Í dæminu hér að ofan er loftið 10°C í upphafi og rakainnihaldið 7 gr/m³. Rakamagnið má hlutfallslega gefa til kynna með myndinni, þar sem við ímyndum okkur að loftraki í einum rúmmetra lofts sé allur næst veginum. Í okkar dæmi getur loftið innihaldið að hámarki 9 gr/m³. Nú kólnar og við 5C verður mettun og rakastigið 100%. Enn kólnar loftið og nú niður í 0°C. °Við það hitastig getur loftið mest innihaldið 5 gr/m³. Það þýðir að loftið losar sig við mismuninn. Dögg fellur á veginn. Enn kólnar og nú niður -°5°C. Mettunarrakinn við það hitastig er aðeins 4 gr/m3. Af því að hitinn er lægri en frostmark fellur héla á veginn.

Við sjáum nokkrar raunverulegar birtingarmyndir þessa ferils:

• Við kólnun fellur dögg á veg. Litlu síðar frystir og döggin myndar hálku.
• Lofthitinn er ofan frostmarks, en veghitinn undir 0°C. Dögg fellur á veginn sem frýs undir eins og myndar hálku.
• Loft og veghiti eru hvorutveggja undir 0°C. Mettun loftsins á sér stað, ískristallar myndast og vegurinn hélar.

Við náttúrulegar aðstæður frýs vatn á vegi þegar hitinn fer niður fyrir 0°C. Með notkun á salti er hægt að breyta frostmarki vatnsins. Mynd 6 sýnir hvernig frostmarkið lækkar eftir því sem saltinnihald vatnsins eykst. Á mynd 7 má hins vegar sjá hvernig áborið salt í föstu formi hefur áhrif á frostmark vatnsins eftir því hversu vatnsaginn er mikill á vegi.


Mynd 6
TENGSL FROSTMARKS VATNS OG SALTINNIHALDS.


Mynd 7
VIÐ ÁKVÖRÐUN Á SALTMAGNI ÞEGAR FYRIRBYGGJA Á HÁLKU ÞARF AÐ TAKA TILLIT TIL BÆÐI VATNSAGANS Á VEGINUM OG HVERSU MIKIÐ MEGI ÆTLA AÐ FROSTIÐ VERÐI.

1mm vatnslinsa á vegi jafngildir 1 lítra á fermeter. 1mm = 1l/m2 0,1 mm vatnslinsa: 0,1 mm = 0,1l/m2. Sömu aðferð er hægt að hafa til hliðsjónar skömmu eftir úrkomu þegar úrkomumagnið er þekkt. Þá verður að hafa í huga að hluti úrkomunnar rennur af veginum, eins uppgufun og umferð sem beinir bleytu af veginum.

3.2 Fjögur dæmi

Mynd 8

Í tilfelli A verður engin döggvun, þar sem veghitinn er hærri en daggarmark loftsins.

Í tilfelli B er veghitinn lægri en daggarmark loftsins. Döggvun verður og vegurinn blotnar. Engin ísmyndun svo fremi að veghitinn haldist ofan frostmarks.

Í tilfelli C myndast ís á yfirborði, líkast til minniháttar þar sem veghitinn er litlu lægri en daggarmark loftsins.

Í tilfelli D fellur mikill raki úr loftinu og myndar ís þar sem veghitinn er undir frostmarki og mikill munur daggarmarks og veghita. Auk þess gefur daggarmarkið til kynna mikið rakainnihald í lofti og því getur meiri raki en ella hélað á yfirborði vegarins.

Sé veghitinn lægri en daggarmark loftsins og jafnframt undir frostmarki er hætt við ísmyndun og hálku.

3.3 Um ískristalla

Þegar vatn frýs festast vatnssameindirnar saman og mynda ískristalla. Ís á vegi sem þannig myndast er að mestu gerður úr sexstrendum flötum plötum sem loða saman og mynda samfellda íshimnu.
Stór mynd ->

Mynd 9

VATN FRÝS Á VEGI. ÍSKRISTALLAR HAFA ÓLÍKA LÖGUN. LJÓSMYND AF SEXSTRENDRI PLÖTU TIL HÆGRI.

Héla sem fellur á veginn í frosti hefur aðra kristallagerð. Það eru að mestu leyti langar ísnálar sem vaxa saman og mynda reglulegt og greinótt munstur. Yfirborð ískristallanna er mun stærra við hélu- eða hrímmyndun og viðnámið því meira en þegar ísinn samanstendur af sexstrendum plötum. Frjósi vatn á vegi í vægu frosti myndast einkum sexstrendar plötur, en í meira en 3 til 4 stiga frosti eykst hlutfall hvers kyns ísnála í kristallabyggingunni og við það eykst viðnámið í ísnum nokkuð.

Stór mynd ->


Mynd 10

VEGURINN HÉLAR. LANGAR ÍSNÁLAR VAXA Í STJÖRNUMUNSTUR ÞEGAR LOFT ER METTAÐ RAKA. STJÖRNURNAR HAFA MIKLA SAMLOÐUNAREIGINLEIKA EINS OG SÉST Á LJÓSMYNDINNI TIL HÆGRI.

Sjá einnig fróðleik um viðnámsstuðla