بتعريف سهل، الرطوبة الجوية هي ببساطة كمية بخار الماء العالقة في الهواء، البخار هو الحالة الغازية للماء. مع ازدياد حرارته، يتمكن الهواء من احتواء المزيد من بخار الماء، لأن حركة الجسيمات في درجات حرارة عالية تمنع حدوث التكاثف. يوجد ثلاثة قياسات رئيسية للرطوبة: الرطوبة النسبية ، والمطلقة والنوعية. الرطوبة المطلقة: (الوحدة هي غرام بخار لكل متر مكعب من الهواء) هي قياس للكمية الحقيقية من بخار الماء في الهواء، بغض النظر عن حرارة الهواء، كلما كانت كمية البخار أعلى؛ كانت الرطوبة المطلقة أعلى. على سبيل المثال، يمكن لـ 30 غرامًا من البخار كحد أقصى أن تتواجد في متر مكعب من الهواء ذي حرارة معينة.
الرطوبة النسبية: (تكتب كنسبة مئوية) هي قياس لكمية البخار التي يمكن للهواء حملها بالمقارنة مع الكمية التي يمكنه حملها في درجة حرارة معينة.
يستطيع الهواء الدافئ الاحتفاظ بكمية بخار (رطوبة) أكبر من الهواء البارد، لذا مع نفس كمية الرطوبة المطلقة/النوعية، سيكون للهواء رطوبة نسبية أعلى.
رطوبة نسبية بقيمة 50% تعني أن الهواء احتفظ في ذلك اليوم (بدرجة حرارة معينة) ب 50% من الماء المطلوب لإشباع الهواء. الرطوبة النسبية للهواء المشبع 100%.
الرطوبة النسبية لخليط هواء- ماء: هي النسبة بين الضغط الجزئي لبخار الماء في الخليط وبين ضغط البخار المشبع في درجة حرارة معين، لذا الرّطوبة النسبية للهواء تتعلق بكل من محتوى المياه ودرجة الحرارة.
الرطوبة النوعية: تشير إلى وزن بخار الماء الموجود في وحدة وزن (كمية) الهواء -تعرف بكمية بخار الماء بالـ غرام لكل كيلوغرام من الهواء- تتشابه الرطوبة المطلقة والنوعية في المفهوم.
ما هي درجة التكثف ؟
هي درجة الحرارة التي يتشبع الهواء فيها بالماء معلنًا بدء التكاثف، كلما ارتفعت درجة التكثف؛ ارتفعت رطوبة الهواء.
ما هي العلاقة بين درجة التكثف والرطوبة النسبية؟
تعتبر درجة التكثف أكثر دقةً في قياس الرطوبة وتشبع الهواء بالمقارنة مع الرطوبة النسبية ، ذلك لأنها قياس مطلق على عكس الرطوبة النسبية. تكون قيمة الرطوبة النسبية 100% عندما تتساوى درجة التكثف مع درجة الحرارة، في حال انخفاض درجة الحرارة، سيبدأ التكاثف ويتشكل الماء السائل.
في حال بلغت قيمة الرّطوبة النسبية 100% -مثلًا، درجة التكثف ودرجة الحرارة متساويتان- لا يعني بالضرورة حدوث الترسب، ببساطة هذا يعني أن الكمية القصوى للرطوبة توجد في الهواء بدرجة حرارة الهواء في ذلك الوقت، قد يحدث الإشباع ضبابًا على الأرض وغيومًا عاليةً (تتكون من قطرات ماء محبوسة في الهواء).
خلافًا للرطوبة النسبية، تعطينا درجة التكثف لمحةً سريعةً عن كمية الرطوبة في الهواء، ذلك لأنه في حالة الرطوبة النسبية تكون الرطوبة نسبيةً لدرجة حرارة الهواء، بكلمات أخرى؛ لا يمكن تحديد الرّطوبة النسبيّة بالاعتماد على درجة التكثف لوحدها، يجب معرفة درجة حرارة الهواء أيضًا.
تساوي الرطوبة النسبية أيضًا النسبة بين ضغط البخار الفعلي وضغط البخار المشبع تقريبًا.
RH = (Actual Vapor Pressure) / (Saturation Vapor Pressure) X 100%
الرطوبة النسبية = ضغط البخار الفعلي مقسوم على ضغط البخار المشبع ضرب 100%
إذ أن ضغط البخار الفعلي هو قياس لكمية بخار الماء في كمية هواء معينة، وتزيد مع ازدياد كمية بخار الماء. ضغط البخار المشبع هو أقصى ضغط بخار يمكن الحصول عليه في أي درجة حرارة.
المرطاب المعلق لقياس الرطوبة، من الأعلى البصيلة الرطبة، من الأسفل البصيلة الجافة.
يحتوي الهواء ذو الرطوبة النسبية 100% على بخار ماء ذي ضغط بخار يساوي ضغط البخار المشبع في درجة حرارة معينة، هذا يتوافق مع الهواء الذي يكون في حالة توازن مع الماء السائل.
الرطوبة النسبية هي النسبة بين ضغط البخار وضغط البخار المشبع بالنسبة المئوية. يحتوي الهواء “الجاف” على بخار ماء ذي ضغط بخار أقل من ضغط البخار المشبع في درجة حرارة معطاة.
كيف تُقاس الرطوبة ؟
يدعى جهاز قياس الرطوبة النسبية بالمرطاب (Hygrometer)، يتكون أبسط مرطاب -مقياس الرطوبة المعلق sling psychrometer- من ميزاني حرارة يعلقان معًا مع مقبض مثبت على سلسلة. أحد الميزانين ميزان عادي، أما الثاني يحتوي على فتيلة قماش على بصيلته ويدعى بميزان الحرارة ذي البصيلة الرطبة.
كيف يقيس المرطاب المعلق (psychrometer) الرطوبة النسبية ؟
يحتوي المرطاب المعلق على ميزاني حرارة معلقين، أحدهما جاف (يدعى غالبًا ميزان حرارة جاف البصلية) يقوم بقياس درجة حرارة الهواء الفعلية، يدعى الآخر ميزان الحرارة رطب البصيلة، يحتوي على قماش رطب على طرفه. تأخذ جسيمات الماء المتبخرة عن سطح البصيلة الرطبة الحرارة معها، فتنخفض نتيجة القياس في ميزان الحرارة الرطب.
تتعلق نسبة التبخر بضغط البخار أو بكمية بخار الماء في الهواء، عند نسبة رطوبة نسبية 100% لن يتبخر الماء عن سطح البصيلة الرطبة، وبذلك تتساوى قراءة الحرارة في كلا الميزانين، مقارنة درجتي الحرارة في الرسم تعطينا الرطوبة النسبية.
اقرأ أيضًا:
ما الفرق بين الرطوبة المطلقة والرطوبة النسبية؟
الصحراء الكبرى.. أكبر صحراء على وجه الأرض
ترجمة: محمد دهامشة
تدقيق بدر الفراك
