الظواهر الناتجة عن وجود الماء في الهواء

2011 الطقس والمناخ

غريس ودفورد

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

الماء الهواء علوم الأرض والجيولوجيا

قد لا تتمكن دائماً من رؤية الماء في الهواء، لكنك تستطيع الإحساس به.

فأحياناً تشعر أن جلدك بات دَبِقاً في أيام الحرّ، وذلك لأن عرقك يعجز عن التبخر بسبب بخار الماء الكثيف المنتشر في الهواء المحيط بك.

يتوزع أكثر من 90 في المئة من الماء الموجود على الكرة الأرضية في المحيطات والأنهار وفي جوف الأرض وفي حالة تجمّد أيضاً كالجليد، أما النسبة المتبقية من الماء فهي منتشرة في الهواء.

 

ويأخذ الجزء الأكبر من ذلك الماء شكلاً غازياً (بخار الماء)، إلا أنه يشكل أيضاً الغيوم (السُحُب) والأمطار والثلوج والبَرَد. ويُطلق على كمية بخارِ الماء الموجود في الهواء اسم «الرطوبة»، فكلما ازداد الهواء دفئاً استطاع حجز المزيد من بخار الماء.

وفي أغلب الأحيان يُطلق على النداوة المنتشرة في الهواء مصطلح «الرطوبة النسبية»، التي يتم قياسها بواسطة أداة معروفة باسم «المِرطاب» أو «مقياس الرطوبة» – وبإمكانك صنع أداة مماثلة في فصل النشاط الموجود في الصفحات التالية.

إن الرطوبة النسبية هي قياس لكمية الماء الذي يحتجزه الهواء عند درجة حرارة تلك، مقارنة مع الحد الأعلى من الماء الذي يستطيع الهواء الاحتفاظ به عند درجة حرارة معينة.

 

فإذا كانت درجة الحرارة 80 درجة فهرنهايت (27 درجة مئوية) والرطوبة النسبية 50 في المئة فإن ذلك يعني أن الهواء يحتجز 50 في المئة من الماء الذي يستطيع الاحتفاظ به عند درجة 80 فهرنهايت (27 درجة مئوية).

ولكي تتكوّن الغيوم وتهطل الأمطار، فلابدّ للهواء من أن يحتوي على نسبة 100 في المئة من الرطوبة النسبية. وينطبق هذا القياس فقط على المكان الذي تتكوّن فيه الغيوم أو الذي تهطل فيه الأمطار.

وعلى سبيل المثال، فإن المطر يهطل من الغيوم حيث تصل نسبة الرطوبة فيها إلى 100 في المئة، لكن الرطوبة النسبية تحت تلك الغيوم تكون أدنى، فالمطر يهطل على المنطقة التي تكون نسبة رطوبتها الجوية أقل من 100 في المئة.

 

يشكل وجود النداوة في الهواء أنواعاً مختلفة من الأحوال الجوية، كالضباب الذي يقتصر فيه مجال الرؤية إلى مسافة تقل عن 0.6 ميل (1 كم)، والسديم (الغمامة) الذي يصبح فيه مجال الرؤية ممكناً من مسافة تتراوح بين 0.6 و1.25 ميل (1 و 2 كم).

ويتكوّن الضباب والسديم بالقرب من اليابسة عندما يتحول بخار الماء إلى قطرات صغيرة جداً من الماء، وتبقى تلك القطرات أو القطرات عالقة في الهواء، لذلك فإن الفرق الرئيس بين الغيوم والضباب أو السديم هو أن الغيوم تتكوّن عند ارتفاع الهواء الرطب ومن ثم انخفاض درجة حرارته.

لكن الضباب والسديم يتشكلان عندما تنخفض درجة حرارة الهواء القريب من اليابسة، كما يحدث الضباب والسديم ليلاً في أغلب الأحيان وينتشران بنسبة أعلى في المناطق الرطبة، كتلك المناطق المجاورة للأنهار أو البحيرات أو على المناطق الجبلية، حيث يكون الهواء بارداً وثقيلاً ويهبط إلى الوديان.

 

يظهر الضباب والسديم عادة عندما يكون الطقس معتدلاً وهادئاً، كما ينبغي أن يكون الهواء مشبعاً ببخار الماء كي يتسنى تكوّن الضباب والسديم. ويُعرف أكثف أنواع الضباب بمصطلح «ضباب الأفق» (انظر إلى الشكل ضمن المربع).

يُطلق مصطلح «ضباب الأفق» على الهواء المتحرك أفقياً فوق اليابسة. يتكوّن «ضباب الأفق» لأن الهواء الرطب الأثقل القريب من اليابسة لا يختلط بالهواء الأكثر جفافاً الموجود فوقه.

من جهة ثانية، فإن ضوء الشمس يؤدي إلى تبخر الضباب أو انقشاعه، ولكن يكون الضباب أحياناً كثيفاً لدرجة لا يتمكن فيها ضوء الشمس من اختراقه ويبقى الضباب منتشراً لأيام عديدة، على عكس السديم الذي ينقشع بسرعة أكبر.

 

تكوّن الضباب

يتكوّن ضباب الأفق عندما يتحرك الهواء الدافئ والرطب فوق ماء أو أرض أدنى درجة حرارة.

وينتشر هذا النوع من الضباب بصورة أكبر في الشتاء أو بداية فصل الربيع عندما تبدأ الثلوج بالانصهار.

أما الضباب الإشعاعي فيتكوّن ليلاً، فعند هبوط درجة الحرارة يتشكل الضباب في المناطق الباردة القريبة من اليابسة ثم يأخذ بالصعود.

 

نقطة الندى

يتكوّن الندى والصقيع نتيجة وجود الماء في الهواء، فالندى هو طبقة من الماء تستقر على اليابسة أو غيرها من السطوح في ساعات الصباح الباكرة.

ويتكوّن الندى نتيجة تكاثف بخار الماء الموجود في الجو (تحوّله إلى سائل). تنخفض درجة الحرارة ليلاً، لاسيما في الليالي التي تغيب عن سمائها الغيوم التي تحفظ للأرض حرارتها.

وتنخفض درجة حرارة الهواء في النهاية ليصبح بارداً جداً، ما يمنعه من الاحتفاظ ببخار الماء، وهي الحالة التي يُطلق عليها مصطلح «نقطة الندى».

 

حالما يتم الوصول إلى «نقطة الندى» يتكاثف الماء الفائض في الهواء، وإذا كانت درجة حرارة «نقطة الندى» أدنى من 32 درجة فهرنهايت (درجة صفر مئوية)، فإن بخار الماء يشكل بلورات جليدية (أو ثلجية) تغطي كل شيء بالصقيع.

تعطي درجة حرارة نقطة الندى تقديراً لكمية النداوة الموجود فعلاً في الهواء أفضل من تقدير الرطوبة النسبية، فكلما ارتفعت درجة حرارة نقطة الندى ازدادت نسبة النداوة الموجودة في الهواء.

تستطيع بنفسك أن تحدد بسهولة درجة حرارة نقطة الندى. املأ نصف عبوة بماء درجة حرارته هي درجة حرارة الغرفة.

 

ضع ميزان حرارة في الماء وأضف إليه بعض قطع الجليد تدريجياً وحركها ببطء كي يتسنى لك مراقبة انخفاض درجة الحرارة بواسطة ميزان الحرارة المغمور في الماء.

سيبدأ الماء بالتكاثف على سطح العبوة الخارجي. إن درجة الحرارة التي تحدث عندها تلك الظاهرة هي درجة حرارة نقطة الندى.

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]