الرطوبة

2012 دليل الطقس

روس رينولدز

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

علوم الأرض والجيولوجيا

إنّ قياس الرطوبة الذي يخطر على بال مُعظم الناس هو الرطوبة النسبية، في الواقع، هذا هو واحدٌ من التعريفات الأقل نفعاً.

وفيما يلي بعضاً من تعريفات الرطوبة المستخدمة في علم الأرصاد الجوية:

الرطوبة المطلقة: كمية بخار الماء (بالغرام) القصوى التي يُمكن أن توجد في متر مكعب من مزيج الهواء وبخار الماء.

الرطوبة النوعية: كتلة بخار الماء (بالغرام) في كيلوغرام من مزيج الهواء وبخار الماء.

نسبة الاختلاط: كتلة بخار الماء (بالغرام) الموجودة في كيلوغرام من الهواء الجاف.

الضغط البخاري: الضغط المبذول على سطح الأرض من قبل بخار الماء الموجود في العمود الجوي، وهو يتفاوت من صفر تقريباً إلى حوالي 3% من إجمالي الضغط، عادةً 1،000 ميليبار.

الرطوبة النسبية: معدل، كنسبة مئوية، الكمية الحقيقية لبخار الماء المحتواة في عينة هواء إلى الكمية الممكنة إذا تشبَّع إلى درجة حرارة البصيلة الجافة الملاحظة.

تُقاس الرطوبة في دريئة الطقس بطريقة البصيلة المبللة. تُغطى بصيلة مقياس الحرارة الزئبقي بكيس شاش يبقى مبللاً بشكل دائم بماء مقطّر يسيل من فتيل. بالرغم من أنّ درجة حرارة البصيلة المبللة تُقرأ كدرجة مئوية أو فهرنهايت فهي في الواقع قياس للرطوبة (أنظر الصفحة 92).

تُشكّل قراءة درجة حرارة البصيلة المبللة أساس حسابات الرطوبة النسبية والرطوبة المطلقة. تزداد رطوبة الهواء النوعية المشبّع ببخار الماء مع ازدياد درجة الحرارة. يحتوي الهواء المشبّع عند درجة حرارة 0 مئوية ( 32 فهرنهايت) على 3.0 غ/كغ؛ وعند درجة حرارة 10 مئوية ( 50 فهرنهايت) تصل الكمية إلى 7.0 غ/كغ؛ وعند 20 مئوية ( 68 فهرنهايت) هي حوالي 14.0 غ/كغ؛ وعند 30 مئوية ( 86 فهرنهايت) هي 26.0 غ/كغ.دعنا نفترض أنه ذات يوم صيفي تم تسجيل درجة حرارة بصيلة جافة 30˚ مئوية (˚86 فهرنهايت) وقيمة بصيلة مبللة ˚15 مئوية (˚59 فهرنهايت). تستخلص الرطوبة المطلقة الفعلية لعينة الهواء من درجة حرارة البصيلة المبللة، باستخدام جداول مقياس الرطوبة المعيارية. تحدد هذه الجداول قيمة الرطوبة المطلقة إذا كان الهواء مشبعاً عند درجة حرارة البصيلة الجافة ˚30 مئوية (˚86 فهرنهايت).

وفي هذه الحالة تكون الرطوبة المطلقة الملاحظة 11غ/م3، بينما تشبع (الحد الأقصى الممكن) الرطوبة المطلقة هو 30غ/3م. لذا تكون الرطوبة النسبية 11غ/3م/30غ/3م= 37 %.

يُمكن الحصول على نفس قيمة الرطوبة النسبية من عينات مختلفة جداً من الهواء الموزع في جميع أنحاء الكرة الأرضية، لذا فهي ليست ذات قيمة كبيرة لعلماء الأرصاد الذين يجدون القيم المطلقة لبخار الماء أكثر فائدةً بكثير لأنَها تُمكنهم من إجراء حسابات مهمة – مثلاً، مقدار الهطول الذي يُمكن أن يسقط من عمود من الهواء إذا تكثّف كل أو بعض بخار الماء الذي يحتويه.

بالإضافة إلى القيمة الفورية للرطوبة النسبية التي يُعطيها مقياس حرارة البصيلة الجافة ومقياس حرارة البصيلة المبللة في الدريئة، يُمكن أيضاً إعطاء أثر زمني عن طريق سجل مقياس الرطوبة.

هناك عدة أنواع من مقاييس الرطوبة ولكن أكثرها استخداماً مقياس الرطوبة الشعري، الذي يستفيد من حقيقة أنّ شعر الحصان (أو الإنسان) يطول ويقصر باختلاف الرطوبة النسبية. يتقلص طول شعر الإنسان بمقدار 2.5% عندما تقل الرطوبة النسبية من 100% إلى 0%.

يتم شد حزمة صغيرة من الشعر على قضيب معدني رقيق يتصل آلياً بقلم يخط تقلبات الرطوبة النسبية على شريط مرسام الضغط الورقي الملفوف حول اسطوانة دوارة، ويتم تغييره مرة كل أسبوع.

وتستند مقاييس ضغط أخرى على خصائص امتصاص الرطوبة للمواد الكيميائية المختلفة، التي تُصبح أرطب عندما تزداد الرطوبة.