الرطوبة: معنى وأنواع

بعد قراءة هذه المقالة سوف تتعلم عن معنى وأنواع الرطوبة.

معنى الرطوبة:

الرطوبة هي مصطلح عام يشير إلى كمية أبخرة الماء في الهواء. هناك علاقة وثيقة بين الرطوبة ودرجة حرارة الهواء. تعتمد قدرة الهواء على احتواء بخار الماء على درجة الحرارة. تزداد قدرة الماء القابضة للهواء مع زيادة درجة الحرارة. ارتفاع درجة الحرارة ، وأعلى هي قدرة عقد المياه من الهواء.

كلما زادت درجة الحرارة ، تزداد قدرة الاحتفاظ بالماء ببطء عند درجة الحرارة المنخفضة ، ثم تزداد بسرعة كبيرة عند درجة الحرارة العالية. في أي وقت من اليوم ، يوجد فرق بين ضغط بخار التشبع وضغط البخار الفعلي. وهذا ما يسمى العجز التشبع.

هذا العجز مرتفع للغاية خلال أيام الصيف الجافة والضعيفة للغاية خلال الأيام الممطرة. بسبب درجة الحرارة الدنيا خلال ساعات الصباح ، تكون سعة الاحتفاظ بالماء منخفضة للغاية ، لذلك ، يتم العثور على أقصى قدر من الرطوبة في الصباح. من ناحية أخرى ، فإن درجة حرارة الهواء هي الحد الأقصى في فترة ما بعد الظهر ، وبالتالي ، يتم العثور على رطوبة منخفضة في فترة ما بعد الظهر.

عندما تدخل أبخرة الماء في الهواء ، يصبح الهواء دافئًا ورطبًا وأخف وزنًا. نحن نعلم أن الوزن الجزيئي لأبخرة الماء أقل مقارنة بالهواء الجاف. تحمل أبخرة الماء حرارة معقولة ، لذلك ، كلما ازدادت كمية أبخرة الماء ، زادت الحرارة المعقولة للهواء أيضًا.

ونتيجة لذلك ، يصبح الهواء دافئًا ورطبًا وأخف وزنًا. الهواء الأفتح أكثر ازدهارًا ويكتسب القدرة على التحرك في الاتجاه الصعودي. إذا كانت التيارات الحرارية قوية ، فإن الحركة الصعودية للهواء الرطب تصبح سريعة جدًا.

أنواع الرطوبة:

(ط) الرطوبة النسبية ،

(2) الرطوبة النوعية ،

(3) نسبة الخلط ، و

(رابعا) الرطوبة المطلقة.

أنا. الرطوبة النسبية:

مقياس الرطوبة يسمى عموما الرطوبة النسبية. يستخدم معدل خلط التشبع لتحديد الرطوبة النسبية. يتم تعريفها على أنها كمية من أبخرة المياه في غرام المتاحة في كيلوغرام واحد من الهواء الجاف. واحدة من أهم مقياس للرطوبة هي نقطة الندى.

مقياس معدل الرطوبة:

وتسمى درجة الحرارة التي يجب تبريد الهواء من أجل الوصول إلى التشبع نقطة الندى.

درجة حرارة نقطة الصقيع:

عندما تكون نقطة الندى أقل من 0 درجة مئوية ، تتغير أبخرة الماء مباشرة من الحالة الغازية إلى الحالة الصلبة مما يؤدي إلى تكوين صقيع أرضي. وبالتالي درجة حرارة نقطة الصقيع هي درجة الحرارة التي يحدث فيها الصقيع. في الواقع ، الصقيع هو ترسب البلورات الثلجية على سطح الأرض أو سطح الأرض البارد عن طريق عملية الانتشار أو التسامي. يحدث هذا عندما تنخفض نقطة الندى ودرجة حرارة الهواء إلى ما دون مستوى التجمد.

درجة حرارة الهواء الرطب:

درجة حرارة اللمبة الرطبة للهواء الرطب عند الضغط 'p' ، ودرجة الحرارة 'T' ونسبة الخلط 'r' هي درجة الحرارة التي يبلغ بها الهواء التشبع عند إدخال الماء بكميات صغيرة عند درجة الحرارة الحالية وتبخر في الهواء بواسطة الحرارة عملية في ضغط مستمر حتى يتم الوصول إلى التشبع.

تركيز:

عندما يصبح الهواء مشبعًا ، تصبح قدرة الاحتفاظ بالماء ضئيلة جدًا. عندما تنخفض درجة الحرارة ، يتغير بخار الماء للهواء المشبع إلى الماء السائل. تعرف درجة الحرارة هذه بنقطة الندى. تسمى العملية التكثيف. وهكذا يتم تعريف التكثيف على أنه العملية التي تتغير فيها الأبخرة المائية من الحالة الغازية إلى الحالة السائلة عندما تبقى نقطة الندى أعلى من 0 درجة مئوية.

تسامي:

وهي تُعرف بأنها العملية التي تتغير فيها أبخرة الماء مباشرة من الحالة الغازية إلى الحالة الصلبة عندما تنخفض نقطة الندى إلى ما دون الصفر درجة مئوية. على سبيل المثال الصقيع.

تستند درجة حرارة نقطة الندى على مقدار بخار الماء الموجود في الهواء. لذا فبينما تُعطى نقطة الندى من حيث درجة الحرارة ، فهي في الواقع مقياس للرطوبة.

يمكننا استخدام الرسم البياني لشرح أحد أهم مقاييس الرطوبة ، نقطة الندى. دعونا نفترض أنه في الساعة 3 بعد الظهر في يوم معين ، تكون درجة الحرارة 32 درجة مئوية. الهواء يحتوي على 10.83gm من أبخرة الماء لكل كيلوغرام من الهواء الجاف. يظهر الرسم البياني أن الهواء عند 5 درجات مئوية مشبع ، إذا كان لديه 10.83 جم من أبخرة الماء لكل كيلوغرام.

إذا أصبح الهواء ناسخًا ، سيبدأ بخار الماء بالتكثيف في الماء السائل. سوف تشكل الندى على العشب. وهو يشير إلى أنه إذا تم تبريد الهواء أقل من 5 درجات مئوية ، فسيتم تشبعه وسيتكون الندى. وبعبارة أخرى ، 5 درجة مئوية هي نقطة الندى.

لا تعتمد الرطوبة النسبية على كمية بخار الماء في الهواء فحسب ، بل أيضًا على درجة حرارة الهواء. يوضح الجدول التالي الرطوبة النسبية عند درجات حرارة مختلفة.

يتم التعبير عن الرطوبة النسبية (RH) دائمًا كنسبة مئوية. لنفترض أن كتلة الهواء 1 كجم تحتوي على 9gm من أبخرة الماء عند درجة حرارة معينة وضغط ثابت. لكن 1 كيلوجرام من كتلة الهواء لديه القدرة على احتواء 12 جرام من أبخرة الماء في نفس درجة الحرارة والضغط.

. . . RH = 9/12 × 100 = 75٪

ويمكن أيضاً تعريف الرطوبة النسبية بأنها نسبة ضغط البخار الفعلي إلى النسبة المطلوبة للتشبع عند نفس درجة الحرارة.

تميل الرطوبة النسبية إلى الارتفاع خلال فصل الشتاء فوق اليابسة ، ما عدا خلال فترة الرياح الموسمية. الرطوبة النسبية أعلى على المحيطات خلال فصل الصيف.

ثانيا. الرطوبة النوعية:

هي نسبة كتلة أبخرة الماء الموجودة بالفعل في الهواء إلى وحدة كتلة الهواء بما في ذلك بخار الماء (الهواء الجاف + الرطوبة). يتم التعبير عنها كجرام من بخار الماء لكل كجم من كتلة الهواء الرطبة. تعتمد كمية بخار الماء التي يمكن أن يحملها الهواء على درجة الحرارة. الرطوبة النوعية عند 20 درجة مئوية هي 15 جم لكل كجم. عند 30 درجة مئوية ، يكون 26 جم لكل كجم و -10 درجة مئوية ، وهو 2 غرام لكل كجم.

لنفترض أن 1 كغم من الهواء يحتوي على 12 غرام من أبخرة الماء ، ثم الرطوبة المحددة للهواء 12 غم لكل كيلوغرام.

الرطوبة النوعية هي خاصية ثابتة للهواء ، ولذلك فهي تستخدم عادة في الأرصاد الجوية. لا تتغير قيمة الرطوبة المحددة إلا إذا كانت كمية أبخرة المياه تخضع لأي تغيير. ولكنها لا تتأثر بالتغيرات في الضغط أو درجة حرارة الهواء. وهو يتناسب طرديا مع ضغط بخار الهواء ويتناسب عكسيا مع الضغط الجوي.

الرطوبة المحددة هي الحد الأقصى على خط الاستواء والحد الأدنى من القطبين. في منطقة معينة ، تكون الرطوبة النوعية أعلى في الصيف عنها في فصل الشتاء ، لكنها أعلى فوق المحيطات أكثر من الأرض. قد تكون الرطوبة المحددة للهواء الجاف فوق المناطق القطبية الشمالية في فصل الشتاء منخفضة إلى 0.2 غرام لكل كيلوغرام.

أهمية الرطوبة:

هناك علاقة وثيقة بين الرطوبة ودرجة الحرارة. تؤدي الرطوبة المنخفضة وظروف درجات الحرارة المرتفعة إلى تسريع الطلب على المياه في نباتات المحاصيل. في ظل هذه الظروف ، يزداد التبخر. إذا كان الماء الكافي غير متاح للنمو الطبيعي لنباتات المحاصيل ، يتم استكمال المياه من خلال توفير المزيد من الري.

ولكن في ظل الظروف البعلية ، تعاني نباتات المحاصيل بسبب الإجهاد المائي الناجم عن انخفاض الرطوبة وظروف درجات الحرارة المرتفعة. إذا كان إجهاد الرطوبة يحدث في المرحلة الإنجابية ، فإن إنتاجية محصول الحبوب البعلية تقل بشكل كبير.

وبالمثل ، تلعب الرطوبة ودرجة الحرارة دورًا هامًا في انتشار الحشرات والآفات والأمراض. الرطوبة العالية وظروف درجات الحرارة المرتفعة تجعل الهواء رطبًا ، وهو الأكثر ملاءمة لحدوث الأمراض النباتية.

يمكن أن تحدث الرطوبة العالية خلال موسم الأمطار بسبب كمية هائلة من أبخرة المياه وكذلك خلال موسم الشتاء عندما تكون درجة الحرارة منخفضة مقارنة بموسم الرياح الموسمية. ولذلك ، فإن كثافة الحشرات والآفات والأمراض تكون أكثر خلال موسم الرياح الموسمية مقارنة بموسم الشتاء.

ثالثا. نسبة الاختلاط:

يتم تعريفها على أنها نسبة كتلة أبخرة الماء لكل وحدة كتلة من الهواء الجاف. كما تعرف بأنها نسبة كثافة أبخرة الماء إلى كثافة الهواء الجاف. ويتراوح من 1 جم لكل كجم في المنطقة القطبية الشمالية إلى 40 جم لكل كجم في المنطقة الاستوائية الرطبة.

د. الرطوبة المطلقة:

يعرف بأنه وزن أبخرة الماء في حجم معين من الهواء. يتم التعبير عنه بالجرام من أبخرة الماء لكل متر مكعب من الهواء (gm -3 ). ونادرا ما تستخدم الرطوبة المطلقة لأنها تختلف مع توسع وتقلص الهواء. يتغير مع درجة الحرارة ، على الرغم من أن كمية أبخرة المياه لا تزال ثابتة.

ماذا تشير نقطة الندى؟

عندما يتحول بخار الماء إلى سائل أو مباشرة إلى جليد ، فإنه يطلق حرارة كامنة في الهواء ويسخن الهواء قليلاً. أثناء الليل ، يبرد الهواء ويتشبع. تسمى درجة الحرارة التي يجب تبريد الهواء من خلالها للوصول إلى التشبع ، نقطة الندى.

لذلك ، عندما يبرد الهواء إلى نقطة الندى ، يبدأ التكثيف في إطلاق حرارة تكثف كامنة. هذه الحرارة الكامنة يبطئ انخفاض درجة الحرارة. ونتيجة لذلك ، من غير المحتمل أن يصبح الهواء أكثر برودة من نقطة الندى الأولية في أي وقت خلال الليل.

خلال فصل الشتاء ، إذا كانت درجة حرارة الهواء ونقطة الندى أقرب معًا في وقت متأخر بعد الظهر حيث يتحول الهواء إلى برودة ، فمن المرجح أن يحدث الضباب أثناء الليل. وقد وجد أنه إذا كان الفرق بين درجة حرارة الهواء ونقطة الندى أقل من 5 درجات مئوية ، فمن المحتمل أن يحدث الضباب.