أهمية الرطوبة في الأرصاد الجوية

الرطوبة هي متغير مهم للأرصاد الجوية لأن بخار الماء موجود دائمًا في الهواء. مهما كانت درجة حرارة الهواء الذي نتنفسه، فإنه يحتوي دائمًا تقريبًا على بعض بخار الماء. لقد اعتدنا على رؤية الرطوبة، وخاصة في أيام الشتاء الباردة. إذا كنت مهتمًا بمعرفة المزيد عن هذا المتغير، يمكنك القراءة عن أهمية الرطوبة في علم الأرصاد الجوية.

الماء هو أحد المكونات الرئيسية للغلاف الجوي ويمكن العثور عليه في جميع الحالات الثلاث (غاز ، سائل ، صلب). سأشرح في هذا المقال كل ما تحتاج لمعرفته حول الرطوبة كمتغير للأرصاد الجوية وما الغرض منه. هل تريد معرفة المزيد عنها؟

ما هي الرطوبة؟ أنواع الرطوبة

الرطوبة هي كمية بخار الماء في الهواء. هذا المبلغ ليس ثابتًا، بل يعتمد على عوامل مختلفة، مثل ما إذا كان قد هطل المطر مؤخرًا، وما إذا كنا بالقرب من البحر، وما إذا كانت هناك نباتات، وما إلى ذلك. ويعتمد أيضًا على درجة حرارة الهواء. أي أنه كلما انخفضت درجة حرارة الهواء أصبح قادرا على الاحتفاظ بكمية أقل من بخار الماء، ولهذا يظهر البخار عندما نتنفس، أو الندى الليلي. يصبح الهواء مشبعًا ببخار الماء ولا يستطيع أن يحمل كمية كبيرة من الماء، فيصبح الماء سائلاً مرة أخرى. ومن المثير للاهتمام معرفة كيف أن هواء الصحراء قادر على الاحتفاظ بكمية أكبر من الرطوبة مقارنة بالهواء القطبي، لأن الهواء الدافئ لا يتشبع ببخار الماء بسرعة، وهو قادر على الاحتفاظ بكمية أكبر منه دون أن يتحول إلى ماء سائل.

هناك عدة طرق للإشارة إلى محتوى الرطوبة في الغلاف الجوي:

• الرطوبة المطلقة: كتلة بخار الماء ، بالجرام ، الموجودة في 1 م 3 من الهواء الجاف.
• الرطوبة النوعية: كتلة بخار الماء ، بالجرام ، الموجودة في 1 كجم من الهواء.
• Rمنطقة الخلط: كتلة بخار الماء ، بالجرام ، في 1 كجم من الهواء الجاف.

ومع ذلك ، يُطلق على مقياس الرطوبة الأكثر استخدامًا ر، والتي يتم التعبير عنها كنسبة مئوية (%). يتم الحصول عليها عن طريق تقسيم محتوى بخار كتلة الهواء على قدرتها التخزينية القصوى وضربها في 100. وهذا ما ذكرته من قبل: كلما ارتفعت درجة حرارة كتلة الهواء، كلما زادت كمية بخار الماء التي يمكنها حملها، وبالتالي يمكن أن تكون رطوبتها النسبية أعلى. للتعمق في هذا الموضوع، يمكنك القراءة عن الرطوبة النسبية.

متى تكون كتلة الهواء مشبعة؟

تسمى السعة القصوى لعقد بخار الماء بضغط بخار التشبع. تخبرنا هذه القيمة بأقصى قدر من بخار الماء يمكن أن تحتويه كتلة الهواء قبل أن تتحول إلى ماء سائل.

بفضل الرطوبة النسبية ، يمكننا الحصول على فكرة عن مدى اقتراب الكتلة الهوائية من الوصول إلى تشبعها ، لذلك ، فإن الأيام التي نسمع فيها أن الرطوبة النسبية تبلغ 100٪ تخبرنا أن الكتلة الهوائية لم تعد موجودة يمكنه تخزين المزيد من بخار الماء ومن هناك ، أي إضافات مائية أخرى إلى الكتلة الهوائية ستشكل قطرات الماء (المعروفة باسم الندى) أو بلورات الثلج، اعتمادًا على الظروف البيئية. تتم ملاحظة هذه الظاهرة عادة عند الفجر، عندما تنخفض درجات الحرارة بشكل كبير. يحدث هذا عادةً عندما تكون درجة حرارة الهواء منخفضة جدًا وبالتالي لا تستطيع الاحتفاظ بمزيد من بخار الماء. مع ارتفاع درجة حرارة الهواء، يصبح قادرًا على الاحتفاظ بكمية أكبر من بخار الماء دون أن يصبح مشبعًا، ولهذا السبب لا تتشكل قطرات الماء.

على سبيل المثال ، في المناطق الساحلية ، في الصيف يكون هناك رطوبة عالية وحرارة "لزجة" بسبب قطرات الأمواج في الأيام العاصفة المتبقية في الهواء. ومع ذلك ، بسبب درجات الحرارة المرتفعة ، لا يمكن أن تشكل قطرات من الماء أو أن تصبح مشبعةحيث يمكن للهواء تخزين الكثير من بخار الماء. هذا هو سبب عدم تشكل الندى في الصيف.

المادة ذات الصلة:

حميداد ريلاتيفا

كيف يمكننا جعل كتلة هوائية مشبعة؟

لكي نفهم هذا بطريقة صحيحة ، علينا أن نفكر عندما نخرج بخار الماء من أفواهنا خلال ليالي الشتاء. هذا الهواء الذي نخرجه عندما نتنفس يحتوي على درجة حرارة معينة ومحتوى بخار الماء. ومع ذلك ، عندما يغادر فمنا ويتلامس مع الهواء البارد في الخارج ، تنخفض درجة حرارته بشكل حاد. بسبب التبريد ، تفقد الكتلة الهوائية القدرة على احتواء البخار ، الوصول بسهولة إلى التشبع. ثم يتكثف بخار الماء ويشكل ضبابًا.

وأؤكد مرة أخرى أن هذه هي نفس الآلية التي يتشكل بها الندى الذي يبلل مركباتنا في ليالي الشتاء الباردة. لذلك، فإن درجة الحرارة التي يجب أن تبرد إليها كتلة الهواء لإنتاج التكثيف، دون تغيير محتواها البخاري، تسمى نقطة الندى أو درجة حرارة الندى. لفهم هذه الظاهرة بشكل أفضل، أدعوك لمعرفة المزيد عنها كيف تختلف الرطوبة مع درجة الحرارة.

المادة ذات الصلة:

كيف تختلف الرطوبة مع درجة الحرارة

لماذا تتعفن نوافذ السيارات وكيف نزيلها؟

لحل هذه المشكلة التي يمكن أن تحدث لنا في فصل الشتاء ، خاصةً في الليل وفي الأيام الممطرة ، علينا التفكير في تشبع الهواء. عندما نركب السيارة ونخرج من الشارع ، يبدأ محتوى بخار الماء في السيارة في النمو بينما نتنفس ، ومع انخفاض درجة الحرارة ، فإنها تشبع بسرعة كبيرة (تصل رطوبتها النسبية إلى 100٪). عندما يتشبع الهواء داخل السيارة ، يتسبب ذلك في تكون الضباب على النوافذ لأن الهواء لم يعد قادرًا على استيعاب المزيد من بخار الماء ومع ذلك نستمر في التنفس وزفير المزيد من بخار الماء. هذا هو السبب في أن الهواء يصبح مشبعًا ويتحول كل الفائض إلى ماء سائل.

المادة ذات الصلة:

حساسية من الرطوبة

يحدث هذا لأننا أبقينا درجة حرارة الهواء ثابتة ، لكننا أضفنا الكثير من بخار الماء. كيف يمكننا حل هذا وعدم التسبب في وقوع حادث بسبب ضعف رؤية الزجاج الضبابي؟ علينا استخدام التدفئة. باستخدام التسخين وتوجيهه إلى البلورات ، سنعمل على زيادة درجة حرارة الهواء ، مما يمكننا من تخزين المزيد من بخار الماء دون أن يتشبع. بهذه الطريقة ، ستختفي النوافذ الضبابية ويمكننا القيادة بشكل جيد ، دون أي مخاطر إضافية.

كيف تقيس الرطوبة والتبخر؟

تقاس الرطوبة عادة بأداة تسمى مقياس رطوبة الجو. يتكون هذا من ميزانين حرارة متطابقين ، أحدهما يسمى "مقياس حرارة جاف" ، يستخدم ببساطة للحصول على درجة حرارة الهواء. الآخر ، المسمى "مقياس الحرارة الرطب" ، يحتوي على خزان مغطى بشبكة مبللة بواسطة فتيل يضعه على اتصال بخزان من الماء. العملية بسيطة للغاية: يتبخر الماء الذي ينقع الشبكة ، ولهذا فإنه يأخذ الحرارة من الهواء المحيط به ، والذي تبدأ درجة حرارته في الانخفاض. اعتمادًا على درجة الحرارة ومحتوى البخار الأولي للكتلة الهوائية ، ستكون كمية الماء المتبخرة أكبر أو أقل وبنفس القدر سيكون هناك انخفاض أكبر أو أقل في درجة حرارة مقياس الحرارة الرطب. بناءً على هاتين القيمتين ، يتم حساب الرطوبة النسبية باستخدام معادلة رياضية تربطهما. للراحة ، يتم تزويد مقياس الحرارة بجداول دخول مزدوجة تعطي مباشرة قيمة الرطوبة النسبية من درجات حرارة مقياسين للحرارة ، دون الحاجة إلى إجراء أي حسابات.

المادة ذات الصلة:

كيفية التقاط المياه من الضباب والرطوبة في الطقس الجاف

هناك أداة أخرى ، أكثر دقة من سابقتها ، تسمى مقياس الرش الموضعي ، حيث يضمن محرك صغير تهوية موازين الحرارة باستمرار.

كما ترون ، عندما يتعلق الأمر بالأرصاد الجوية وعلوم المناخ ، فإن الرطوبة مهمة جدًا.