رطوبة الهواء HUMIDITY OF THE AIR

رطوبة الهواء
طرق التعبير عنها
...
8- 5- رطوبة الهواء HUMIDITY OF THE AIR:
8- 5- 1- طرق التعبير عنها:
ويمكن التعبير عن رطوبة الهواء بعدة طرق لكل منها مصطلح خاص بها وأهمها:
1- الرطوبة المطلقة Absolute humidity:
وهي وزن بخار الماء الموجود في متر مكعب من الهواء بالجرامات، ويمكن حسابها بتمرير كمية معينة من هذا الهواء في مادة كيميائية يمكنها امتصاص كل ما به من بخار. ويدل الفرق بين وزن هذه المادة قبل تمرير الهواء وبعده على وزن بخار الماء الذي كان عالقًا به.
2- الرطوبة النوعية Specific humidity:
وهي النسبة بين وزن بخار الماء الموجود في حجم معين من الهواء إلى الوزن الكلي لهذا الهواء، فإذا كان وزن هذا الهواء كيلو جرامًا واحدًا وكان وزن بخار الماء الموجود به 15 جرامًا فإن رطوبته النوعية تكون 15 جرامًا في كل كيلو جرام "15جم/ كجم".
3- ضغط بخار الماء Vapour pressure:
وهو الضغط الذي يسببه بخار الماء الموجود في الجو، وهو ضغط جزئي لا يدخل فيه ضغط الهواء الجاف أو ضغط أي غاز آخر من الغازات التي تدخل في تركيب الهواء. وهو يقاس بنفس الوحدات التي يقاس بها الضغط الجوي. وهي الملليبار والبوصة الزئبقية أو السنتيمتر الزئبقي. ويبلغ ضغط بخار الماء أقصاه عندما يكون الهواء مشبعًا تمامًا به.
4- الرطوبة النسبية Relative humidity:
وهي التي تهمنا بصفة خاصة في دراسة المناخ، والمقصود بها هو النسبة المئوية لوزن بخار الماء الموجود في
(1/186)
____
الهواء إلى وزن ما يستطيع نفس هذا الهواء أن يحمله لكي يصل إلى حالة التشبع وهو في نفس درجة الحرارة.
ويلاحظ أن مقدرة الهواء على حمل بخار الماء تتناسب تناسبًا طرديًّا مع درجة حرارته بمعنى أنه كلما ارتفعت درجة حرارته زادت مقدرته على حمل مقادير جديدة من بخار الماء.
5- درجة الندى Dew point:
وهي الدرجة الحرارية التي يصبح عندها الهواء عاجزًا عن حمل كل ما به من بخار الماء فيبدأ بعضه في التكثف بأية صورة من صور التكثف المعروفة، ومنها السحب والأمطار والضباب والندى والثلج وهذه الدرجة لا تختلف كثيرًا عن الدرجة التي يصبح عندها الهواء مشبعًا تمامًا بالبخار.
ومن الواضح أن الانخفاض الحراري الذي يلزم لتوصيل الهواء إلى درجة الندى يتوقف إلى حد كبير على رطوبته النسبية, فكلما كانت هذه الرطوبة مرتفعة كان الانخفاض الحراري اللازم لتوصيله إلى درجة الندى بسيطًا. ومن الممكن أن تحسب درجة الندى للهواء بتجربة بسيطة وذلك بأن نضع كمية من الماء في كوب من النحاس الأملس الرقيق، ففي هذه الحالة ستكون درجة حرارة الكوب هي نفس درجة حرارة الماء. فلو أضفنا إلى الماء تدريجيًّا بعض قطع الثلج مع تقليبها باستمرار سنلاحظ أن جزئيات دقيقة من بخار الماء المتكثف من الجو قد بدأت تتراكم على الجدار الخارجي للكوب وتكسوه بطبقة تشبه الضباب، فلو قيست درجة حرارة الماء في الكوب عند بدء تكون هذه الطبقة فإنها تكون هي نفس درجة الندى.
(1/187)
____
8- 5- 2- قياس الرطوبة النسبية:
تقاس الرطوبة النسبية بواسطة عدة أجهزة أهما:
1- السيكرومتر Psyhroneter،
2- الهيجرومتر ذو الشعر Hair hygrometer،
3- الهيجروجراف Hygrograph.
(1/187)
____
السيكرومتر "شكل 47":
يتركب هذا الجهاز من ترمومترين عاديين مركبين على قاعدة خاصة، ولكن أحدهما معرض للجو مباشرة ويطلق عليه اسم "الترمومتر الجاف" أما الآخر فتلف فقاعته بواسطة قطعة قماش رقيقة مبللة باستمرار، ولذلك فإنه يسمى "الترمومتر المبلل" فالذي يحدث في هذه الحالة هو أن الماء يتبخر من قطعة القماش فينتج عن ذلك انخفاض في درجة الحرارة التي يبينها هذا الترمومتر؛ لأن التبخر كما هو معروف، يستنفد بعض الحرارة. ولما كان من الثابت أن التبخر يكون أنشط في الجو الجاف منه في الجو الرطب وأن سرعة التبخر تتناقص كلما زادت الرطوبة النسبية فإن الفرق بين درجتي الحرارة اللتين بينهما الترمومتران يمكن أن يتخذ أساسًا لتقدير الرطوبة النسبية، وقد أعدت لهذا الغرض جداول خاصة مثل الجدول رقم "9" ومنها تقرأ الرطوبة النسبية بمقابلة قراءتي الترمومترين. ولكن هذا الجهاز له
شكل "47" السيكرومتر "الترمومتر الجاف والتومتر المبلل"
(1/188)
____
جدول "9" حساب الرطوبة النسبية من قراءات الترمومتر الجاف والترمومتر المبلل بالدرجات المئوية
(1/189)
____
بعض العيوب ومنها أنه لا يصلح لقياس الرطوبة النسبية إذا كانت درجة الحرارة أقل من درجة التجمد؛ لأن الثلج في هذه الحالة يتراكم فوق فقاعتي الترمومترين.
ولقد ابتكر من السيكرومتر نوع كهربائي يمكن أن تنقل قراءته إليكترونيًا إلى أي مكان داخل مبنى محطة الرصد، دون الحاجة إلى الخروج إلى الخلاء لقراءته، ولهذا السبب فقد أُعطي اسم "تيلي سيكرومتر Telepsychroneter"
الهيجرومتر ذو الشعر:
وهو جهاز تقوم فكرته على أساس مقدار ما يطرأ على حزمة من شعر الإنسان من تمدد أو تقلص تبعًا لتغير نسبة الرطوبة في الهواء، فالمعروف أن شعر الإنسان يتقلص في الهواء الجاف ويتمدد كلما زادت الرطوبة، ولذلك فإن الجزء المهم في هذا الجهاز هو حزمة مكونة من عدة خصلات من الشعر، ومثبت في هذه الحزمة سن ريشة يتحرك أمام مسطرة مقسمة إلى مائة قسم من صفر إلى 100، فعندما تتغير نسبة الرطوبة يتحرك سن الريشة تبعًا لتمدد حزمة الشعر أو تقلصها، ويدل الرقم الذي يثبت أمامه على الرطوبة النسبية. ومن عيوب هذا الجهاز أن تأثير تغير الرطوبة على حزمة الشعر لا يحدث في نفس اللحظة التي يحدث فيها هذا التغير في الهواء بل يتخلف عنه قليلًا، وهي مسألة يجب تقديرها.
الهيجروجراف:
يعتمد هذا الجهاز على نفس الفكرة التي يعتمد عليها الهيجرومتر ذو الشعر. وأهم فرق بينهما هو أن الهيجروجراف يسجل التغيرات التي تطرأ على الرطوبة النسبية تسجيلًا آليًّا مستمرًا على خريطة مقسمة تقسيمًا خاصًّا. وتثبت هذه الخريطة على أسطوانة تدور بواسطة ساعة أمام سن ريشة. كما هي الحال في الترموجراف والباروجراف.
(1/190)
____
8- 5- 3- أهمية الرطوبة النسبية:
من الواضح أن كمية الرطوبة في الهواء تتوقف قبل كل شيء على وجود مصادر مائية يمكن أن ينطلق منها بخار الماء، وأهم هذه المصادر هي المحيطات
(1/190)
____
والبحار وغيرها من المسطحات المائية والتربة المبللة والغطاءات النباتية. فكلما زادت مساحة هذه المصادر زادت كمية البخار في الهواء، وزادت تبعًا لذلك مظاهر التكثف، ومن الطبيعي أن ترتفع الرطوبة النسبية كلما اقترب المكان من ساحل البحر وأن تكون مرتفعة بصفة خاصة في الجزر الصغيرة.
وبالإضافة إلى أهمية الرطوبة النسبية كعنصر مناخي فإن لها كذلك آثارًا فسيولوجية على كل الكائنات الحية التي تعيش على الأرض. فكل كائن حي بري يحتاج إلى وجود نسبة ولو ضئيلة من بخار الماء في الجو الذي يعيش فيه وتتباين هذه النسبة تباينًا كبيرًا من كائن إلى آخر. ومع ذلك فإن معظم الكائنات يمكنها أن تقاوم نقص الرطوبة في الجو بواسطة بعض الوظائف الفسيولوجية. ومن أهمها إفراز العرق الذي يعمل على ترطيب الجلد في الجو الجاف، وخصوصًا إذا كان هذا الجو حارًّا، حيث إن نقص رطوبة الهواء في مثل هذا الجو عن الحد المطلوب يؤدي إلى جفاف الجلد وشعور الإنسان بالضيق. أما في الجو البارد فإن قدرة الجلد على إفراز العرق تكون محدودة جدًّا بسبب تقلص مسامه، وفي مثل هذا الجو يتعرض جلد الوجه والأيدي والأجزاء الأخرى المكشوفة، إلى التقشف أو التشقق.
ومن الثابت أن قدرة الإنسان على تحمل الارتفاع في درجة الحرارة يرتبط ارتباطًا وثيقًا برطوبة الهواء. ويطلق على درجة الحرارة التي يحس بها الإنسان فعلًا تعبير "درجة الحرارة المحسوسة Sensible temperature" ففي الجو الحار يلجأ الجسم إلى مقاومة الحرارة الشديدة عن طريق إفراز العرق الذي يؤدي تبخره على الجلد إلى خفض درجة الحرارة التي يحس بها الجسم فعلًا عن درجة حرارة الجو. وكلما زاد إفراز العرق زاد الفرق بين الحرارة المحسوسة وحرارة الجو. ولما كانت قدرة الجسم على إفراز العرق تتناقص كلما ارتفعت الرطوبة النسبية فمن الطبيعي أن يؤدي هذا الارتفاع أيضًا إلى ارتفاع الحرارة المحسوسة وإلى زيادة الشعور بالضيق.
(1/191)
____
التكثف ومظاهره
مدخل
...
التكثف ومظاهره:
تمهيد- تعريف التكثف ومسبباته ومظاهره:
التكثف هو تحول البخار من الحالة الغازية إلى الحالة السائلة أو شبه السائلة، وهو يبدأ في الهواء بمجرد انخفاض درجة حرارته إلى درجة الندى وما دونها. وتساهم في حدوثه عدة عوامل أهمها: فقدان الهواء لحرارته بالإشعاع، أو ملامسته لسطح بارد، أو انتقاله من منطقة دافئة إلى أخرى باردة، أو ارتفاعه إلى أعلى نتيجة لتسخينه عند سطح الأرض أو لصعوده فوق حافات جبلية أو لصعوده فوق هواء أبرد منه1.
وتنقسم مظاهر تكثف بخار ماء الجو إلى مجموعتين هما2.
أ- مظاهر تحدث عند سطح الأرض أو البحر، وتشمل الضباب بدرجاته المختلفة والندى والصقيع.
ب- مظاهر تحدث في أعلى التروبوسفير وتشمل السحاب والتساقط بمختلف أشكاله.
ويختلف الشكل الذي يأخذه بخار الماء المتكثف على حسب مدى انخفاض درجة الحرارة، وعلى حسب المستوى الذي يحدث فيه التكثف، وهو يأخذ أحد الأشكال الآتية:
1- شكل قطيرات مائية دقيقة تظل عالقة بالهواء ويتكون منها الضباب عند سطح الأرض والسحاب في المستويات الأعلى.
2- شكل نقط مائية مختلفة الأحجام يتكون منها المطر، والندى.
3- مواد ثلجية صلبة منها البرد والثلج اللذان يتكونان في المستويات المرتفعة، والصقيع الذي يتكون عند سطح الأرض.
__
1 عبد العزيز طريح - المقدمات في الجغرافيا الطبيعية - الإسكندرية ص234-35.
2 نفس المرجع ص335-339.
(1/195)
____
مظاهر التكثف عند سطح الأرض أو البحر
الضباب
...
9- 1- مظاهر التكثف عند سطح الأرض أو البحر:
9- 1- 1- الضباب:
وهو بخار الماء المكثف في الهواء المجاور لسطح الأرض أو البحر بشكل قطيرات دقيقة تظل سابحة في الهواء بكميات يترتب عليها تقليل مدى الرؤية Visibility إلى أقل من كيلو متر، وقد يكون الضباب خفيفًا بحيث يسمح بالرؤية إلى بضعة كيلو مترات، ويطلق عليه في هذه الحالة اسم "الشابورة" أو كثيفًا بحيث تنعدم فيه الرؤية تمامًا.
ويتكون الضباب على البر وعلى البحر على حد سواء حيثما تتوفر عوامل تكونه، فضباب البر يتكون عندما ينتقل هواء دافئ رطب إلى منطقة سطحها بارد، أو عندما يؤدي الإشعاع الأرضي، وخصوصًا في أثناء الليل وفي الصباح الباكر إلى برودة سطح الأرض والهواء المجاور له، أو في قاع الأودية التي يتجمع فيها الهواء البارد المنحدر من المرتفعات المجاورة. وفي كل الأحوال يجب أن يكون الهواء ساكنًا حتى لا يتشتت الضباب في أثناء تكونه أو بعد تكونه.
ويضم الضباب البر عدة أنواع على حسب الأماكن التي يتكون فيها، فمنه ضباب الأودية وضباب المنحدرات الجبلية وضباب المدن.
ويعتبر ضباب المدن بالذات من أشهر أنواع الضباب التي لها علاقة بحياة السكان لما يترتب عليه من مخاطر على وسائل النقل والمواصلات وعلى الصحة العامة، وهو يتكون نتيجة لفقدان سطح الأرض حول المدن الكبيرة لحرارته بالإشعاع مما يؤدي إلى برودة الهواء المجاور له وتكثف بخار الماء العالق به، وتساعد كثرة الغبار وغيره من الملوثات الصلبة في جو بعض المدن وخصوصًا المدن الصناعية على تكون الضباب الذي يكون مختلطًا في بعض الأحيان بالدخان، ويطلق عليه في هذه الحالة اسم الضباب الدخاني *Smog. وقد اشتهرت بعض المدن
__

• Smog - كلمة مكونة من مقطعين مأخوذين من كلمتي Fog و Smoke
  (1/196)
  ____
  الكبرى بهذا النوع من الضباب، وكانت له في بعض الأحيان آثار سيئة جدًّا على صحة السكان، ومثال ذلك الضباب الدخاني الذي غطى مدينة لندن في عام 1952 وأدى إلى وفاة حوالي أربعة آلاف من السكان. وذلك لأن مثل هذا الضباب يكون عادة مختلطًا ببعض الغازات السامة التي تخرج من مداخن المصانع مثل أول أوكسيد الكربون وثاني أوكسيد الكربون وثاني أوكسيد الكبريت وغيرها.
  أما ضباب البحر فيتكون عادة حيثما يلتقي تياران أحدهما بارد والآخر دافئ كما يحدث عند التقاء تيار ليرادور البارد بتيار الخليج الدافئ عند شبه جزيرة نيوفوندلاند، أو عند هبوب هواء بحري دافئ من داخل المحيط فوق مياه ساحلية باردة نسبيًّا1. كما هي الحال أمام سواحل جنوب غربي إفريقيا، وشيلي وبيرو ومراكش وكاليفورنيا.
  __
  1 عبد العزيز طريح شرف: المقدمات في الجغرافيا الطبيعية - مرجع سبق ذكره - ص336-337.
  (1/197)
  ____
  9- 1- 2- الندى:
  وهو قطرات الماء التي تتكون في أثناء الليل وفي الصباح الباكر على أوراق الأشجار وزجاج النوافذ وأجسام السيارات نتيجة لتكثف بخار ماء الهواء عليها، بسبب سرعة فقدان هذه الأجسام لحرارتها بالإشعاع، وكلما كان الجو صافيًا والهواء ساكنًا ساعد ذلك على تكون الضباب، ويشترط لتكونه أن تنخفض درجة حرارة الأجسام المعرضة للجو إلى أقل من درجة الندى.
  (1/197)
  ____
  9- 1- 3- الصقيع:
  المقصود بالصقيع بمعناه الدقيق هو تحول بخار ماء الهواء من الحالة الغازية إلى بلورات ثلجية على النباتات والأجسام الأخرى المختلفة نتيجة لهبوط درجة الحرارة بشكل مفاجئ، أو سريع إلى درجة التجمد أو دونها، وكثيرًا ما يؤدي الهبوط الحراري المفاجئ إلى تحول بخار الماء إلى ثلج مباشرة، وفي هذه الحالة يكون خطر الصقيع على النباتات أشد من خطره المعتاد
  (1/197)