الرطوبة

الرطوبة هي كمية بخار الماء الموجودة في الهواء. وبخار الماء يشير لحالة المياه الغازية، والتي تكون غير مرئية للعين البشرية. تشير الرطوبة إلى احتمال هطول الأمطار، أو الندى، أو الضباب.
تؤثر الرطوبة العالية سلباً على فعالية التعرق في تبريد الجسم عن طريق تقليل معدل تبخر الرطوبة من الجلد. يتم حساب هذا التأثير في جدول مؤشر الحرارة، حيث تزداد كمية بخار الماء المطلوب لتحقيق التشبع الهواء كلما ازدادت درجة الحرارة.

يوجد ثلاثة مقاييس رئيسة للرطوبة: ويكون التعبير عن كل مقياس كالآتي:

• الرطوبة المطلقة: هي المحتوى المائي للهواء، معبراً عنه بالغرام لكل متر مكعب من الهواء.
• الرطوبة النسبية: معبرًا عنها كنسبة مئوية، وهي الرطوبة المطلقة الحالية بالنسبة إلى الحد الأقصى (أعلى نقطة) عند درجة حرارة معينة.
• الرطوبة النوعية: هي نسبة كتلة بخار الماء إلى الكتلة الكلية لطرد الهواء الرطب.

الرطوبة المطلقة

الرطوبة المطلقة هي الكتلة الإجمالية لبخار الماء الموجودة في حجم معين أو كتلة من الهواء، ولا يأخذ درجة الحرارة في الاعتبار. تتراوح الرطوبة المطلقة في الغلاف الجوي من صفر تقريبًا إلى حوالي 30 جرامًا لكل متر مكعب، يكون الهواء مشبعًا عندما تصل الحرارة إلى 30 درجة مئوية (86 فهرنهايت).

تتغير الرطوبة المطلقة مع تغير درجة حرارة الهواء أو الضغط، إذا لم يتم ضبط الحجم. وهذا يجعلها غير مناسبة لحسابات الهندسة الكيميائية، على سبيل المثال، في التجفيف، يمكن أن تختلف درجات الحرارة بشكل كبير. ونتيجة لذلك، قد تشير الرطوبة المطلقة في الهندسة الكيميائية إلى كتلة بخار الماء لكل وحدة كتلة من الهواء الجاف، والتي تعرف أيضًا باسم نسبة الرطوبة أو نسبة الاختلاط، وهي مناسبة بشكل أفضل للحرارة والكتلة. تقترح المواصفة القياسية البريطانية تجنب مصطلح "الرطوبة المطلقة". ويتم حساب العديد من مخططات الرطوبة بالغرام/ كجم أو كجم / كجم.

الرطوبة النسبية

يعبر عن الرطوبة النسبية عادة كنسبة مئوية. ونسبة أعلى تعني أنّ خليط الهواء والماء هو أكثر رطوبة.

الرطوبة النسبية هي مقياس مهم يستخدم في التنبؤات الجوية والتقارير، حيث تعتبر مؤشراً على احتمال هطول الأمطار أو الندى أو الضباب. في طقس الصيف الحار، يزيد ارتفاع الرطوبة النسبية من درجة الحرارة الظاهرة للإنسان (والحيوانات الأخرى) عن طريق عرقلة تبخر العرق من الجلد.

على سبيل المثال، وفقا لمؤشر الحرارة، فإن الرطوبة النسبية بنسبة 75٪ عند درجة حرارة الهواء البالغة 80.0 درجة فهرنهايت (26.7 درجة مئوية) ستشعر مثل 83.6 درجة فهرنهايت ± 1.3 درجة فهرنهايت (28.7 درجة مئوية ± 0.7 درجة مئوية).

الرطوبة النوعية

الرطوبة النوعية (أو محتوى الرطوبة) هي نسبة كتلة بخار الماء إلى الكتلة الكلية لطرد الهواء الرطب. إن رطوبة معينة تساوي تقريباً "نسبة الخلط" التي تعرف بأنها نسبة كتلة بخار الماء في طرد الهواء إلى كتلة الهواء الجاف لنفس الطرد. مع انخفاض درجة الحرارة، تنخفض أيضًا كمية بخار الماء اللازمة للوصول إلى التشبع. ومع انخفاض درجة حرارة الهواء، فإنه سيصل في نهاية المطاف إلى نقطة التشبع بدون إضافة أو فقدان كتلة الماء.

يسمى الجهاز المستخدم لقياس الرطوبة بمقياس الرطوبة أو المرطاب. هناك العديد من الأجهزة المستخدمة لقياس وتنظيم الرطوبة .وتشمل:

• مرطاب الجاذبية أو مقياس الرطوبة المعتمد على الجاذبية، (لا يصلح للنتائج السريعة).
• مرطاب المرآة المبردة.
• المرطاب الكهربائي أو مقياس الرطوبة المعتمد على الكهرباء.

تعتمد أجهزة الاستشعار الأكثر شيوعًا في الوقت الحاضر على قياسات السعة لقياس الرطوبة النسبية، وكثيرًا ما يحدث ذلك مع التحويلات الداخلية لعرض الرطوبة المطلقة أيضًا، وذلك لكونها الأرخص والأبسط والادق بشكل عام وقوية نسبياص. تواجه جميع مستشعرات الرطوبة مشاكل في قياس الهواء المحمّل بالغبار.

يتم قياس الرطوبة على نطاق عالمي باستخدام الأقمار الصناعية، وهي قادرة على كشف تركيز الماء في طبقة التروبوسفير على ارتفاعات تتراوح بين 4 و12 كيلومترًا. ويمكنها أن تقيس بخار الماء عن طريق مستشعرات حساسة للأشعة تحت الحمراء. يمتص بخار الماء بشكل خاص الإشعاع في هذا النطاق الطيفي ويعيد إشعاعه الى المصدر، حيث تتكون صورة تعكس مستويات الرطوبة. وتلعب صور بخار الماء عبر الأقمار الصناعية دورًا مهمًا في مراقبة الظروف المناخية (مثل تكوين العواصف الرعدية) وفي التنبؤات الجوية.

آثار الرطوبة

• تؤثر الرطوبة على البشر، والحيوانات، والنباتات. في بيئة معينة، الرطوبة هي واحدة من العوامل المحددة التي يمكن للنباتات والحيوانات أن تزدهر باعتدالها. يعتمد جسم الإنسان على العرق للتخلص من الحرارة المفرطة. أثناء الرطوبة العالية، يتم تقليل تبخر العرق من الجسم، ويعتمد الدم على توصيل الحرارة من الجسم إلى الجو ليبرد. في ظروف الرطوبة العالية، لا يتخلص الدم من الحرارة المفرطة، وقد يؤدي إلى ارتفاع الحرارة. وبما أن معظم الدم يتجه إلى سطح الجسم، فإن الأعضاء الداخلية مثل الدماغ تتلقى كمية أقل من الدم، مما يؤدي إلى الإرهاق وانخفاض القوة البدنية.
• تؤثر الرطوبة على الأجهزة الإلكترونية، حيث إنّ العديد من الأجهزة الإلكترونية لديها مواصفات خاصّة للرطوبة، على سبيل المثال من 5 ٪ إلى 45 ٪. في حالات الرطوبة العالية، قد تزيد الرطوبة من التوصيلية للعوازل المنفصلة مما يؤدي إلى حدوث خلل.
• كما تؤثر الرطوبة أيضاً على المصافي وتشييد المباني. وتوثر الرطوبة في الصناعة، حيث إن معظم الصناعات تحتاج الى التحكم الدقيق في درجات الحرارة، على سبيل المثال معرفة الرطوبة الحالية سوف يسمح بالمحافظة على نقاط الغليان.

نصائح وإرشادات فيما يخص ارتفاع درجة الحرارة والرطوبة

• البقاء في الداخل في مكان مكيف أو توفير تهوية داخلية جيدة.
• فتح النافذة للسماح بدخول الهواء البارد.
• تجنب الأنشطة الشاقة والعمل الشاق (عادةً ما بين الساعة الحادية عشر صباحًا والثالثة مساءً)
• شرب الكثير من الماء.
• ارتداء ملابس فضفاضة وباردة وذات ألوان فاتحة وقبعة إذا خرجت في الهواء الطلق.