الرطوبة

[سمير المرزوق]

الرطوبـــــة
التعريــــف
يوجد بين جزيئات الهواء جزيئات من بخار الماء أطلقها التبخر في الغلاف الجوي. ويعرف مقدار الماء في كتلة ما تساوي الوحدة من الهواء في أي لحظة بالرطوبة.
التشبــــــع
يمكن أن يحمل الهواء الدافئ بخار ماء أكثر من الهواء البارد، وعندما يحتوي الهواء على أكبر كمية ممكنة من بخار الماء يمكنه أن يحملها بدون رفع درجة حرارته يقال أن الهواء مشبع.
الرطوبة النسبية
تسمى نسبة كمية بخار الماء الموجود في وقت ما في الهواء إلى كمية البخار الكلية اللازمة للتشبع بالرطوبة النسبية، ويعبر عنها كنسبة مئوية. وإذا احتوى الهواء على كمية معينة من بخار الماء فإن رطوبته النسبية تزداد مع انخفاض درجة الحرارة وتقاس الرطوبة النسبية بواسطة بيسيكروميتر.
الندى والصقيـــــع
نقطة الندى هي درجة الحرارة التي عندها تصل كتلة من الهواء إلى حالة التشبع تحت ضغط ثابت، وتقاس نقطة الندى باستخدام البيسكروميتر أيضاً. كذا يمكن تحديدها بمعرفة درجة حرارة الثرمومتر الجاف والمبلل. وإذا خفضت درجة حرارة كتلة من الهواء تحت درجة نقطة الندى لأي سبب كان يتكثف بخار الماء الذي لم يعد الهواء قادراً على حمله معلقاً فيه. وإذا تكثف هذا البخار على أوراق الحشائش أو على سطح السفينة أو ...... الخ على شكل قطرات من الماء يسمى في هذه الحالة ندى. أما إذا كانت نقطة الندى تحت التجمد فإن بخار الماء يتكثف على شكل صقيع.


الضبــــــــاب
المعنــــــى
يتكون الضباب بتكثيف بخار الماء على جسيمات صغيرة أو نويات لها خاصية امتصاص الماء الموجودة دائماً في الهواء. تكون بعض هذه النويات فوق اليابسة عبارة عن جسيمات من التراب أو الدخان، بينما تكون معظم البلورات فوق البحر عبارة عن ذرات من الملح. وهذه ألأخيرة تمتص الماء بشراهة لدرجة أنها تبتدئ في التقاط بخار الماء عندما تكون الرطوبة النسبية حوالي 75%. ويعتمد تكوين الضباب إذاً على عدد النوايا الموجودة في الهواء وكذلك على الرطوبة النسبية.
وكلما كان الهواء بارد كلما قلت قدرته على حمل البخار في حالة غير مرئية. وعلى هذا لو برد هواء رطوبته النسبية مرتفعة بالتدريج لأصبح مشبعا إن آجلاً أو عاجلاً. وإذا بد أكثر من التشبع فإن هذا ينتج عنه تكثف بعض بخار الماء على هيئة قطرات مرئية من الماء. فإذا حدث هذا التكثيف في الطبقات السطحية من الغلاف الجوي يكون ما يسمى بالضباب. نستنتج من ذلك أن السبب ألأول لتكوين الضباب هو تبريد الهواء الرطب. يعمل ألانقلاب الحراري السطحي عمل الغطاء يمنع الطبقة السفلى من الهواء من الصعود وبذلك تسهل جداً تكون الضباب لأنها تحفظ نفس منطقة الهواء ملاصقة للأرض أو البحر الباردين. وعندما تقلل جسيمات الغبار أو الدخان أو الرمل الرؤية في الطبقات السطحية يسمى تقليل الرؤية هذا بالعجاج.
أنواع الضبـــــاب
1. ضبــــاب البحرً . يلازم هذا النوع من الضباب انسياب هواء رطب ودافئ على سطح بحر بارد، حيث يقوم سطح البحر البارد بتبريد طبقة الهواء السفلى في حين تبقى الطبقات العليا محتفظة بحرارتها ( دافئة ) وينشأ عن ذلك انقلاب حراري سطحي والذي ينتج عنه تكون الضباب تحت طبقة ألانقلاب الحراري السطحي. ويلاحظ أن جميع الضباب الذي يتكون بعيداً عن اليابسة يتكون بهذه الطريقة. يغلب وجود هذا النوع من الضباب على العموم في أواخر الربيع وأوائل الصيف، حيث يكون الطقس في هذا الوقت أن درجة حرارة سطح البحر أقل من درجة حرارة الهواء الذي فوقه. ويكثر وجوده قريباً من تيارات المحيط الباردة ( كتيار لبرادو ) أو على طول السواحل التي تسبب الرياح السائدة عندها في أن ينحرف الماء السطحي لها بعيداً عن الشاطئ فيكشف الماء البارد أسفل هذه الطبقة.
2. ضباب ألإشعــــاع . يتكون هذا النوع من ألضباب في الليالي الصافية نتيجة فقدان ألأرض لحرارتها بطريقة ألإشعاع أسرع من الهواء الذي فوقها والذي يؤدي إلى أن تكون درجة حرارة ألأرض أكبر من الهواء ينتج عن ذلك انقلاب حراري سطحي، يلازمه حالة من حالات ألاستقرار. فإذا كانت الرطوبة عالية في أول ألليل فقد تنخفض درجة حرارة ألأرض أقل من نقطة ألندى للهواء ألذي فوقها وفي مثل هذه الحالة يبرد الهواء إلى ما دون نقطة الندى ويحدث التكثيف (شرط وجود نويات التكثيف). متى توفرت هذه الشروط نجد أن الرياح تلعب دوراً هاماً فإذا ما كان الهواء ساكناً والشروط السابقة متوفرة نجد أن التكثيف يتم ليكون الندى أو الصقيع. أما إذا كانت هنالك رياح خفيفة فتحدث حركة مزجية بسيطة سرعان ما يتوزع بخار الماء الموجود وكذا البرودة في طبقة أكبر قد تقدر بعشرات ألأمتار فوق سطح ألأرض ويحدث التكثيف وينتج الضباب الذي يسمى في هذه الخالة بضباب ألإشعاع. ومما تقدم نجد أن الظروف الواجب توفرها لتكوين ضباب ألإشعاع هي:
‌أ0 ليلة صافية.
‌ب0 هواء مستقر.
‌ج0 رطوبة نسبية عالية في أول ألليل تساعد على وصول درجة حرارة سطح ألأرض إلى درجة أقل من نقطة الندى للهواء الملامس.
‌د0 رياح خفيفة سرعتها ما بين 2-5 عقدة.

‌ه0 وجود نويات التكثيف.
تكون السماء صافية والرياح خفيفة في أغلب ألأحيان في ألارتفاعات الجوية، وفي بعض ألأحيان تكون موجودة في ربوات ألارتفاعات الجوية الموجودة في مؤخرة ألانخفاضات الجوية. يكثر وجود ضباب ألإشعاع ويستمر في مناطق خطوط العرض المتوسطة والمرتفعة في الشتاء عندما تسمح الليالي الطوال بأن تبرد درجة الحرارة إلى أقصى حد ليلاً. في العادة يكون هذا الضباب على ألأخص على مقربة من المناطق الصناعية الواسعة، ويكون عموماً أكثف من خلال الجزء ألأخير من الليل أو الجزء المبكر من النهار.
3. دخان البحر القطبي أو دخان الصقيع . يتكون هذا النوع من الضباب بسبب مرور شديدة البرودة فوق ماء دافئ جداً نسبياً. تحدث في هذه الظروف عمليتين، ألأولى يمتص الهواء البارد البخار الناتجة مباشرةً من التبخر من الماء الدافئ، والثانية تسخن الطبقات السفلى من الهواء البارد لملاصقتها بالبحر الدافئ، وبذا تميل إلى الصعود إلى ألأعلى، ولكن سرعان ما يقابل الهواء الصاعد هواء أبرد منه فتنخفض درجة حرارته بسرعة إلى نقطة الندى فيتكون الضباب. ويكون مظهر البحر كالبخار المتصاعد من فوق حمام ساخن أو فنجان شاي. إن الهواء الصاعد لا يصل إلى ارتفاع كبير قبل أن يمتص الهواء البارد والجاف الذي فوقه الحرارة والرطوبة الموجودة في الهواء الصاعد، ولهذا فدائماً يكون هذا النوع من الضباب منخفضاً والذي يمكن الراصد الواقف على مكان عالي من أن يرى فوق طبقة الضباب. لتكوين هذا النوع من الضباب فمن الضروري أن تكون درجة حرارة الهواء أبرد من درجة حرارة السطح المائي بـ ( 25 5ف ) على ألأقل، ولهذا يندر وجود هذا النوع من الضباب في خطوط العرض المتوسطة، ولكن تكون أكثر شيوعاً في المناطق القطبية عندما تأخذ الرياح الهابة من الشاطئ هواء بارد جداً من فوق الثلج أو كتل ألأرض المختلطة بالجليد باتجاه سطح البحر الذي يكون أدفأ منه نسبياً.
4. الضباب الجبهــــــوي . عندما تتقابل كتلتان من الهواء مختلفتان في درجتي حرارتهما ورطوبتهما يحدث بعض ألاختلاط بينهما على طول الخط الفاصل بينهما. فإذا كانت رطوبتا كتلتي الهواء مرتفعة ينتج عن ذلك تشبعاً عند هذا ألاختلاط ويتكون الضباب. يغلب حدوث هذا النوع من الضباب بالقرب من جبهة ساخنة متحركة ببطء أو أمامها أو بالقرب من جبهة ختامية. ويحدث مثل هذا النوع من الضباب في خطوط العرض المتوسطة والمرتفعة، ودائماً ما يكون محدوداً في منطقة لا تزيد على حوالي خمسين ميلاً.
تبديـــــد الضبـــــاب
يتبدد الضباب بإحدى الطرق التالية:
1. الحـــــرارة . تدفئ الشمس اليابسة وتسمى هذه العملية بالتسخين المنعزل، ثم تسخن ألأرض بدورها الهواء الملاصق لها، وبذا تزيد طاقته على حمل بخار الماء الغير مرئي فيبدأ الضباب بالاختفاء. لكن في بعض ألأحيان تكون الحرارة ضعيفة جداً لدرجة لا تستطيع معها تبديد الضباب كما يحدث في الجزر البريطانية وبذا يمكث الضباب لعدة أيام. يلاحظ كذلك بأن تأثير الحرارة القادمة من الشمس أكثر على اليابسة بينما تأثرها طفيفاً أو منعدماً فوق البحر لأن درجة حرارة سطح الماء تكون متقاربة بالليل والنهار. يمكن أن يحدث نفس التأثير في تبديد الضباب في حالة حركة أو انحراف الضباب فوق منطقة من الماء الدافئ أو فوق تيار دافئ.
2. ازدياد ملموس في سرعة الريـــح . إن الزيادة في سرعة الريح بشكل ملموس يؤدي إلى اختلاط الطبقات المختلفة من الهواء والذي يؤدي إلى انعدام ألانقلاب الحراري، وربما ينتج عن هذا أن ترتفع درجة حرارة الخليط فوق نقطة الندى.
3. تغير اتجاه الريح أو الهبوب من منبع جديد . يحدث في بعض الحالات أن تمر جبهة فوق المنطقة، ومن المحتمل أن تكون خواص كتلة الهواء الجديدة ( بالنسب لدرجة الحرارة أو الرطوبة ) مختلفة جداً عن خواص الكتلة القديمة.