آب موجود در جو

آب در سه حالت بخار (بخار آب)، مایع (قطرات آب) و جامد (بلورهای یخ) در جو وجود دارد. از این سه حالت تنها حالت بخار نامرئی است آب تحت شرایط خاصی از یک حالت به حالت دیگر تغییر پیدا می کند که هر کدام نام ویژه ای به کار گرفته می شود این تغییر حالت ها و نام های مربوط به شرح زیرند:

تغییر حالت از مایع به بخار

تغییر حالت از مایه به جامد

تغییر حالت از جامد به بخار

تغییر حالت از جامد به مایع

تغییر حالت از بخار به مایع

تغییر حالت از بخار به جامد

هنگامی که تغییر حالت در جهت عکس صورت گیرد، گرمای نهان تبخیر و ذوب آزاد می شوند. همچنین برای تغییر حالت از جامد به بخار به گرمای نهان تصعید نیاز داریم که این گرما در موقع نهشت آزاد می شود.

بخار آب

مقدار بخار آب موجود در جو بر حسب زمان و مکان متغیر است. مقدار واقعی بخار آب موجود در یک نمونه هوا ممکن است با عبارات مختلفی تعریف شود که از این قرارند:

به نسبت جرم بخار آب به جرم هوای خشک (هوای بدون بخار آب) اطلاق می شود و واحد آن گرم بر کیلوگرم است.

عبارت است از نسبت جرم بخار آب به حجمی که توسط مخلوط بخار آب و هوا اشغال شده است. واحد رطوبت مطلق گرم بر مکعب است.

عبارت است از فشار جزئی آب موجود در جو. این قسمتی از فشار کلی جو است و واحد آن هکتوپاسکال است. ظرفیت پذیرش بخار آب در هوا با ازدیاد دما افزایش می یابد.

نسبت بخار آب موجود در نمونه هوا در یک دمای خاص به مقدار بخار آب موجود در همین در دما در حالت اشباع. این نسبت بر حسب درصد بیان می شود. رطوبت نسبی توسط دمای نمونه هوا کنترل می شود و میزان بخار آب موجود در آن پارامتر کنترل کننده ی عمده نمی باشد.

دمای نقطه شبنم

دمای نقطه شبنم دمایی است که اگر نمونه ای از هوا را (با ثابت نگه داشتن موجودی بخار آب و فشار) تا آن دما پایین آوریم به حالت اشباع می رسد. البته این مسئله در مجاورت سطح همواری از آب (در حالت مایع آن) صحت دارد.

تراکم

تراکم بخار آب در جو اغلب در نتیجه ی کاهش دمای هوا به زیر نقطه شبنم اتفاق می افتد. عمل تراکم در جو نیاز به حضور هسته تراکم دارد که ذرات بسیار ریز موجود در هواویزها این نقش را ایفا می کنند. این ذرات در غلظت های مختلف بر اثر جریان های طبیعی جو از قبیل آتشفشان ها، حباب های کوچک جدا شده از سطح دریا و ناشی از فرآیندهای شیمیایی انجام شده در جو از زمین به هوا وارد می شوند. نمک طعام و ذرات اسید سولفوریک نمونه هایی از هسته های تراکم بوده که جاذب رطوبت می باشند.

تبخیر

موجودی بخار آب جو از طریق تبخیر از سطح زمین و یا تصعید از سطوح یخی تامین می شود. منابع آبی که تبخیر در آن ها صورت می گیرد، نه تنها شامل سطوح آزاد آب ها مانند اقیانوس ها، دریاچه ها و رودخانه ها بلکه شامل سطوح خاکی و پوشش های گیاهی نیز می شوند.

تبخیر به صورت آهنگی که ضخامتی از آب در مدتی معین به بخار تبدیل شود، بیان می شود (برای مثال میلی متر بر روز). عمل تبخیر بر روی خشکی را "تبخیر و تعرق" می نامند زیرا تبخیر از روی خاک و تعرق گیاهان را شامل می شود.

آهنگ تبخیر به عوامل زیر بستگی دارد:

تغییرات روزانه رطوبت نسبی

کم ترین مقداررطوبت نسبی در بعد از ظهر و بیش ترین مقدار در سپیده دم صبح اتفاق می افتد. شکل سمت راست این تغییرات روزانه به طبیعت سطح، فصل سال، دمای هوا و موجودی بخار آب بستگی دارد.

اندازه این تغییرات معمولا بر روی خشکی بزرگ تر از دریاست. اگر موجودی بخار آب در یک نمونه هوا ثابت بماند، رطوبت نسبی در طول روز با افزایش دما کاهش می یابد.

در نتیجه رطوبت نسبی زمانی به کم ترین حد می رسد که دمای هوا به بیشترین مقدار خود برسد. افزایش دمای هوا اثر بیش تری بر روی رطوبت نسبی دارد تا افزایش موجودی بخار آب هوا.

مرکز یادگیری سایت تبیان

تهیه: فاطمه گودرزی - تنظیم: یگانه داودی