“شبنم” چگونه تشکیل می شود؟

 زینب شاه مرادی - مرکز یادگیری تبیان
اصول ترمودینامیکی تشکیل ابر و مه و باران با شبنم یکی است. برخی ابر و مه را با بخار آب اشتباه می گیرند. بخار آب دیده نمی شود، بازدم آدمی حاوی مقداری بخار آب بوده و نامریی است. تنها در هوای سرد این بخار تبدیل به مه شده و دیده می شود، البته خیلی سریع دوباره تبخیر شده و نامریی می شود. در مناطق شرجی حتی در هوای نه چندان سرد نیز بازدم آدمی تولید مه می کند! اما چرا؟ ابر یا مه قطرات بسیار ریز آب است که در هوا معلق می ماند. باران از به هم چسبیدن این ذرات ریز و تشکیل قطره بزرگتر حاصل می شود که به خاطر وزن زیاد سقوط می کند.اگر هوا به اندازه کافی سرد باشد، به جای باران، برف می بارد. مثلا زمانیکه در جنوب تهران باران می بارد، جریان بادی که به کوه های شمال برخورد می کند، ابرها را بالاتر می برد و چون در ارتفاع بالاتر هوا سردتر است، به جای باران، برف می بارد. در یک هوای توفانی و متلاطم بهاری یا پاییزی که جریان هوا ، قطرات آب را به سمت بالا می برد، سردی هوا باعث یخ زدن آن و تشکیل تگرگ می شود. هر چه این جریان رو به بالا، قویتر باشد، ذرات تگرگ نیز درشت تر می شود تا جایی که وزن غلبه کرده و سقوط می کنند. در برخی مناطق، تگرگ به اندازه توپ تنیس نیز گزارش شده است. شما تصور کنید چه جریان هوای قدرتمندی نیاز است تا تگرگی به این اندازه بر روی زمین سقوط کند!
هرگاه شما با عینک در یک زمستان سرد به منزل خود وارد شوید، قطرات ریز شبنم را که باعث کدورت شیشه های عینک می شود، خواهید دید. این کدورت تا زمان هم دما شدن عینک با محیط خانه پایدار است، چون گرم شدن شیشه عینک مجددا باعث تبخیر آن قطرات می شود. اجسام سرد باعث میعان بخشی از رطوبت هوای مجاور و تشکیل شبنم می شوند. این دلیل خیسی و نمناکی آنهاست. شبنم یا ژاله معمولا هنگام صبح بر روی گیاهان و اجسام سرد دیگر تشکیل می شود. مقدار این رطوبت برای گیاهان قابل مقایسه با باران نیست، اما در مناطق خشک، کمک بزرگی برای تامین آب از سوی گیاهان است. معمولا در شبهای آرام و بدون باد با هوای نسبتا صاف می توان انتظار شبنم بیشتری داشت. در واقع شبنم یا ژاله نشان دهنده یک شب و صبحی شاعرانه است. آرام بودن هوا و صاف بودن شب به اختلاف دما و سردتر شدن اجسام و گیاهان برای تشکیل شبنم کمک می کند. چگونه؟
در هر محیط طبیعی، هوا مقداری رطوبت به صورت بخار آب دارد که آب و هوای منطقه و دمای آن، طبق اصول ترمودینامیک، تعیین کننده میزان رطوبت هواست. در واقع میزان بخار هوا در یک حالت تعادل به سر می برد. در حالت معمول، گرم شدن هوا رطوبت آن را بالا می برد و برعکس، سردی هوا سبب کاهش رطوبت می شود. به همین دلیل در زمستان رطوبت هوا پایین می آید و افراد دارای پوستهای خشک و حساس را به دردسر می اندازد. از طرفی رطوبت زیاد هوا در مناطق شمالی و جنوب کشور ما اگر چه برای لطافت پوست مناسب است، اما تحمل گرمای هوا را دشوار می سازد. شاید باور این موضوع سخت باشد که پوست آدمی در هوای خشک، به شرطی که دما آهسته بالا رود، قادر است حتی دمای بالاتر از ۱۰۰ درجه را نیز تحمل کند. دلیل آن تعریق و تبخیر آب از سطح پوست است که از بالا رفتن دمای بدن جلوگیری می کند. اگر کف پا به میزان کافی عرق کند، یا با استفاده از ژلهای مخصوص می توان با تمرین کافی بر روی زغال های آتشین راه رفت، چون گرمای زغال صرف تبخیر آب روی پوست می شود. (امیدوارم کسی آن را تست نکند، چرا که آشنایی با تئوری شنا برای پریدن در یک استخر عمیق کافی نیست)
معمولا در زمستانها تشکیل شبنم در خودرو نیز دردسر ساز می شود، چون شیشه ها را از درون مات می کند. باز کردن پنجره ها و جریان هوا راه حل خوبی است، اما می تواند باعث سرد شدن فضای داخل خودرو شود. راه حل اصلی استفاده از بخاری برای گرم کردن شیشه و تبخیر شبنم چسبیده به آن است. اگر سرعت عمل نیاز باشد از کولر نیز می توان استفاده کرد. (کولر خودرو چگونه مشکل شبنم را حل می کند؟ یک ظرف آب به خاطر تبخیر، همیشه کمی خنک تر از محیط است. مولکولهای سطحی آب گرمای تبخیر خود را از مولکولهای مجاور گرفته و باعث خنکی ظرف آب می شوند. هر چه سطح تبخیر بیشتر باشد یا در اطراف،جریان هوا وجود داشته باشد، تبخیر بیشتری صورت گرفته و خنکی آن بیشتر می شود. البته اگر ظرف کاملا بسته باشد یا رطوبت هوا اشباع باشد، این اتفاق رخ نمی دهد. کوزه های سفالی حتی به صورت دربسته، آب را از محیط خنک تر می کنند، چون بدنه کوزه تراواست و آب به بیرون نشت کرده و تبخیر می شود. اگر بیرون از منزل هیچ راهی برای خنک کردن نوشیدنی خود پیدا نکردید، حداقل آن را درون یک حوله خیس پیچیده و در مقابل باد بگذارید. بدن آدمی با همین مکانیسم خود را خنک نگه می دارد. همیشه مقداری رطوبت از روی سطح پوست در حالت تبخیر است. در هوای گرم، بدن عرق کرده و تبخیر بیشتری برای خنکی بدن صورت می گیرد. در هوای شرجی مقدار این تبخیر حتی در هوای گرم پایین می آید و در نتیجه تحمل گرمادشوار می شود!
یک کولر آبی نیز با مکانیسم تبخیر آب، خانه را خنک می کند. با چرخش موتور، جریان هوا از درون پوشالهای خیس عبور کرده و پس از تبخیر آب، خنک شده و به درون خانه هدایت می شود. در گذشته از یک شخص کویری شنیدم که سالها قبل به همین روش با یک کولر طبیعی تمامی روستای خود را خنک می کردند. ایشان دور روستای خود را با خار و خاشاک محاصره کرده و آنها را خیس می کردند. با وزش باد کل روستا خنک می شده است! باد گیرهای معروف ایرانی به ویژه در یزد و حومه نیز هوای خنک را به درون خانه ها هدایت می کرده است. جریان هوا بدون پوشال خیس نیزهمچون بادبزن یا پنکه، آدمی را خنک می کند. هوا عایق گرماست و بدون جریان هوا، همیشه لایه نازکی از هوای گرم اشباع شده از بخار بدن، اطراف پوست را احاطه می کند. اگر چه این حالت برای محیط سرد مناسب بوده و همچون جامه ای گرم عمل می کند، اما در تابستان دیوانه کننده است!
جریان هوا این عایق را کنار می زند و خنکی را به همراه دارد. البته اگر دمای هوا از دمای بدن بالاتر باشد، همچون نفس سوزان کویر، موضوع برعکس خواهد شد، مگر اینکه بدن خیس باشد و رطوبت هوا پایین. به همین دلیل ، بسته به شرایط محیط، دمایی که موجود زنده احساس می کند با دما سنج تفاوت دارد و این موضوع در برخی سایتهای هواشناسی ذکر می شود تا شما تنها به دما اتکا نکنید.کوهنوردانی که در باد و بوران گیر می افتند، گاهی دمای صفر درجه را ۱۰ تا ۲۰ درجه زیر صفر احساس می کنند.در صورت گرفتاری شبانه در چنین مکانی، کندن یک تونل در زیر برف و خوابیدن در آن احتمال سرما زدگی را بسیار کاهش می دهد.


منبع: bigbangpage