منتديات الـــود - عرض مشاركة واحدة - الاحوال الجويه وحالة الطقس اليوميه [ تقارير ] [ صور ] [ فيديو ] [ تحديث مستمر ]

قلب الزهـــور · 06-06-2013, 03:04 AM

الرطوبة والتكثف والسحب
دورة الماء في الغلاف الجوي، التبخير، التكثف، السحب وتصنيفه

لقد درسنا فيما مضى نبذة عن الكرة الأرضة وغلافها الجوي ثم إنتقلنا إلى الحديث عن الطاقة الحرارية للكرة الأرضية وطرق إنتقالها ثم درسنا حرارة الهواء
وفي هذا الفصل تزداد الإثارة وندخل المعمعة، وسوف نتحدث عن أسرار تكون السحب ونغوص داخلها لنتعرف عن كثب على المفهوم العلمي لتكون السحب
وسنتحدث قبل ذلك بخار الماء وهو جوهر تكون السحب .. ويعبر عنه في خرائط الرصد الجوي بالرطوبة

كيف يتبخر الماء وكيف يتكثف البخار
ماهي الرطوبة وماذا تعبر عنه

الرطوبة هي شاغلة الملايين وهي الموضوع الساخن عند هواة ومتابعي الطقس
ولقد أصبحت خرائط الرطوبة هي الخرائط الأهم أثناء متابعة الحالات الجوية
حتى المبتدئ في متابعة الأحوال الجوية تجد أول مشاركة له (تكفون يا شباب عطونا خرائط الرطوبة)
والثاني يسأل وش سبب ضعف التوقعات على حائل .. فينبري له الخبير والمحلل الجوي (الرطوبة ضعيفة والله أعلم)

فماهي الرطوبة ؟

ببساطة الرطوبة هي مصطلح يطلق لوصف كمية بخار الماء في الهواء
ولكن ماذا يعني قولنا أن نسبة الرطوبة عالية .. ؟
هل إرتفاع قيمة الرطوبة النسبية يعني وفرة بخار الماء ؟
قد يستغرب البعض لو قلنا أن قيمة الرطوبة النسبية في مكة المكرمة 28% وفي لندن 100%
لكن بخار الماء الموجود في مكة المكرمة أكثر من لندن .. !!!
إذن مالقضية التي يمكن أن نحكم بها على إرتفاع نسبة بخار الماء في الهواء
سنأتيكم بالحديث تفصيلاً .. ولنأخذ القضية من جوانبها المختلفة
لذلك دعونا نتحدث أولا عن دورات الماء في الغلاف الجوي لنأخذ الموضوع من أساسه وجوهره

دورة الماء في الغلاف الجوي

تكّون البحار والمحيطات نسبة تزيد عن 70% من سطح الكرة الأرضية أي أن الأرض أكثر من ثلثيها ماء ..
ومنها تبدأ دورة الماء حيث تتحول نسبة من هذه المياه إلى بخار ماء بفعل تعرضها لحرارة الشمس
في عملية تسمى التبخير .. ثم تقوم الرياح بدفع هذه الكميات المتبخرة من الماء إلى المناطق المختلفة من الأرض حيث يتم تحويلها إلى سائل مرة أخرى بواسطة عملية التكثيف
وعند توفر الظروف المناسبة، تتحول هذه السحب إلى أمطار لتعود مرة اخرى إلى سطح الأرض
ما يسقط من الأمطار فوق البحار والمحيطات يكون قد أكمل دورته وعاد إلى مكانه
وأما الجزء الآخر من الأمطار الذي يسقط على اليابسة فمنه ما يعود إلى البحر عن طريق الأودية والأنهار
ومنه ما يتبخر من التربة ومنه ما يغوص داخلها فيستخرج عن طريق الآبار ليتبخر مرة أخرى
ومنه ما يعود من جوف الأرض مباشرة إلى البحار والمحيطات
وهناك تفصيل كثير لهذه العملية ولكن ما يهمنا أن دورة الماء في الغلاف الجوي متوازنة ومستمرة بدون توقف بأمر الله وتدبيره
لا نقصان ولا زيادة (إنا كل شئ خلقناه بقدر)

رسم توضيحي لدورة الماء في الغلاف الجوي

التبخير والتكثف والتشبع

تبخر الماء وتكثفه هما العملية التي ينتج منها المطر بكل بساطة
ولو قمت بالتجربة كما في الصورة التالية لحصلت على مطر صناعي مشابه للمطر الواقعي

بقي لديك البرق والرعد .. طف اللمبات وخل واحد من أخوانك يجيب ليزر ثم يرامش بالليزر على القدر
وأخوك الثاني خله يطرطع
...............................................

التبخير دائماً ما ينتج عن التسخين والمفهوم العلمي لكيفية حدوث التبخير هو أن التسخين يسبب سرعة حركة جزيئات الماء
حتى تصل إلى سرعة تنفصل منها عن الماء وتتحول إلى بخار
ولو شاهدنا بمجهر مكبر ملايين المرات حركة الجزيئات في قدر ماء يتم تسخينه لرأينا أن الجزيئات ليست جميعها تكون بنفس السرعة أو نفس الإتجاه
بل إن السرعات مختلفة والإتجاهات عشوائية ..
(لنربط مع المفهوم الذي تعلمناه في الفصل السابق وهو أن درجة الحرارة هي مقدار سرعة الجزيئات)
وسنشاهد أن الجزيئات التي تصبح سرعتها كبيرة بفعل الحرارة تستطيع أن تنفصل وتتحول إلى بخار
وسنلاحظ كذلك أن هناك جزيئات من الماء المتبخر تتكثف وتتحول إلى ماء من جديد
إذن التبخر هو إنفصال الجزيئات وتحولها من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية بفعل التسخين
والتكثف عكس التبخر أي التحول من الحالة الغازية إلى الحالة السائلة بسبب التبريد
ولو قمنا بإحكام غطاء القدر لإستمرت عمليات الزيادة في التكثف لتصبح في لحظة ما مساوية لكمية التبخر ..
أي أن كمية البخار الناتجة من تسخين الماء مساوية لكمية الماء الذي يتكثف ويعود
وفي هذه اللحظة يمكننا القول بأن الهواء المحصور في الفراغ بين سطح الماء وبين غطاء القدر أصبح مشبعاً ببخار الماء
فالتشبع هو الحالة التي يكون فيها الهواء مشبعاً ببخار الماء

وهذا ملخص سريع لآلية حدوث التبخر والتكثف والتشبع
ملاحظة (التكثف يحدث أيضاً في غياب التبريد عن طريق زيادة الضغط وإجبار بخار الماء على التشبع كما حدث عندما أحكمنا غطاء القدر)

ونأتي الآن للحديث عن الرطوبة

سنعرف الرطوبة النسبية والتي ربما تسببّ لبساً للبعض .. فالبعض يظنها كمية بخار الماء
والصحيح أنها ليست وصفاً حقيقياً لكمية بخار الماء الموجودة في الهواء
ولكنها نسبة مئوية تبين لنا كم نحن قريبون ليحدث التشبع ببخار الماء في الهواء
بمعنى أنه قد تكون نسبة بخار الماء الموجودة في الهواء نفسها لم تنقص ولم تزد، ولكن حصل إنخفاض في درجة الحرارة فتزيد تبعاً لذلك الرطوبة النسبية
يعني زادت الرطوبة النسبية ولم تزد كمية بخار الماء في الهواء
والعكس صحيح .. بحيث لو إرتفعت درجة الحرارة تقل قيمة الرطوبة النسبية
ولذلك فإن الرطوبة النسبية تزيد ليلاً مع برودة الجو وتبلغ ذروتها فجراً ومع ساعات الصباح الباكر
ومع سخونة النهار تقل الرطوبة النسبية فيتم تسجيل أقل قيمة رطوبة نسبية مع أشد أوقات النهار حرارة
وقد يسأل سائل سؤال بديهي هنا وهو ..
لماذا تقل الرطوبة مع سخونة النهار مع ان التبخير يكون في أقصى قوته مع زيادة الحرارة ؟
الجواب نعم التبخير يكون في قوته ولكن التشبع ليست في قوته
والتشبع كما قلنا لا يحدث إلا عندما تتساوى كمية جزيئات الماء المتبخرة مع كمية جزيئات الماء المتكثفة وهذه الوضعية تحدث إثناء إنخفاض درجة الحرارة ولا تحدث أثناء إرتفاعها

وهذا رسم بياني يوضح منحنى درجة الحرارة والرطوبة النسبية خلال ساعات اليوم

فائدة ..

شيّابنا -بارك الله فيهم- يحرصون على أن يسقون زرعهم في الصباح الباكر مع أقوى أوقات الرطوبة النسبية حيث أقرب فرصة للتشبع
وهذا يحقق إستفادة كاملة من كل قطرة ماء

كذلك يجدر بنا أن نذكر أن إنخفاض نسبة الرطوبة النسبية داخل المنازل إلى قيم منخفضة يجعل الإنسان يعاني من تشققات جلدية وجفاف في البشرة بشكل عام
ويسبب كذلك حكة وجفاف في الحلق والأنف مما يسمح لبعض البكتيريا من التغلغل إلى داخل الجسم

هل بإمكان أحد ان يستنتج حلاً سريعاً يعوض نقص الرطوبة في المنازل من خلال ما عرضنا ؟

نعم .. جواب سليم ... نجيب قدر ونملاه ماء ونغليه
تسخين الماء يوفر بخار الماء بشكل مقبول في جو المكان

وهناك الآن أجهزة حديثة تباع في الأسواق المحلية تستخدم كمرطبات هواء

نقطة الندى

لدينا أيضاً فيما يتعلق بالرطوبة نقطة الندى وهذا المصطلح يستخدم في علم الرصد الجوي ويقصد به درجة الحرارة اللازمة ليحدث التشبع
يعني إذا كانت نقطة الندى 20 درجة مئوية فذلك يعني بأن التشبع سيحدث في حال وصلت درجة الحرارة إلى 20 درجة
ونقطة الندى هي المفهوم الأدق لمعرفة كمية بخار الماء في الهواء .. كيف ؟
كلما كانت نقطة الندى مرتفعة .. كلما كانت كمية بخار الماء أكثر، والعكس صحيح

وهنا نذكر ما تحدثنا به في بداية الموضوع عندما قلنا أن الرطوبة النسبية قد تكون 28% في مكة و 100% في لندن
ودرجة الحرارة 35 في مكة و 2 في لندن
نقطة الندى ستكون بالتأكيد 2 في لندن (لأن نقطة الندى كما ذكرنا هي الدرجة اللازمة للوصول إلى التشبع والتشبع قد حصل 100%)
أما نقطة الندى في مكة فستكون 5 درجات مئوية أو حولها
وبما أنا قلنا أن نقطة الندى كلما كانت مرتفعة كانت كمية بخار الماء أكثر
إذن في هذه الحالة كمية بخار الماء الموجودة في مكة المكرمة أكثر من كمية بخار الماء الموجودة في لندن وفقاً لهذه المعطيات
وهذا تأكيد حديثنا في البداية حينما قلنا إن قيمة الرطوبة النسبية ليست دليلاً على كمية بخار الماء
ولكن الموضوع ينبغي تناوله من زاوية أوسع كي نحكم على كمية بخار الماء

06-06-2013, 03:04 AM	رقم المشاركة : 7831
قلب الزهـــور ( مشرفة الاستراحه والقصص والروايات) اوسمتي مجموع الاوسمة: 1	الرطوبة والتكثف والسحب دورة الماء في الغلاف الجوي، التبخير، التكثف، السحب وتصنيفه لقد درسنا فيما مضى نبذة عن الكرة الأرضة وغلافها الجوي ثم إنتقلنا إلى الحديث عن الطاقة الحرارية للكرة الأرضية وطرق إنتقالها ثم درسنا حرارة الهواء وفي هذا الفصل تزداد الإثارة وندخل المعمعة، وسوف نتحدث عن أسرار تكون السحب ونغوص داخلها لنتعرف عن كثب على المفهوم العلمي لتكون السحب وسنتحدث قبل ذلك بخار الماء وهو جوهر تكون السحب .. ويعبر عنه في خرائط الرصد الجوي بالرطوبة كيف يتبخر الماء وكيف يتكثف البخار ماهي الرطوبة وماذا تعبر عنه الرطوبة هي شاغلة الملايين وهي الموضوع الساخن عند هواة ومتابعي الطقس ولقد أصبحت خرائط الرطوبة هي الخرائط الأهم أثناء متابعة الحالات الجوية حتى المبتدئ في متابعة الأحوال الجوية تجد أول مشاركة له (تكفون يا شباب عطونا خرائط الرطوبة) والثاني يسأل وش سبب ضعف التوقعات على حائل .. فينبري له الخبير والمحلل الجوي (الرطوبة ضعيفة والله أعلم) فماهي الرطوبة ؟ ببساطة الرطوبة هي مصطلح يطلق لوصف كمية بخار الماء في الهواء ولكن ماذا يعني قولنا أن نسبة الرطوبة عالية .. ؟ هل إرتفاع قيمة الرطوبة النسبية يعني وفرة بخار الماء ؟ قد يستغرب البعض لو قلنا أن قيمة الرطوبة النسبية في مكة المكرمة 28% وفي لندن 100% لكن بخار الماء الموجود في مكة المكرمة أكثر من لندن .. !!! إذن مالقضية التي يمكن أن نحكم بها على إرتفاع نسبة بخار الماء في الهواء سنأتيكم بالحديث تفصيلاً .. ولنأخذ القضية من جوانبها المختلفة لذلك دعونا نتحدث أولا عن دورات الماء في الغلاف الجوي لنأخذ الموضوع من أساسه وجوهره دورة الماء في الغلاف الجوي تكّون البحار والمحيطات نسبة تزيد عن 70% من سطح الكرة الأرضية أي أن الأرض أكثر من ثلثيها ماء .. ومنها تبدأ دورة الماء حيث تتحول نسبة من هذه المياه إلى بخار ماء بفعل تعرضها لحرارة الشمس في عملية تسمى التبخير .. ثم تقوم الرياح بدفع هذه الكميات المتبخرة من الماء إلى المناطق المختلفة من الأرض حيث يتم تحويلها إلى سائل مرة أخرى بواسطة عملية التكثيف وعند توفر الظروف المناسبة، تتحول هذه السحب إلى أمطار لتعود مرة اخرى إلى سطح الأرض ما يسقط من الأمطار فوق البحار والمحيطات يكون قد أكمل دورته وعاد إلى مكانه وأما الجزء الآخر من الأمطار الذي يسقط على اليابسة فمنه ما يعود إلى البحر عن طريق الأودية والأنهار ومنه ما يتبخر من التربة ومنه ما يغوص داخلها فيستخرج عن طريق الآبار ليتبخر مرة أخرى ومنه ما يعود من جوف الأرض مباشرة إلى البحار والمحيطات وهناك تفصيل كثير لهذه العملية ولكن ما يهمنا أن دورة الماء في الغلاف الجوي متوازنة ومستمرة بدون توقف بأمر الله وتدبيره لا نقصان ولا زيادة (إنا كل شئ خلقناه بقدر) رسم توضيحي لدورة الماء في الغلاف الجوي التبخير والتكثف والتشبع تبخر الماء وتكثفه هما العملية التي ينتج منها المطر بكل بساطة ولو قمت بالتجربة كما في الصورة التالية لحصلت على مطر صناعي مشابه للمطر الواقعي بقي لديك البرق والرعد .. طف اللمبات وخل واحد من أخوانك يجيب ليزر ثم يرامش بالليزر على القدر وأخوك الثاني خله يطرطع ............................................... التبخير دائماً ما ينتج عن التسخين والمفهوم العلمي لكيفية حدوث التبخير هو أن التسخين يسبب سرعة حركة جزيئات الماء حتى تصل إلى سرعة تنفصل منها عن الماء وتتحول إلى بخار ولو شاهدنا بمجهر مكبر ملايين المرات حركة الجزيئات في قدر ماء يتم تسخينه لرأينا أن الجزيئات ليست جميعها تكون بنفس السرعة أو نفس الإتجاه بل إن السرعات مختلفة والإتجاهات عشوائية .. (لنربط مع المفهوم الذي تعلمناه في الفصل السابق وهو أن درجة الحرارة هي مقدار سرعة الجزيئات) وسنشاهد أن الجزيئات التي تصبح سرعتها كبيرة بفعل الحرارة تستطيع أن تنفصل وتتحول إلى بخار وسنلاحظ كذلك أن هناك جزيئات من الماء المتبخر تتكثف وتتحول إلى ماء من جديد إذن التبخر هو إنفصال الجزيئات وتحولها من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية بفعل التسخين والتكثف عكس التبخر أي التحول من الحالة الغازية إلى الحالة السائلة بسبب التبريد ولو قمنا بإحكام غطاء القدر لإستمرت عمليات الزيادة في التكثف لتصبح في لحظة ما مساوية لكمية التبخر .. أي أن كمية البخار الناتجة من تسخين الماء مساوية لكمية الماء الذي يتكثف ويعود وفي هذه اللحظة يمكننا القول بأن الهواء المحصور في الفراغ بين سطح الماء وبين غطاء القدر أصبح مشبعاً ببخار الماء فالتشبع هو الحالة التي يكون فيها الهواء مشبعاً ببخار الماء وهذا ملخص سريع لآلية حدوث التبخر والتكثف والتشبع ملاحظة (التكثف يحدث أيضاً في غياب التبريد عن طريق زيادة الضغط وإجبار بخار الماء على التشبع كما حدث عندما أحكمنا غطاء القدر) ونأتي الآن للحديث عن الرطوبة سنعرف الرطوبة النسبية والتي ربما تسببّ لبساً للبعض .. فالبعض يظنها كمية بخار الماء والصحيح أنها ليست وصفاً حقيقياً لكمية بخار الماء الموجودة في الهواء ولكنها نسبة مئوية تبين لنا كم نحن قريبون ليحدث التشبع ببخار الماء في الهواء بمعنى أنه قد تكون نسبة بخار الماء الموجودة في الهواء نفسها لم تنقص ولم تزد، ولكن حصل إنخفاض في درجة الحرارة فتزيد تبعاً لذلك الرطوبة النسبية يعني زادت الرطوبة النسبية ولم تزد كمية بخار الماء في الهواء والعكس صحيح .. بحيث لو إرتفعت درجة الحرارة تقل قيمة الرطوبة النسبية ولذلك فإن الرطوبة النسبية تزيد ليلاً مع برودة الجو وتبلغ ذروتها فجراً ومع ساعات الصباح الباكر ومع سخونة النهار تقل الرطوبة النسبية فيتم تسجيل أقل قيمة رطوبة نسبية مع أشد أوقات النهار حرارة وقد يسأل سائل سؤال بديهي هنا وهو .. لماذا تقل الرطوبة مع سخونة النهار مع ان التبخير يكون في أقصى قوته مع زيادة الحرارة ؟ الجواب نعم التبخير يكون في قوته ولكن التشبع ليست في قوته والتشبع كما قلنا لا يحدث إلا عندما تتساوى كمية جزيئات الماء المتبخرة مع كمية جزيئات الماء المتكثفة وهذه الوضعية تحدث إثناء إنخفاض درجة الحرارة ولا تحدث أثناء إرتفاعها وهذا رسم بياني يوضح منحنى درجة الحرارة والرطوبة النسبية خلال ساعات اليوم فائدة .. شيّابنا -بارك الله فيهم- يحرصون على أن يسقون زرعهم في الصباح الباكر مع أقوى أوقات الرطوبة النسبية حيث أقرب فرصة للتشبع وهذا يحقق إستفادة كاملة من كل قطرة ماء كذلك يجدر بنا أن نذكر أن إنخفاض نسبة الرطوبة النسبية داخل المنازل إلى قيم منخفضة يجعل الإنسان يعاني من تشققات جلدية وجفاف في البشرة بشكل عام ويسبب كذلك حكة وجفاف في الحلق والأنف مما يسمح لبعض البكتيريا من التغلغل إلى داخل الجسم هل بإمكان أحد ان يستنتج حلاً سريعاً يعوض نقص الرطوبة في المنازل من خلال ما عرضنا ؟ نعم .. جواب سليم ... نجيب قدر ونملاه ماء ونغليه تسخين الماء يوفر بخار الماء بشكل مقبول في جو المكان وهناك الآن أجهزة حديثة تباع في الأسواق المحلية تستخدم كمرطبات هواء نقطة الندى لدينا أيضاً فيما يتعلق بالرطوبة نقطة الندى وهذا المصطلح يستخدم في علم الرصد الجوي ويقصد به درجة الحرارة اللازمة ليحدث التشبع يعني إذا كانت نقطة الندى 20 درجة مئوية فذلك يعني بأن التشبع سيحدث في حال وصلت درجة الحرارة إلى 20 درجة ونقطة الندى هي المفهوم الأدق لمعرفة كمية بخار الماء في الهواء .. كيف ؟ كلما كانت نقطة الندى مرتفعة .. كلما كانت كمية بخار الماء أكثر، والعكس صحيح وهنا نذكر ما تحدثنا به في بداية الموضوع عندما قلنا أن الرطوبة النسبية قد تكون 28% في مكة و 100% في لندن ودرجة الحرارة 35 في مكة و 2 في لندن نقطة الندى ستكون بالتأكيد 2 في لندن (لأن نقطة الندى كما ذكرنا هي الدرجة اللازمة للوصول إلى التشبع والتشبع قد حصل 100%) أما نقطة الندى في مكة فستكون 5 درجات مئوية أو حولها وبما أنا قلنا أن نقطة الندى كلما كانت مرتفعة كانت كمية بخار الماء أكثر إذن في هذه الحالة كمية بخار الماء الموجودة في مكة المكرمة أكثر من كمية بخار الماء الموجودة في لندن وفقاً لهذه المعطيات وهذا تأكيد حديثنا في البداية حينما قلنا إن قيمة الرطوبة النسبية ليست دليلاً على كمية بخار الماء ولكن الموضوع ينبغي تناوله من زاوية أوسع كي نحكم على كمية بخار الماء التوقيع :