الرطوبة

قياس الرطوبة الجوية

إعداد: أ ياسر علوان

رئيس شعبة الجغرافيا
ثانوية صلاح الدين - عدن

• مقدمة:
بخار الماء هو أحد مكونات الغلاف الجوي للأرض.هناك عدة طرق لتعيين كمية بخار الماء الموجود في الهواء.

أ‌- نسبة الخلط: هي النسبة بين كتلة بخار الماء إلى كتلة الهواء الجاف الذي يترافق معه بخار الماء.
ب- ضغط البخار:هو الضغط الجزئي لبخار الماء كمركبة غازية للغلاف الجوي ويقاس بالهكتوباسكال.
ج- محتوى الرطوبة: (الرطوبة النوعية):هي نسبة كتلة بخار الماء إلى كتلة الهواء الرطب الذي يترافق معه.
دـ الرطوبة النسبية: هي نسبة ضغط البخار الحقيقي إلى ضغط البخار المشبع عند درجة حرارة الهواء.

• طرق قياس الرطوبة الجوية:
تصنف طرق قياس الرطوبة الجوية المستخدمة لأغراض البحث والتطبيق إلى:
1- الطريقة الحرارية الديناميكية:(المصرد-مقياس رطوبة الجو)
2- طرق تعتمد على تغير أبعاد المادة المسترطبة مثل الشعر
3- طرق المقاومة الكهربائية
4- طريقة السعة الكهربائية
5- طريقة الامتصاص(امتصاص كالسيوم كلورايد للرطوبة)
6- طريقة التكثف ( مسترطب درجة الندى ودرجة التجمد )

• سيتم شرح الطرق الشائعة والمستخدمة لدينا في القياس كما يلي:
1- الطريقة الحرارية الديناميكية (Psychrometer)
يتكون السايكروميتر (المصرد- مقياس رطوبة الجوي) من ميزاني حرارة متشابهين يكونا جنباً إلى جنب أحدهما يسمي الميزان الجاف والآخر الرطب ويكون مغطى بنسيج قطني رقيق أو حرير صناعي ويبقي رطباً بماء نقي.
- كلما كان الهواء أكثر جفافا كلما كان التبخر عن الغطاء الرطب أكثر سرعة وكان الفرق في درجة الحرارة بين الميزانين الجاف والمبلل أكثر.
- هنالك طريقتين مستخدمتين لقياس وحساب الرطوبة من السايكروميتر وهما :-
أ‌- طريق التهوية الطبيعية أو الحرة(التبليل الدائم):
تتدلى فتيلة الميزان المبلل في الماء وتبقى البصلة رطبة بفعل الشعرية على طول الفتيلة ثم تقاس درجة الحرارة للميزانين وحساب الرطوبة باستخدام معادلة خاصة أو باستخدام جدول الرطوبة.


.


ب- طريقة التهوية القصرية أو الإجبارية:



يتم استخدام مروحة بسرعة ثابتة تتراوح ما بين 2.5-10م/ث ويتم إتباع الخطوات التالية
لقراءة الموازين وحساب الرطوبة:-
1- تبليل الميزان الرطب.
2- تشغيل المروحة.
3- الانتظار لمدة دقيقتين أو ثلاثة أو حتى تصبح قراءة درجة حرارة الميزان الرطب ثابتة.
4- قراءة الميزان الجاف.
5- قراءة الميزان الرطب.
6- حساب الرطوبة النسبية من مسطرة الرطوبة أو جدول الرطوبة.
- يفضل استخدام هذه الطريقة في المحطات الرئيسة وذلك لدقتها أكثر من طريقة التهوية الحرة.
- الجدول التالي يبين حساب الرطوبة من الفرق بين الميزان الجاف والرطب.

الفرق بين الجاف والرطب الرطوبة النسبية
لا فرق 100%
0.5 96%
1 93%
1.5 89%
9 44%
15 17%
18 5%

• مصادر الخطأ في الطريقة الحرارية الديناميكية ( السايكروميتر)
1- الخطأ المصنعي لموازين الحرارة (دقة الموازين).
2- الأخطاء الناتجة من التهوية.
3- الأخطاء الناتجة من عدم نظافة الماء والنسيج القطني.


2- الطريقة المعتمدة على تغير أبعاد المادة المسترطبة( مثل الشعر )
- يغير عدد من المواد العضوية أبعادها تبعاً لتغير محتواها الرطوبي.
- استخدم شعر الإنسان بعد إزالة الشحم يشكل تام لقياس الرطوبة النسبية منذ القرن السابع عشر.
يزداد طول الشعر ما بين 2-2.5% في المعدل لتغير صفر – 100% رطوبة نسبية ويكون طول الشعر عادةً
مابين 15 – 20 سم.
- الشعر حساس جداً للتلوث ومن تراكم الشحوم نتيجة اللمس ولذلك يجب تنظيف الشعر بمواد خاصة مثل الكحول
وبشكل دوري.
• من الأجهزة المستخدمة لدينا لقياس الرطوبة النسبية :
• مسجل نسبة الرطوبة ((Hygrograph.
هو جهاز يتم بواسطته تسجيل نسبة الرطوبة ويتكون من :
أ‌- مجس : وهو هنا الشعر ويكون على شكل حزمة لإعطاء قوة لتحريك الميكانيكية للجهاز.
ب- مجموعة الروافع: هي المجموع المسؤولة عن نقل التغير في طول الشعر إلى الخارطة.
ج- الساعة: تكون إما يومية أي تدور دورة كاملة خلال 24 ساعة أو أسبوعية وتدور دورة خلال 72 ساعة
وتوضع خارطة على الساعة ليتم تسجيل القراءات عليها والتي تقارن يومياً مع قراءات السايكروميتر
حيث تستطيع الأجهزة الجيدة قياس الرطوبة النسبية عند درجات الحرارة الموجبة بدقة ±5%.




•

• مصادر الخطأ:
1- تغير الصفر: ينتج هذا عن شد الشعر أكثر مما يجب بسبب التعامل الخشن وتكون حساسية ودقة الجهاز قد تأثرت كذلك.
2- رواسب الشحم ، القذارة والغبار: يجعل خواص الشعر الأسترطابية ( امتصاص الرطوبة) أسوأ بسبب التلوث أو التعامل الخاطئ
مما يعود إلى تلف تدريجي أو تدهور في الحساسية والدقة.
3- تأثير درجة الحرارة على معامل التباطؤ، معامل التباطؤ الحراري السالب ، وازدياده مع انخفاض درجة الحرارة .