تأثير الرطوبة على البيئة

الرطوبة هي كمية البخار المائي الموجود في الهواء، وتشير كمية البخار المائي هذه إلى احتمالية هطول الأمطار في مكان ما، ونتيجة للعديد من الدراسات العلمية تم تصنيف المدن الموجودة بالقرب من المناطق الساحلية وخط الإستواء كمدن تتمتع بنسبة رطوبة عالية، كسنغافورة وكوالالمبور وجاكرتا .

تعريف الرطوبة

تُعَدُّ الرطوبة عنصرًا ذا أهمية بالغة في الغلاف الجوي، وتتميز بأنها شيء غير مرئي؛ إذ يتميز بخار الماء بحالته الغازية، وعلى الرغم من ذلك، يمكن رؤية الرطوبة فقط عندما يتكاثف بخار الماء عند هطول الأمطار أو الضباب أو الندى .

يؤدي ارتفاع نسبة الرطوبة إلى تقليل تبخر الرطوبة من الجلد، مما يقلل من فعالية التعرق في تبريد الجسم، حيث تقل كمية بخار الماء اللازمة للوصول إلى التشبع مع زيادة درجات الحرارة بسبب حركات الجزيء في درجات الحرارة المرتفعة، والتي تعوق التكثيف .

تشير الرطوبة إلى وجود بخار الماء في الهواء وتؤثر الرطوبة على مدى سخونة الهواء ، وبشكل عام تبدو درجات الحرارة الدافئة أكثر دفئًا مع زيادة الرطوبة لأنه كلما زادت الرطوبة تنخفض السرعة التي يتبخر بها الماء في أي درجة حرارة معينة ، وعندما نكون دافئين تعتمد أجسامنا على تبخر الماء من سطح بشرتنا للتبريد لذلك فإن نسبة الرطوبة العالية تبطئ آلية التبريد الطبيعية في الجسم .

قياسات الرطوبة

عند البحث عن كيفية التعرف على قياسات الرطوبة، نجد أن هناك عدة طرق مختلفة لذلك. تشير التقارير الجوية عموما إلى نسبة الرطوبة، وتعرف بنسبة مئوية، حيث تشير إلى كمية الرطوبة في الهواء مقارنة بقدرة الهواء على الاحتفاظ بالرطوبة. وعندما تكون نسبة الرطوبة 100٪، فإن ذلك يعني أن الهواء يكون في نقطة التشبع عند درجة الحرارة الحالية. ونقطة الندى تعبر عن درجة الحرارة التي يكون فيها محتوى الرطوبة الحالي عند التشبع، وتعتبر مؤشرا للرطوبة المطلقة. وكلما كانت درجة الحرارة أعلى، زادت نسبة الرطوبة، كما في المثال التالي: عند درجة حرارة 80 درجة فهرنهايت ونقطة ندى 72 درجة فهرنهايت، فإن الرطوبة النسبية تكون 77٪. وإذا انخفضت درجة الحرارة إلى 72 درجة فهرنهايت مع بقاء نقطة الندى كما هي، فإن الرطوبة النسبية سترتفع إلى 100٪ .

قد توصل العلماء إلى بعض الاكتشافات المدهشة حول بخار الماء، حيث أثبتت الدراسات العلمية أن الرطوبة هي غاز دافئ وسبب رئيسي محتمل للاحتباس الحراري العالمي. كما لوحظ أن الحرارة التي تنتج عن غازات الاحتباس الحراري الأخرى قد تؤدي إلى تبخر المزيد من الماء، وهذا بدوره يطلق المزيد من البخار في الغلاف الجوي. بالإضافة إلى ذلك، يمكن لبخار الماء أن يحبس الإشعاعات ذات الموجات الطويلة في الغلاف الجوي للأرض، مما يساهم في زيادة درجة الحرارة العالمية بشكل كبير .

تم اختراع العديد من الأجهزة لقياس وتنظيم الرطوبة، ويتم استخدام مقياس الرطوبة لمعرفة نسبة الرطوبة بدقة، حيث يتم استخدام مقياسين للحرارة لقياس الرطوبةالنسبية، ويتم قياس درجة حرارة اللمبة الجافة والمصباح الجاف في نفس الوقت باستخدام موازين الحرارة .

يوجد جهاز شائع يستخدم لقياس الرطوبة النسبية من قبل خبراء الأرصاد الجوية هو جهاز يحتوي على مفتاح ومجهز بمعدات مثل أفران الميكروويف ، ويتم استخدام أيضاً الأقمار الصناعية الموجودة عن بعد لقياس الرطوبة على نطاق عالمي حيث أن الأقمار الصناعية حساسة لتركيز المياه بين ارتفاعات 2.5 إلى 7.5 ميل ، ويتم تركيب أجهزة الاستشعار التي تستجيب للأشعة تحت الحمراء على الأقمار الصناعية لتمكينها من قياس بخار الماء حيث تمتص بخار الماء الأشعة وتعيد إشعاعها وبالتالي تعتمد تنبؤات الطقس بشكل خاص على الصور التي تصورها هذه الأقمار الصناعية والتي تستخدم أيضًا لرصد الظروف المناخية .

أنواع الرطوبة

لقد أثبتت الدراسات والأبحاث العلمية عند التعرف على أنواع الرطوبة أن هناك ثلاثة أنواع من الرطوبة هي الرطوبة المطلقة ، الرطوبة النسبية والرطوبة النوعية ، أما بالنسبة إلى الرطوبة المطلقة فهي تُستخدم لتحديد الكتلة الإجمالية لبخار الماء المقاسة في حجم معين من الهواء مع الأخذ في الاعتبار درجة حرارة الهواء .

الرطوبة النسبية هي مزيج من الهواء والماء ويتم تعبيرها بنسبة الضغط الجزئي لبخار الماء في المزيج إلى ضغط بخار الماء المتوازن عند درجة حرارة محددة على سطح من الماء النقي، وغالبًا ما يتم التعبير عنهكنسبة مئوية .

بالنسبة للرطوبة النوعية، فإنها تُقاس عن طريق حساب نسبة كتلة بخار الماء إلى الكتلة الكلية للهواء المنبعث، حيث يحتوي الهواء على كميات مختلفة من بخار الماء عند درجات حرارة مختلفة. ومع انخفاض درجات الحرارة، يحتاج الهواء إلى كمية أقل من بخار الماء لتحقيق التشبع .

تأثيرات الرطوبة

عند دراسة الرطوبة وجد أن الرطوبة تؤثر على البشر والحيوانات والنباتات في بيئتها ، حيث تعد الرطوبة أحد العوامل المحددة التي يمكن أن تزدهر بها النباتات والحيوانات ، كما يعتمد جسم الإنسان على العرق للتخلص من الحرارة الزائدة ، وأثناء الرطوبة العالية يتم تقليل تبخر العرق من الجسم .

يعتمد الدم ايضاً على توصيل الحرارة من الجسم إلى الجو ليبرد ، وفي ظروف الرطوبة العالية لا يتخلص الدم من الحرارة الزائدة وقد يؤدي إلى ارتفاع الحرارة ، بالإضافة إلى ذلك ونظرًا لأن معظم الدم يتجه إلى سطح الجسم ، فإن الأعضاء الداخلية مثل الدماغ تتلقى دمًا أقل مما يؤدي إلى الشعور بالإرهاق وانخفاض القوة البدنية .

تأثيرات الرطوبة على المناخ

تشير المناخ إلى الظواهر الجوية طويلة المدى المرتبطة بالمنطقة، وتشمل متوسط درجة الحرارة ومقدار الأمطار، وتعتبر الرطوبة أحد عناصر المناخ ولها تأثير معتدل على المناخ. على سبيل المثال، تتمتع الغابات المطيرة الاستوائية بمناخ يتسم بتعرضها المستمر نسبيا لأشعة الشمس على مدار العام، ولكن زيادة كمية الأمطار بسبب ارتفاع متوسط درجات الحرارة تعد جزءا من المناخ الاستوائي. لذلك، فإن تحديد تأثيرات الرطوبة المناخية يستلزم عملية معقدة، ولكن لا يزال من الممكن تحديد بعض التأثيرات المناخية لمستويات الرطوبة .

تأثيرات الرطوبة على النبات

يؤثر كل شيء في البيئة على كيفية نمو النبات وازدهاره وتكاثره ، ويعد التحكم في المناخ من أجل نمو النبات أمرًا أساسيًا لزيادة عملية التمثيل الضوئي إلى أقصى حد ، ومن خلال الحفاظ على مستويات الرطوبة النسبية المثلى في البيوت الزجاجية وغيرها من البيئات النامية فإن ذلك يضمن الحصول على محصول مثالي .

تؤثر مستويات الرطوبة النسبية على توقيت وكيفية نمو النباتات. عندما تكون الظروف المحيطة مفرطة الحرارة بالنسبة للنباتات، يحاول النبات الحفاظ على الماء. وعندما تكون مستويات الرطوبة النسبية مرتفعة جدا أو عندما يكون هناك نقص في تدوير الهواء، يتعذر على النبات أن يتبخر الماء أو يستخلص العناصر الغذائية من التربة. وعندما يحدث ذلك لفترة طويلة، يتعفن النبات في النهاية. وعندما يكون النبات محاطا بدرجات حرارة دافئة ومستويات رطوبة نسبية منخفضة، تزداد معدلات الإنتاج في النبات، مما يقلل من الحاجة إلى استخدام المزارع لتخصيب النباتات .

تأثيرات الرطوبة على الحيوانات

تعتبر المزارع مصدرا للحوم والألبان والبيض للإنسان، وصحة الحيوان تضمن جودة وسلامة هذه المنتجات الزراعية، وتلعب ظروف تربية الحيوانات في مزارع الثروة الحيوانية والدواجن أدوارا حيوية في الصحة الحيوانية والإنتاج. ومن بين العوامل الرئيسية التي تؤثر في رفع كفاءة الحيوانات هي نسبة الرطوبة، وعلى الرغم من أهميتها في تربية الحيوانات، إلا أنها لم تحظ بالكثير من الاهتمام. فهناك آثار ضارة للرطوبة العالية على صحة الحيوان، وبالتالي يجب تحسين ظروف تربية الحيوانات في المستقبل .